Образовательная информационная среда как средство повышения эффективности обучения в университете тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.08, кандидат педагогических наук Ардеев, Александр Халилович

• Ардеев, Александр Халилович
• кандидат педагогических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук Ардеев, Александр Халилович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ.

1.1 Информационно-образовательная среда как неотъемлемая часть современных педагогических технологий.

1.2 Концепция информационно-образовательной среды в процессе информатизации системы высшего профессионального образования.

1.3 Психолого-педагогические аспекты обучения в условиях информационно-образовательной среды университетского комплекса.

ВЫВОДЫ К ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ.

2.1 Организационные и технологические вопросы формирования модели информационно-образовательной среды.

2.2 Модель информационно-образовательной среды в учебном процессе высшей школы.

2.3 Педагогический эксперимент и оценки эффективности модели информационно-образовательной среды.

ВЫВОДЫ КО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Образовательная информационная среда как средство повышения эффективности обучения в университете»

Актуальность исследования. В последнее время российская система образования, как и системы образования зарубежных стран, претерпевает значительные изменения, связанные с необходимостью преодоления противоречий между традиционным темпом обучения и постоянно увеличивающимся потоком новых знаний. Развитие компьютерной техники и телекоммуникационных технологий дает возможность создавать благоприятные условия для формирования единого мирового образовательного пространства. Телекоммуникации обладают универсальным кумулятивным потенциалом, позволяют преодолеть разрозненность и раздробленность, присущую традиционной системе образования, способствуя созданию и развитию единого образовательного пространства на глобальном (в рамках содружества государств, стран), локальном (край, область, регион) и сублокальном (университет, институт, школа) уровнях. В современных условиях формирующегося информационного общества, основной ценностью которого является информация, объединение информационно-образовательных ресурсов, накопленных научно-исследовательскими институтами и образовательными учреждениями, становится первостепенной необходимостью. Работа в данном направлении уже активно ведется, что нашло отражение в основных положениях таких федеральных целевых программ, как «Развитие единой образовательной информационной среды (2001 - 2005 гг.)», «Электронная Россия (2002 -2010 гг.)» и «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 -2006 гг.».

В то же время консолидация информационно-образовательных ресурсов, активное внедрение в образование инфокоммуникационных технологий, организация единого образовательного пространства на базе использования современных компьютерных технологий необратимым образом изменяют сам педагогический процесс, его содержательную, организационную и методическую основы. В содержательном плане применение современных телекоммуникаций позволяет использовать новые ресурсы информации, такие, как электронные учебники, виртуальные лаборатории и т.д. Выход в глобальные компьютерные сети предоставляет огромные возможности, позволяет связаться практически с любой точкой земного шара, получить консультацию мировых специалистов по тому или иному вопросу. Существенные изменения претерпевает и организационный аспект - возникают новые формы получения образования, развивается дистанционное обучение, реализующее принципы открытого образования - получение знаний без географической привязки к месту нахождения учебного заведения, учащегося и преподавателя и в тот период времени, который наиболее удобен для самого ученика. Изменение организационного компонента педагогического процесса требует разработки новой методической базы, которая бы учитывала специфику учебного процесса на основе использования телекоммуникаций, психолого-педагогические особенности применения компьютерных технологий. Неотъемлемой частью разработки такого методического обеспечения становится педагогическое проектирование - педагогические технологии. С переходом на новый - глобальный - уровень педагогическое проектирование становится особенно важным, поскольку требует одновременно универсальности и детализации педагогической системы, проработки общих и частных вопросов использования технологии обучения вне зависимости от конкретной технологии обучения, которая будет использоваться на практике. Таким образом, на современном этапе развития образования разработка общей методологии проектирования образовательного пространства имеет огромное значение, чем и объясняется актуальность настоящего исследования.

Психолого-педагогические основы использования инфокоммуникационных технологий отражены в работах В.П. Беспалько, А.Я. Ваграменко, Т.Г. Везирова, В.В. Лаптева, М.П. Лапчика, Е.И. Машбица, Е.С. Полата, И.В. Роберт, Н.С. Розова, А.В. Могилева, И.А. Румянцева, В.А. Сластенина, Н.Ф. Талызиной, В.А. Тихонова, А.Ю. Уварова, А.В. Хуторского, Т.Л. Шапошниковой. Работы этих авторов явились методологической основой исследования.

Проблема исследования: каковы общие научно-методические основы создания информационно-образовательной среды на базе инфокоммуникационных технологий для подготовки специалистов в вузе?

Объектом исследования является использование возможностей современных информационных и телекоммуникационных технологий для создания информационно-образовательного пространства в вузе.

Предмет исследования - научно-педагогические, организационные и технологические основы проектирования информационно-образовательного пространства на базе использования инфокоммуникационных технологий для профессиональной подготовки специалистов.

