Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы формирования информационной компетентности студентов технического вуза
1.1. Сущность и содержание информационной компетентности будущих инженеров
1.2. Обобщение опыта подготовки инженеров в России и за рубежом 30
1.3. Возможные направления оптимизации подготовки инженера
Выводы по первой главе 56
Глава 2. Педагогические условия формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
2.1. Использование профессионально ориентированных дидактических элементов, обеспечивающих формирование информационно технологической компетентности студентов технического вуза
2.2. Технология управления самостоятельной работой как необходимое условие формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
Выводы по второй главе 92
Глава 3. Опытно-экспериментальная работа по формированию информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
3.1. Содержательные аспекты опытно-экспериментальной работы
3.2. Структура опытно-экспериментальной работы по формированию информационно-технологической компетентности будущих инженеров-металлургов
3.3. Анализ результатов опытно-экспериментальной работы 115
Выводы по третьей главе 131
Заключение 134
Библиографический список литературы 136
- Обобщение опыта подготовки инженеров в России и за рубежом
- Технология управления самостоятельной работой как необходимое условие формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
- Содержательные аспекты опытно-экспериментальной работы
- Структура опытно-экспериментальной работы по формированию информационно-технологической компетентности будущих инженеров-металлургов
Введение к работе
Актуальность исследования. Развитие экономики страны, в том числе наукоемких производств, невозможно без качественной подготовки инженерных кадров. Объективная необходимость повышения качества инженерного образования обусловлена, с одной стороны, возрастающими требованиями к специалисту-инженеру, в руках которого находится обеспечение нормальной жизнедеятельности и безопасности людей, с другой – стремительным развитием производства, которое происходит на базе не только технических, но и информационных процессов. Современный инженер не может обойтись без умений обрабатывать и хранить техническую документацию, выполнять ее структурное и графическое оформление, осуществлять систематизацию и статистический анализ информации, поиск нормативных и справочных материалов, знакомиться с техническими новинками в сфере своей деятельности, работать с автоматизированными системами управления. Именно поэтому работодатели отдают предпочтение специалистам, не только знающим основные технологические процессы, но и обладающим компетенциями информационно-технологической направленности.
В настоящее время проблема подготовки компетентных специалистов приобретает особую значимость. В исследованиях А.А. Вербицкого, Э.Ф. Зеера, Д.А. Иванова, А.А. Хуторского и др. рассмотрены сущность компетентностного подхода в образовании и взаимосвязь его составляющих; И.А. Зимняя, Б.С. Гершунский, А.К. Маркова, В.А. Сластенин обращаются к проблемам формирования профессиональной компетентности. Вопросы совершенствования информационно-технологической подготовки учителей, менеджеров, юристов исследовали А.А. Ахаян, А.А. Елизаров, О.Ю. Заславская, В.В. Лаптев, А.А. Свистунов, В.Н. Субботин, Е.И. Трофимова, Л.Р. Фионова и др. Анализ научно-педагогической литературы показывает, что имеются работы, близкие к исследуемой нами проблеме. Например, М.И. Глотова в качестве ведущего фактора развития информационной компетентности у будущих инженеров пищевого производства рассматривает самостоятельную работу. М.Ю. Порхачев обосновывает эффективность применения образовательной полидидактической технологии в формировании информационной компетентности инженеров пожарной безопасности. С.В. Савельева рассматривает вопросы формирования информационной компетентности курсантов высшего военного автомобильного командно-инженерного училища. Однако, учитывая многогранность объектов профессиональной деятельности инженера (от пищевого производства и товаров народного потребления до выплавки стали и ракетостроения), до сих пор еще не раскрыты проблемы формирования информационной компетентности будущих инженеров по отношению к конкретным технологиям. С нашей точки зрения, наиболее точно отражает требования к применению специалистом знаний по информатике в технологической сфере термин «информационно-технологическая компетентность».
Обобщая вышесказанное, можно констатировать, что актуальность представленного исследования обусловлена наличием следующих противоречий:
между условиями наукоемкого производства и недостаточным уровнем информационно-технологической компетентности выпускников инженерных специальностей технического вуза;
между необходимостью формирования информационно-технологической компетентности будущего инженера и недостаточной разработанностью теоретических и практических основ формирования указанного качества;
между потенциалом самостоятельной работы в формировании информационно-технологической компетентности студентов технических специальностей и недостаточным методическим обеспечением данного процесса в вузе.
Выявленные противоречия определили проблему исследования, которая заключается в необходимости ответа на вопрос: каковы специфика и педагогические условия формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза в сфере профессиональной деятельности. Недостаточная изученность данной проблемы определяет формулировку темы нашего исследования «Формирование информационно-технологической компетентности студентов технического вуза».