Цель исследования - выявление научно-методических основ и психолого-педагогических особенностей использования инфокоммуникационных технологий для создания информационно-образовательного пространства при профессиональной подготовке специалистов.

Гипотеза исследования: если использовать в учебном процессе высшей школы методику проектирования информационно-образовательного пространства на основе информационных и телекоммуникационных технологий, то повысится эффективность преподавания, а также реализуется профессиональную направленность обучения, что приведет к повышению уровня информационной культуры обучающихся и даст возможность будущим специалистам адаптироваться к условиям работы в мировом информационно-образовательном пространстве.

В соответствии с целью и гипотезой были определены следующие задачи исследования:

- дать определение информационно-образовательной среды вуза, рассмотреть вопрос ее формирования в контексте современных педагогических технологий;

- определить психолого-педагогические особенности использования телекоммуникационных технологий для создания информационно-образовательной среды;

- исследовать психолого-педагогические, организационные и технологические возможности использования информационно-образовательной среды в обучении студентов в рамках традиционного образования высшей школы, а также выявить перспективы ее использования в системе дистанционного образования;

- осуществить практическую реализацию информационно-образовательной среды на примере ее использования в определенной области знаний;

- провести экспериментальное исследование для определения эффективности организации учебного процесса в рамках информационно-образовательной среды на основе существующих сетевых технологий.

Для достижения цели исследования и решения поставленных задач использовались следующие методы: изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической и специальной литературы по проблеме исследования; анализ материалов по информатизации образования с целью выявления современных особенностей и тенденций использования педагогических инфокоммуникационных технологий; наблюдение за ходом образовательного процесса, деятельностью студентов; беседы с преподавателями, анкетирование и тестирование студентов. Разработка научно-теоретических вопросов проектирования информационно-образовательной среды основывалась на методах теоретического моделирования образовательных технологий. Для оценки качества разработанной дидактической информационной среды использовался метод групповых экспертных оценок, эффективность проведенного эксперимента оценивалась на основе методов математической статистики и теории эффективности.

Исследования проводились с 1999 по 2004 год в несколько этапов.

На первом этапе (1999 - 2001 гг.) осуществлялось теоретическое изучение проблемы профессиональной подготовки специалистов на основе использования инфокоммуникационных технологий. Были уточнены тема исследования, его основная цель, объект, предмет, задачи, сформулирована рабочая гипотеза. На этой основе разработана логическая схема исследования, проведен отбор методов, средств для дальнейшей экспериментальной работы.

На втором этапе (2001 - 2002 гг.) формировались научно-методические основы проектирования информационно-образовательной среды на базе использования телекоммуникационных технологий для профессиональной подготовки специалистов, выявлялись возможности инфокоммуникаций для совершенствования методов, организационных форм и средств обучения студентов. Проводился констатирующий эксперимент. На основе полученных данных разработаны Указания по проектированию информационно-образовательной среды для совершенствования подготовки специалистов.

На третьем этапе (2002 - 2004 гг.) проводились обучающий эксперимент, апробация спроектированной модели информационно-образовательной среды в учебном процессе, анализ и обобщение полученных результатов, формулировались и уточнялись основные теоретические и экспериментальные выводы. Полученные итоговые результаты интерпретировались графически, теоретический и практический материал оформлялся в диссертационную работу.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые в систематизированном виде рассмотрены особенности моделирования, организационные и технологические вопросы создания информационно-образовательной среды на базе использования современных телекоммуникационных технологий как средства повышения эффективности профессиональной подготовки специалистов в вузе.

Теоретическая значимость исследования:

- выявлены и обобщены особенности организации педагогического процесса в условиях информационно-образовательной среды, создаваемой на базе инфокоммуникационных технологий;

- разработана теоретическая модель информационно-образовательной среды на базе использования инфокоммуникационных технологий как эффективного способа повышения качества подготовки специалистов по различным специальностям университета.

Практическая значимость исследования состоит в возможности использования разработанных научно-методических основ проектирования информационно-образовательной среды для организации учебного процесса в университете. В качестве примера реализации обучения в рамках информационно-образовательной среды разработаны дидактические материалы по курсу преподавания информатики и информационных технологий на различных специальностях университета, в которые входят структурированные теоретические материалы, система заданий, увязанная с соответствующим программным обеспечением, а также блок контроля качества усвоенных знаний. Более подробное описание этого курса приведено в материалах о практическом использовании возможностей информационно-образовательной среды.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Научно-педагогические основы проектирования информационно-образовательного пространства на базе использования инфокоммуникационных технологий - это соответствие дидактических, психологических, организационных и технических аспектов организации обучения парадигме современного образования с учетом особенностей современных телекоммуникационных технологий, играющих роль транспортной среды современного образования.

2. Теоретическая модель информационно-образовательной среды, включающая основополагающие принципы ее создания, систему целей и задач, структуру, условия эффективной организации функционирования среды.

3. Практическая реализация возможностей информационно-образовательной среды в обучении студентов способствует повышению качества обучения и выполнению требований профессиональной направленности внедрения информационных технологий в образование, а также повышению качества подготовки будущих специалистов к работе в условиях динамичного информационного потока.

Достоверность научных результатов исследования обусловлена использованием методов исследования, адекватных его предмету и задачам, а также методологической обоснованностью теоретических положений и применением математического аппарата высокой степени надежности для оценки результатов исследования.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационного исследования обсуждались и анализировались на научно-методических семинарах кафедры информационных технологий в обучении и управлении учебным процессом Ставропольского государственного университета (Ставрополь, 2001-2004), его результаты опубликованы в материалах научно-методических конференций «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2002, 2003), Региональной научно-практической конференции «Социально-психологические и педагогические проблемы развития личности учащейся молодежи» (Ставрополь, 2002), Краевой научно-практической конференции «Молодежь и наука III тысячелетия» (Ставрополь, 2003), Всероссийской научной Internet-конференции (Ставрополь, 2004).

Внедрение результатов исследования осуществлялось на лекциях, лабораторных и практических занятиях факультета романо-германских языков Ставропольского государственного университета, при изучении курсов «Педагогическая информатика», «Теоретические основы информатики», «Программирование».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 165 страниц, из них 128 - основной текст, 16 - список литературы из 151 наименования. Работа содержит 5 рисунков, 6 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Теория и методика профессионального образования», Ардеев, Александр Халилович

ВЫВОДЫ К ПЕРВОЙ ГЛАВЕ

В первой главе «Формирование информационно-образовательной среды в профессиональном образовании» рассматриваются общие теоретические вопросы проектирования педагогических систем, дается определение информационно-образовательной среды, проводится анализ аспектов ее использования для подготовки специалистов в вузе.

Информационно-образовательное пространство представляет собой качественно новый уровень организации образования, важным аспектом которого является педагогическое проектирование - педагогическая технология, которая характеризуется предварительным проектированием учебно-воспитательного процесса, определением структуры и содержания учебно-познавательной деятельности самого обучаемого, ориентацией на четко определенные цели и подразумевает структурную и содержательную целостность всего учебно-воспитательного процесса.

Технологическую основу проектирования учебного процесса обеспечивает деятельностный подход, предполагающий активное включение будущего специалиста в различные виды деятельности и позволяющий в сочетании с идеями контекстного обучения преодолеть основные противоречия традиционной системы обучения путем перехода от пассивной роли ученика к его активному включению в процесс овладения знаниями и умениями.

С развитием инфокоммуникационных средств и ростом спроса на образовательные услуги актуальным становится вопрос развития информационно-образовательной среды на базе современных телекоммуникационных технологий, открывающий широкие возможности для применения новейших психолого-педагогических методик. В главе рассматриваются различные подходы к определению понятия информационно-образовательной среды, приводятся классификации сред, рассматриваются ее отличия от информационно-образовательного пространства, основные принципы построения образовательных сред, их функции. Подчеркивается, что создание и развитие информационно-образовательной среды на основе использования инфокоммуникационных технологий должно основываться на соблюдении общедидактических принципов, а также учитывать психолого-педагогические особенности инфокоммуникаций, педагогический потенциал средств информатизации, рассмотренных в работе.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

2.1. Организационные и технологические вопросы формирования модели информационно-образовательной среды

Формирование информационно-образовательной среды должно ориентироваться на ее информационный характер, предполагающий новые технологии работы с информацией, которые определяют основу человекомашинного взаимодействия. Представляя собой единую систему аппаратных средств, программного обеспечения, специалистов и пользователей, баз данных и баз знаний, а также других элементов, реализующих информационные процессы, информационно-образовательная среда должна обладать следующими свойствами содержательного плана [12]:

- информативность;

- целенаправленность на комплексное рассмотрение материалов информационных ресурсов;

- системность (выстраивание связей между имеющимися знаниями и получаемой новой информацией);

- интеграция информационных объектов и технологий в учебный процесс;

- управляемость (планирование организационных форм образовательного процесса с учетом возрастных и индивидуальных особенностей обучающихся, возможность корректировки учебного процесса);

- ориентированность на социокультурные проблемы;

- гуманизация педагогических отношений, проявляющаяся в личностно ориентированном подходе к обучению.

Реализация этих свойств среды становится возможной на основе соблюдения следующих принципов организационного плана:

- открытый характер;

- согласованность действий всех участников информационно-педагогического процесса по ее организации, самоорганизации и развитию;

- многовариантный характер развития.