Цель исследования: теоретически разработать и экспериментально обосновать процесс формирования информационно-технологической компетентности будущего инженера в вузе.
Объект исследования: профессиональная подготовка будущего инженера.
Предмет исследования: процесс формирования информационно-технологической компетентности будущего инженера.
Гипотеза исследования: эффективность процесса формирования информационно-технологической компетентности будущего инженера обусловлена:
повышением мотивации студентов к овладению информационно-технологическими компетенциями на основе использования профессионально ориентированных дидактических элементов (содержание, формы, средства);
внедрением технологии управления самостоятельной работой студентов на основе интеграции индивидуальных и коллективных форм работы.
Задачи исследования:
разработать профессионально ориентированные дидактические элементы и обосновать их содержательное и методическое обеспечение для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза;
разработать технологию управления самостоятельной работой студентов на основе интеграции индивидуальных и коллективных форм работы;
установить критерии и уровни сформированности информационно-технологической компетентности студентов технического вуза и провести экспериментальную проверку эффективности выявленных педагогических условий.
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы исследования использовались следующие методы:
теоретические: анализ психолого-педагогической, философской, научной и учебно-методической литературы по теме исследования, сравнительный анализ, синтез теоретического и эмпирического материала;
эмпирические: наблюдение, анкетирование, собеседование, изучение и обобщение передового педагогического опыта России, зарубежных стран в системе высшего профессионального образования, апробация научно- и учебно-методических материалов, опытно-экспериментальная работа и анализ ее результатов с применением математической и компьютерной обработки данных.
Теоретико-методологической базой исследования послужили: теория и методология профессионального образования (О.В. Долженко, В.И. Земцова, В.П. Кузовлев, А.Н. Леонтьев, А.К. Маркова, Т.А. Матвеева, В.Е. Медведев, Л.М. Митина, С.Л. Рубинштейн, В.Д. Шадриков и др.); теория компетентностного подхода в обучении (В.И. Байденко, Ю.В. Варданян, А.А. Вербицкий, Б.С. Гершунский, Н.В. Горденко, И.А. Зимняя, Т.А. Матвеева, Дж. Равен, Е.А. Самойлов, В.А. Сластенин, Ю.Г. Татур, А.В. Хуторской, Вало Хутмахер и др.); теория организации и развития самостоятельной работы студентов (С.И. Архангельский, О.В. Долженко, И.А. Зимняя, Л.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый и др.); педагогическая теория деятельности и развития личности (А.А. Вербицкий, И.А. Зимняя, А.А. Леонтьев, Л.С. Рубинштейн, И.С. Якиманская и др.); концепция устойчивого развития (Н.С. Касимов, Ю. Л. Мазуров, А. Д. Урсул и др.); концепция информатизации образования (Б.С. Гершунский, В.В. Лаптев, С.Д. Каракозов, К.К. Колин, В.П. Кузовлев, В.Е. Медведев, Е.В. Огородников, И.В. Роберт, Е.И. Трофимова, А.В. Хуторской и др.); исследования проблем качества инженерного образования (Б.Л. Агранович, О.В. Боев, В.Ф. Взятышев, Ю.П. Похолков, Ю.Г. Татур, А.И. Чучалин и др.).
База исследования: на различных этапах экспериментального исследования было охвачено более 200 студентов инженерных специальностей направления подготовки «Металлургия» факультета металлургических и машиностроительных технологий Старооскольского технологического института им. А.А. Угарова (филиала) ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (СТИ НИТУ «МИСиС»), город Старый Оскол очной и заочной форм обучения.
Организация и этапы исследования. Исследование состояло из следующих этапов.
Первый (1994-2004 гг.). Изучалась и анализировалась психолого-педагогическая, философская, научная, научно-методическая литература по проблеме исследования, разрабатывались учебно-методические материалы, проводился констатирующий эксперимент. На этом этапе были определены цель, объект, предмет, начальная формулировка гипотезы, задачи, методы педагогического исследования, основные понятия, категории.
Второй (2004-2009 гг.). Конструировались профессионально ориентированные дидактические элементы для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза. Определялся комплекс содержания, форм, методов и средств для их реализации, продолжалась разработка учебно-методических пособий для студентов, проводились наблюдения и поисковый эксперимент.
Третий (2009-2011 гг.). Проводился формирующий эксперимент с целью проверки эффективности разработанных дидактических элементов для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза. Были обобщены результаты опытно-экспериментальной работы, сделаны выводы и внесены коррективы в комплекс педагогических условий, методов и средств реализации цели исследования. Оформлен текст диссертации.