Применительно к вузовскому образованию возможна следующая трактовка реализации этих принципов:

- применение накопленных в мировой педагогической практике информационных ресурсов, их активизация в соответствии с научно-исследовательскими целями;

- системная интеграция информационных объектов и технологий, активное использование таких форм телекоммуникаций, как телеконференции, чаты, форумы и т.д., целью которых является создание информационно-педагогических ресурсов, их интеграция в педагогический процесс;

- приоритетность разработки и внедрения информационных технологий и объектов учебно-методического назначения, обеспечивающих доступ к глобальным и локальным информационным ресурсам;

- поэтапность формирования информационно-образовательной среды в соответствии со степенью освоения компьютерной грамотности и развития информационной культуры студентов и профессорско-преподавательского состава;

- открытость информационно-образовательной среды вуза, которая должна позволить интегрировать ее в более сложные структурные подразделения на уровне региона и страны с выходом на международное информационное пространство;

- проектирование информационных обучающих ресурсов, обеспечивающих развитие и саморазвитие информационно-образовательной среды вуза.

Формирование информационно-образовательной среды по любой дисциплине представляет собой довольно длительный поэтапный процесс. В том случае, если среда базируется на общедоступных технологиях, их прогресс заставляет преподавателя постоянно пересматривать инструментальные возможности среды и, следовательно, ее дидактическое наполнение, методические решения, коммуникационные функции и т.п.

Можно выделить два основных этапа создания и интеграции ресурсов информационно-обучающей среды в традиционный учебный процесс [60].

1. Начальный этап или этап «инноваций» обычно характеризуется тем, что профиль традиционного курса не меняется, как не меняются в процентном соотношении и установленные компоненты курса: время, отведенное на аудиторные занятия, на самостоятельную работу, на выполнение индивидуальных заданий, и контроль за ходом учебного процесса. Но в этих рамках преподаватель находит пути реализации отдельных элементов педагогического процесса в новом виде, используя ресурсы информационно-образовательной среды. Этот этап совпадает по времени с процессом становления и развития информационно-телекоммуникационной инфраструктуры учебного заведения и характеризуется ограниченным включением в эту инфраструктуру обучаемых.

2. Второй этап можно назвать этапом «педагогической модернизации» - изменения профиля курса. Подразумевается более широкое в качественном и количественном плане использование ресурсов среды в учебном процессе. Составным элементом учебного процесса становятся реализация групповых или индивидуальных проектов в компьютерной среде, перевод большей части самостоятельной работы в телекоммуникационный режим. Уровень модернизации подразумевает большую самостоятельность обучаемого и переход от упражнений репродуктивного типа, выполняемых в компьютерной среде, к индивидуализированному учебному процессу, характеризующемуся высоким уровнем мотивации.

На интеграционном этапе внедрения инфокоммуникаций в процесс преподавания благодаря реализации различных проектов происходит постепенное формирование локальных сред учебных заведений, включающих средства телекоммуникации и Интернет-ресурсы. Объединение этих локальных пространств на следующем этапе позволит сформировать единую образовательную среду, которая будет представлять собой объединенное информационно-коммуникационное и физическое пространство образовательных учреждений отечественной и мировой системы образования в целом. Ее целью будет не только подготовка и сопровождение учебного процесса, но и коррекция анализа результатов обучения, обеспечивающих выход на единый стандарт образования для учебных заведений того или иного профиля.

Исходя из классификации степеней интеграции информационно-образовательной системы в учебный процесс, данной О.П. Крюковой [69], можно говорить о частичной содержательной интеграции на начальном этапе, когда предполагается стыковка содержания информационно-образовательной среды с курсом преподавания, но понятия метода и содержания обучения системно не затрагиваются. На этапе же «модернизации» присутствует содержательно-деятельностная интеграция, под которой понимаются эксплицитное представление информации о содержании и методе обучения и единый интерфейс, что обеспечивает обучаемому свободу в осуществлении стратегий самостоятельного обучения.

Все вышесказанное позволяет рассматривать информационно-образовательную среду в контексте решения задач совершенствования дидактической теории в условиях новой образовательной парадигмы и практики применения инфокоммуникационных технологий как средство, позволяющее эффективно организовать индивидуальную и коллективную работу преподавателя и студентов, а также интегрировать различные формы и стратегии освоения знаний по предмету, направленные на развитие самостоятельной познавательной учебной деятельности.

Формирование информационно-образовательной среды следует начинать с проектирования, которое бы описывало программируемый (в широком смысле слова) процесс обучения. Проектирование среды — это составной компонент общей исследовательской стратегии, которая предусматривает решение вопросов теории и технологии проектирования в комплексе с исследованием теории обучения и технологии компьютерного обучения. Мы рассматриваем проектирование информационно-образовательной среды как многоуровневый процесс и выделяем следующие уровни [7]:

- концептуальный: на этом уровне задается модель обучения, т.е. обучение описывается как система, состоящая из двух подсистем -деятельности преподавателя и деятельности обучающихся: все компоненты обучения, включая содержание (речь идет об общих принципах его проектирования) и метод обучения (описываемый на макроуровне, т.е. тип обучения), рассматриваются в контексте этих деятельностей. Описываются психологические механизмы и принципы обучения, которые отражают авторское видение процесса обучения и являются теоретическим фундаментом обучения. Проект обучающей среды на концептуальном уровне должен содержать описание не только обучающей части деятельности, но и деятельности обучающихся;

- технологический: на этом уровне проект информационно-обучающей среды описывается в виде способа управления учебной деятельностью (метода обучения) на микроуровне. Описание проекта дается в виде предписаний, однако они существенно отличаются от предписаний, которые содержатся на концептуальном уровне проекта. Если на концептуальном уровне предписания содержат указания о психологических принципах обучения, положенных в основу проекта, то здесь предписания переводятся на уровень технологии обучения. Это значит, что предписания задают требования ко всем компонентам содержательной и формальной сторон метода обучения, содержат указания о системах умственных действий и знаний, которые выступают в качестве прямых и побочных продуктов, а также описание формируемых способов действий с указанием того уровня, который должен быть сформирован у учащихся;

- операциональный: на этом уровне процесс обучения описывается как решение дидактической задачи, указываются, во-первых, какие функции обучающей деятельности возлагаются на компьютер, и, во-вторых, основные способы (пути) управления учебной деятельностью. В проекте учитываются:

• какой фрагмент обучения возлагается на компьютер (повторение, закрепление, полный фрагмент обучения и т.п.);

• степень индивидуализации обучения (учитывается ли модель обучаемого или программа адаптируется на основе ответа (ответов) на задания);

• история обучения учащегося, как используются эти данные;

• какие типы ответов учащихся допустимы (в частности, допустимы ли выборочные ответы);

• какой тип диалога (фактический, «деловой», педагогически направленный) будет реализован в системе;

• в какой мере система допускает управление со стороны учащегося (имеется в виду постановка вопросов, учебных задач, определение учащимся желаемой помощи, стратегия обучения и т. п.);

• какой тип управления - по ответу или по процессу - будет реализован в системе (если управление будет осуществляться по процессу, то в каких точках процесса решения задачи будет оказываться помощь и т.п.; если обучающая система будет построена по типу интеллектуальных систем, то необходимо описать основные блоки (подсистемы) и способы взаимодействия между ними);

- уровень реализации: включает два уровня: педагогической и программной реализации. Первый из них содержит систему обучающих воздействий. Проект информационно-обучающей среды на уровне педагогической реализации может быть описан и в виде сценария. Последний определяет, как действует обучающая система в каждый момент обучения. В сценарии можно выделить две части — внешнюю и внутреннюю. Внешняя содержит описание основных и вспомогательных воздействий (либо требования к ним, по которым система может сгенерировать каждое воздействие), а внутренняя — алгоритм управления учебной деятельностью. В том случае, когда обучающая система реализуется с помощью одной программы, сценарий содержит алгоритм перехода от одного обучающего воздействия к другому.

Функционирование информационно-образовательной среды предполагает модульность. При таком подходе к организации обучения учащийся работает с учебной программой, составленной из отдельных модулей, принадлежащих к единому полю предметной деятельности, находящейся в фокусе изучения. Технология модульного обучения является одним из направлений индивидуализированного обучения, позволяющих осуществлять самообучение, регулировать не только темп работы, но и содержание учебного материала.

Модульное обучение - процесс усвоения знаний в условиях полного дидактического цикла, который включает цель и задание, мотивацию на качественное усвоение, содержание (обучающий модуль), методы и формы прямой, опосредованной и самостоятельной учебно-познавательной деятельности, коррекцию, самооценку и оценку результатов усвоения знаний, умений и навыков, которые входят в его структуру. В таких условиях хорошее усвоение одного модуля становится условием хорошего освоения следующего, что в итоге обеспечивает формирование целостной системы знаний.

Вторым условием реализации модульного принципа организации содержания учебной дисциплины является возможность выделить генеральные сквозные мировоззренческие идеи курса, на раскрытие и освоение которых направлен каждый модуль. Кроме этого не обойтись без выделения некоторого количества научных категорий, смысл которых осваивается в структуре каждого модуля. Очень важный момент здесь — оптимизация понятийного аппарата учебной темы.

При структурировании содержания учебной дисциплины на учебные модули необходимо учитывать, что каждая часть - будущий модуль - состоит из связанных между собой в некотором отношении теоретических, эмпирических и практических компонент содержаний, совокупность которых выполняет самостоятельную функцию; модуль учебной дисциплины имеет сложную композицию, построенную по принципам теории систем: морфологичности (компоненты и элементы находятся в некоторой взаимосвязи, что дает основание считать модуль подсистемой учебной дисциплины), функциональности (модуль, взаимодействуя с другими, имеет свое назначение), генетичности (имеет свою историю становления, развития и перспективу модернизации).