Научная новизна исследования:
на основе анализа подготовки инженеров в России и за рубежом, традиций работы международного инженерного общества, концепции устойчивого развития уточнено понятие информационно-технологической компетентности будущих инженеров с позиции профессиональной подготовки;
определена структура информационно–технологической компетентности будущего инженера;
обоснованы педагогические условия формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза: профессионально ориентированные дидактические элементы и технология управления самостоятельной работой студентов;
показано, что в качестве дидактического элемента, формирующего информационно-технологическую компетентность, может использоваться комплекс усложняющихся задач по информатике с содержанием профессиональной направленности, включающий 3 уровня сложности: исполнительский, конструктивный, творческий.
Теоретическая значимость исследования:
содержание понятия «информационно-технологическая компетентность студентов технического вуза» уточнено и дополнено с позиций профессиональной направленности применительно к подготовке будущих инженеров металлургического производства;
выявлена роль информационно-технологической компетентности как составляющей профессиональной компетентности будущих инженеров;
разработаны профессионально ориентированные дидактические элементы для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза. Они могут служить основой для дальнейшего исследования проблем профессионального развития будущих инженеров.
Практическая значимость исследования:
содержащиеся в работе теоретические положения, выводы, разработанные дидактические элементы и технология управления самостоятельной работой студентов для формирования их информационно-технологической компетентности могут быть использованы для совершенствования процесса обучения будущих инженеров;
предложенное содержательное и методическое обеспечение дидактических элементов для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза, обладающее свойствами вариативности, комплексности может быть использовано в дальнейшей профессиональной деятельности будущими инженерами;
разработанные методические материалы могут быть использованы в процессе преподавания учебных дисциплин: «Информатика», «Прикладные компьютерные системы», «Моделирование процессов и объектов металлургии», «Информационные технологии в металлургии».
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивается согласованностью полученных выводов, соответствующих поставленной цели, предмету и задачам исследования; подтверждается достаточным количеством изученных литературных источников по педагогике, теории и методике обучения информатике, совокупностью различных методов исследования, а также сочетанием количественного и качественного анализа процесса и результатов подготовки студентов.
На защиту выносятся следующие положения.
-
Информационно-технологическая компетентность будущего инженера-металлурга – это интегративное качество специалиста, представляющее собой единство трех компонентов (знаний, умений и личностных качеств) и проявляющееся в готовности к применению информационных технологий в процессах металлургического производства (автоматизированной обработке данных, автоматизации управления производством, расчетах параметров режима работы печей, транспортировке механизмов, комплексе водоподготовки, резке металла, пакетировании готовой металлургической продукции).
-
Педагогическими условиями формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза являются:
- применение в учебном процессе специально разработанных профессионально ориентированных дидактических элементов;
- технология управления самостоятельной работой студентов.
-
Развитию мотивации к формированию информационно-технологической компетентности способствует профессиональная направленность содержания дидактических элементов, представленных следующими структурными компонентами:
- содержанием, расширенным по сравнению с предусмотренным стандартом и реализованным в блоке дисциплин информационной направленности, в том числе в курсе по выбору «Сетевые технологии в металлургическом производстве»;
- средствами, включающими комплекс усложняющихся задач по информатике профессиональной направленности трех уровней сложности;
- формами и методами (создание и ведение электронного портфолио, метод проектов, метод обучения действием и пр.).
-
Технология управления самостоятельной работой студентов основана на личностно-деятельностном подходе и включает следующие виды самостоятельной работы:
индивидуальные (решение студентами задач профессиональной направленности, использование локальных и глобальных вычислительных сетей для поиска профессионально значимой информации в электронных базах данных, на сайтах предприятий, фирм, организаций, индивидуальные консультации с преподавателем по расписанию или с помощью электронной почты);
коллективные (выполнение домашних заданий, проектов, участие в Web-конференциях, студенческих форумах).
-
Сформированность информационно-технологической компетентности определяется уровнем развития ее составляющих: наличием базовых знаний по специальности, овладением современными способами работы с информацией; умением применять информационные технологии как средство самосовершенствования и творчества в профессиональной деятельности; а также личностными качествами будущего специалиста, в том числе наличием опыта практической деятельности, позволяющего ориентироваться в вариативных условиях производства.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные теоретические положения, результаты исследования обсуждались на заседаниях Ученого совета факультета металлургических и машиностроительных технологий СТИ НИТУ «МИСиС», кафедры педагогики Елецкого государственного университета.