Модуль учебной дисциплины — это информационный узел, который в свою очередь является единицей, унифицирующей подход к структурированию целого на части. Он имеет сложную структуру: сюда входит цель его целостного освоения, задания для овладения каждым элементом, смысловое содержание и результаты.

Цель любой системы знаний - научиться решать задачи из определенного круга задач, включающего не только процедурные задачи, но и творческие, проблемные и поисковые. Наиболее существенным проявлением образованности субъекта является умение решать типовые задачи. Поэтому в модуле должны быть предусмотрены примеры решений типовых задач и типовые решения для получения умений и навыков. Каждое целевое умение должно быть обеспечено инструкциями по реализации этого умения.

Обычно учебный модуль как автономная часть учебного материала состоит из следующих компонент:

• точно сформулированная учебная цель (целевая программа);

• банк информации: собственно учебный материал в виде обучающих программ;

• методическое руководство по достижению целей;

• практические занятия по формированию необходимых умений;

• контрольная работа, которая строго соответствует целям, поставленным в данном модуле.

Модуль может представлять содержание курса в трех уровнях: полном, сокращенном и углубленном. Для организации учебного курса из информационного пространства должна быть выделена система знаний [54], т.е. определены основные элементы, структура связей между ними и цель. После этого курс может быть разбит на модули, которые связаны между собой некоторой структурно-логической схемой, представляемой в виде ориентированного графа, имеющего иерархическую структуру. Предложенная структура аналогична генеалогическому дереву, с тем отличием, что расположена она ветвями вниз, а корнем вверх. Вершинами дерева являются модули, которые выстроены в поколения и связаны отношениями «предок-потомок».

Данная структура имеет следующие особенности [55]:

- верхний уровень структуры представлен одним модулем, называемым корневым;

- каждый потомок может иметь только одного предка;

- каждый последующий уровень подчинен вышестоящему;

- на каждом уровне иерархии каждому модулю этого уровня может быть подчинено произвольное количество модулей следующего уровня;

- глубина иерархии не ограничена, но конечна.

В качестве инструмента структурирования используется понятие «слой». Расслоение учебного материала зависит от выбранного критерия расслоения. Педагогическая таксономия предполагает построение четкой системы целей, внутри которой выделены их категории и последовательные уровни. Например, в познавательную область входят цели от запоминания и воспроизведения изученного материала до решения проблем, в ходе которого необходимо переосмыслить имеющиеся знания, строить их новые сочетания с предварительно изученными идеями, методами, способами действия, включая создание нового.

Принято выделять следующие независимые критерии разделения учебного материала по слоям: содержание, уровень детализации информационной наполняющей учебного предмета. Для каждого учебного предмета определяются свой состав и структура содержания, которые обычно отражаются в учебных планах специальности, учебных программах курсов; дидактические формы представления учебного материала. При изучении конкретного учебного предмета выделяют несколько этапов познания, в соответствии с которыми преподаватель обычно конструирует процесс обучения. Каждый из этих этапов имеет свою текущую учебную цель, которая и отражается в определенной форме материала, например новая теоретическая информация, материал для закрепления теоретической информации, материал для проверки понимания теоретической информации, практическое использование изученной информации и т.д.

Помимо непосредственного деления учебного материала на слои принято выделять горизонтальное и вертикальное слоение курса.

Под горизонтальным слоением понимают разделение учебного материала на непересекающиеся подмножества в соответствии с первым предложенным выше критерием (состав и содержание предмета, которые отражены в учебном плане специальности, в учебной программе курса). Отметим следующие особенности такого слоения: в каждом горизонтальном слое присутствует один или несколько модулей;

- между горизонтальными слоями существуют отношения упорядочения;

- количество горизонтальных слоев не ограничено.

В соответствии с горизонтальным слоением учебного материала выделяют следующие компоненты модуля:

- титул модуля - краткий заголовок модуля;

- номер модуля - номер модуля среди родных братьев;

- ссылка на модуль-отца, т.е. указывается предок данного модуля в иерархической структуре;

- ссылки на модули-братья, т.е. перечисляются модули, имеющие на предыдущем уровне иерархии того же предка;

- ссылки на модули-потомки, т.е. перечисляются модули, являющиеся потомками для данного модуля и находящиеся на следующем уровне иерархии;

- текст в некотором формате без гиперссылок;

- ссылки на мультимедийные элементы модуля, количество которых ограничено и определено по типу.

Учебный материал внутри модуля структурируется путем вертикального деления с применением идеи слоения учебного материала по дидактическим формам его представления. Такое слоение учебного материала называется вертикальным слоением модуля. В итоге каждый модуль будет содержать следующие компоненты: теоретическая часть модуля, которая отражает содержание теоретического материала учебного предмета; тесты по теоретической части, которые содержат контрольные вопросы, позволяющие проконтролировать понимание и усвоение теоретического материала;

- практическая часть модуля, которая отражает применение теоретического материала модуля для решения практических задач;

- тесты по практической части, которые содержат список задач для самостоятельного решения, который позволяет проконтролировать понимание и усвоение практического материала;

- словарь терминов, который включает перечень тех терминов, которые определяются в данном модуле, и знания, которые необходимы для понимания и усвоения учебного материала всего курса;

- в библиографии отражается литература, в которой обучаемый может прочесть дополнительный учебный материал данного модуля.

Таким образом, каждый модуль становится многослойным в соответствии с вертикальным слоением. Каждый слой соответствует дидактической форме представления учебного материала. Накладывая иерархические связи горизонтального слоения курса на вертикальное слоение всех модулей, получают вертикальное слоение курса, в соответствии с которым курс разбивается на следующие компоненты:

1) электронный учебник (теоретическая часть курса);

2) тесты по теоретической части курса;

3) руководство по решению задач (практическая часть курса);

4) тесты по практической части курса (электронный задачник);

5) словарь терминов учебного курса;

Список литературы диссертационного исследования кандидат педагогических наук Ардеев, Александр Халилович, 2004 год

1. Модель информационно-образовательной среды в учебном процессе высшей школы

2. В основе механизма управления учебным процессом в среде лежит прямая и обратная связь в системе «преподаватель среда -учащийся», на основе которой существует множество модификаций, например, «учащийся - среда - учащийся - среда - преподаватель» и т.п.

3. В структурном плане информационно-образовательная среда представляет собой комплекс компонентов, который обеспечивает системную интеграцию инфокоммуникационных технологий в процесс обучения (рис. 2).1. БЛОК1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

4. Преподаватели Учащиеся Внешние участники1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ БЛОК

5. Мотивационно-целевая установка Формы обучения Методы обучения

6. Рис. 2. Структура информационно-образовательной среды

7. Телекоммуникационные средства

8. Обучающие программные средства

9. Периодические электронные издания вуза

10. Обучающие ресурсы вуза Банки и базы знаний

11. Состав информационно-образовательного блока

12. Программа модулей курса приведена в приложении.

13. В программе курса «Основы информатики и инфокоммуникационных технологий» нашли отражение основные дидактические принципы (табл. 2).

14. Основные дидактические принципы

15. Дидактические принципы Отражение в содержании Примеры

16. Научность Отражение общих методов научного познания, закономерностей развития науки и техники Методология науки, философские аспекты работы с информацией и использования инфокоммуникационных технологий

17. Систематичность, последовательность Отражение содержательно-логических связей Структурно-логические схемы. Анализ тем, разделов

18. Системность Отражение структурных связей, анализ общенаучных терминов. Знание о структуре знаний, методах научного познания Модульность курса, наличие общих и специализированных разделов, общей последовательности их использования в учебном процессе.

19. Межпредметные связи Согласование изучения теорий, понятий, общих для родственных предметов, анализ связей различных областей знаний. Использование инфокоммуникационных технологий в разных областях науки, профессиональной деятельности

20. Профессиональная направленность Введение в содержание профессионально значимых видов деятельности Использование возможностей инфокоммукацион-ных технологий в области будущей профессиональной деятельности студентов.

21. Наглядность Использование наглядных средств обучения, предоставляемых современными компьютерными технологиями Применение возможностей мультимедиа, выхода в глобальные компьютерные сети и т.д.

22. Доступность Определение соответствия объема и сложности области ближайшего развития Диагностика уровня обученности и обучаемости студентов (квалиметрия)

23. Дифференциация Учет способностей, интересов, Индивидуальныеи профессиональных намерений задания, заданияиндивидуализация разногоуровня сложности,тестирование

24. Положительное Отражение в содержании Изучение биографийотношение и истории физики и техники, ученых и историимотивация новых достижений в области физическихнауки. открытий, чтение и

25. Формирование мотивации обзоручения и профессиональной научной и научнодеятельности популярнойлитературы,игровые ситуации,изучение мотивации,анализ жизненныхпланов

26. Каждый уровень предусматривает виды деятельности, соответствующие глубине проникновения в учебный материал (табл. 3 и 4).

27. Основные структурные компоненты курса «Основы информатики ииифокоммуиикациоиных технологий»

28. Базовый уровень Углубленный уровень Профориентирован-ный уровень

29. Знания Уровень обязательного минимума Расширенный и углубленный Целостные представления об информатике и информационных процессах в обществе

30. Преобладающий вид деятельности Репродуктивный Репродуктивный, частично продуктивный Продуктивный, исследовательский

31. Управление процессом обучения Полностью или частично контролируемый Полностью или частично контролируемый Самостоятельная работа

32. Этап ориентировки Систематизация знаний обязательного минимума Предъявление новой информации Формирование навыков поиска необходимой в профессиональной деятельности информации

33. Этап исполнения Устранение пробелов в знаниях Усвоение новых знаний, анализ новой информации Формирование навыков сознательного и рационального усвоения учебной информации

34. Этап контроля Тестовые задания 1 -го и 2-го уровней Задачи 1-, 2-го уровней Тестовые задания 1-,2-,3-го уровней Задачи 2-,3-, 4-го уровней Моделирование и исследовательская работа, составление, упрощение и усложнение задач, подбор задач разного уровня

35. Деятельность преподавателя Показ образцов, алгоритмов Показ методов решения, совместное составление алгоритмов Консультирование

36. Блочно-модульная структура деятельности учащегося

37. Направлен ность обучения Цель обучения Уровень обучениябазовый углубленный профессионально ориентированный

38. Философско-мировоззренческая знания Иметь представление о роли знаний в будущей профессиональной деятельности

39. Теоретическая знания Разделы углубленного и расширенного курса Особенности мышления, умений и навыков использования инфокоммуникацио нных технологий в профессиональной деятельности

40. Далее осуществляется усложнение всех компонентов курса: вводятся задачи с жизненно-практическим содержанием, групповыеформы работы, дающие возможность моделировать ситуации сотрудничества, объяснять, контролировать, выявлять причины ошибок.

41. Педагогический эксперимент и оценки эффективности модели информационно-образовательной среды

42. Педагогический эксперимент осуществлялся в течение 1999-2004 гг.

43. На корректирующем этапе (2001-2003 гг.) осуществлялась апробация разработанного курса, уточнялась методическая система обучения в условиях формирующегося информационного общества.

44. Основная цель обучающего этапа (2003-2004 гг.) разработка комплексной системы оценок уровня информационной культуры и профессиональной подготовки будущих специалистов и ее использование для определения качества подготовки.

45. Опытно-экспериментальная работа проводилась на факультете романо-германских языков Ставропольского государственного университета. В эксперименте участвовало более 300 студентов.

46. Эксперимент проводился в рамках обычного педагогического процесса в соответствии с обычным расписанием, при этом сами обучающиеся об эксперименте не предупреждались.

47. P(t) =ехр- m(t-to). , t> t0 (1)где to— латентный период, представляющий собой время задержки реакции биологической системы на внешнее воздействие;ш — константа экспоненциального роста отклика биологической системы на внешнее воздействие;

48. P(t) вероятность отклика биологической системы на внешнее воздействие; t - время.

49. X=Y-S , т.е. в виде среднего балла в группе.

50. По результатам проведенного эксперимента средняя оценка экспериментальных групп составила 4,7 балла, а контрольных групп -3,8 балла.

51. Также был рассчитан коэффициент по алгоритму функционирования в структуре познавательной деятельности обучающихся обеих групп.

52. Для экспериментальной группы коэффициент эффективности составил К ф = 0,87, у контрольной группы К ф = 0,73.

53. Имеют ли студенты понятие об информации, информационных процессах, протекающих в современном обществе, философии современного информационного общества?

54. Имеют ли будущие специалисты представление об алгоритмических основах информатики, базовых принципах построения алгоритмов и их компонентах?

55. Каковы знания студентов в области построения моделей изучаемых объектов и процессов?

56. Каков уровень знаний и умений студентов в области устройства персонального компьютера, функционального назначения аппаратной части?

57. Насколько высок уровень знаний и умений студентов в области программного обеспечения, основных системных и прикладных программ?

58. Умеют ли студенты использовать специализированные программные продукты, предназначенные для работы в областях профессиональной компетенции будущих специалистов?

59. Каков уровень знаний и умений студентов в области использования автоматизированных информационных систем, систем сбора, хранения, переработки, передачи и представления информации?

60. Умеют ли студенты использовать инфокоммуникационные технологии для решения задач, в том числе и в области профессиональной компетенции?

61. Каков уровень продуктивной деятельности студентов в области использования инфокоммуникационных технологий для решения профессиональных задач?

62. Высок ли уровень знаний и умений студентов в области работы в Интернет, в том числе и для решения профессиональных задач?

63. Коэффициенты компетентности экспертов: 0,8; 0,7; 0,8; 0,6; 0,9;0,8.

64. Результаты анкетирования приведены в виде таблицы (матрицы опроса) для шести экспертов по каждому вопросу анкеты (табл. 5). Расчеты в матрице опроса удобно вести, используя электронные таблицы. Суммарная количественная оценка приведена в таблице 6.