Материалы диссертации нашли отражение в опубликованных работах по теме исследования, обсуждались и получили одобрение на международных, всероссийских, региональных научно-практических конференциях по проблемам высшего профессионального образования: Старый Оскол (2008, 2009), Москва (2009), Воронеж (2009), Алматы (2010), Волгоград (2010), Чебоксары (2010), Елец (2011). Результаты исследования включены в основную образовательную программу по дисциплине «Информатика» и используются на занятиях по информатике и при чтении курсов по выбору на факультете металлургических и машиностроительных технологий СТИ НИТУ «МИСиС»; также они внедрены в практику работы федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Юго-Западный государственный университет» и Казахской автомобильно-дорожной академии им. Л.Б. Гончарова.
По теме исследования опубликовано тринадцать работ, из них три в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, трех глав, выводов по каждой главе, заключения, библиографического списка литературы (208 источников) и приложений. Текст диссертации содержит 28 таблиц, 4 схемы, 7 диаграмм и 5 рисунков.
Обобщение опыта подготовки инженеров в России и за рубежом
Происходящие в мире и России изменения в области целей образования, соотносимые, в частности, с глобальной задачей обеспечения вхождения человека в социальный мир, его продуктивной адаптации в этом мире, вызывают необходимость постановки вопроса обеспечения образованием более полного, личностно и социально интегрированного результата. В качестве общего определения такого интегрального социально-личностно-поведенческого феномена как результата образования в совокупности мотивационно-ценностных, когнитивных составляющих и выступает понятие «компетенция/компетентность».
В Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года (3.3. Развитие образования) (см. приложение 3) сказано, что фундаментальные научные исследования должны стать важнейшим ресурсом и инструментом освоения студентами компетентностей поиска, анализа, освоения и обновления информации. Концепция модернизации образования в Российской Федерации, Стратегия модернизации содержания общего образования декларируют изменения в системе образования в связи с новыми требованиями к члену общества в быстро меняющемся мире, предполагающими самостоятельную работу с информацией, проектирование, принятие решений, взаимодействие с другими, непрерывное образование.
Анализ ряда научных работ, программных документов по развитию системы образования показывает, что среди нормативных требований к подготовке специалиста в техническом вузе важнейшим выступает сформиро-ванность у него компетенций.
В психолого-педагогической теории и практике существуют различные подходы к пониманию терминов «компетенция» и «компетентность». Понятия «компетентность» и «компетенция» трактуются по-разному. Competent (Франц.) - компетентный, правомочный. Competens (лат.) - соответствующий, способный. Competence (англ.) - способность (компетенция) [161] . Отсюда следует, что компетентность и компетенция являются взаимодополняемыми и взаимообусловливаемыми понятиями.
В научной литературе мы выявили различные определения компетентности. В документе «Стратегия модернизации содержания общего образования 2001 года» [167] отмечено, что компетентность - это понятие шире понятия знания, или умения, или навыки, оно включает их в себя. Составляющие компетентности: технологическая (когнитивная и операциональная), мотивационная, этическая, социальная, поведенческая. Н.А. Войновой, А.В. Войновым [27] понятие «компетентность» определяется как интегральная характеристика эффективности деятельности (поведения) субъекта, мера успешности достижения цели. В состав компетентности авторы включают четыре элемента: личностные ценности, социально-политические ограничения, базовую подготовку (знания, способы действий, опыт творчества), компетенции. Согласно определению А.В. Хуторского [189], компетентность - это владение, обладание человеком соответствующей компетенцией, включающей его личностное отношение к ней и предмету деятельности. Как отмечено Т.А. Матвеевой [106], компетентность представляет собой сложную иерархическую систему взаимозависимых, меняющихся во времени компетенций.
В научной литературе нет пока однозначного определения компетенции. Так, в исследованиях И.А. Зимней [60, 62] под компетенцией понимаются некоторые внутренние, потенциальные, скрытые психологические новообразования; знания, представления, программы (алгоритмы) действий, систем ценностей и отношений, которые затем выявляются в компетентностях человека.
По словам О.В. Долженко [51], целью подготовки современного специалиста является формирование системы деятельности и методологических навыков, так как знания лишь поддерживают умения и навыки.
Т.А. Матвеева [106] дает определение компетенции как способности и готовности личности к той или иной деятельности. Компетенции специалистов являются интегративным качеством, позволяющим осваивать и применять междисциплинарные знания и умения в профессиональной деятельности. В исследовании Н.В. Горденко [38] компетенции - это не только знания, умения, навыки, но и способность (готовность) эффективно применять знания и умения в реальной ситуации, это знания, умения, соединенные с социально важными и профессионально значимыми качествами личности.
Из приведенных определений мы можем выделить общее: компетенции выражаются в способностях эффективного применения знаний, умений, навыков в различных видах деятельности.
Компетентность и компетенция - это приобретаемые качества. Общим для данных понятий выступает деятельность. Компетенция является сферой отношений, существующих между знанием и действием в человеческой практике. Без знаний нет компетенций, но не всякое знание и не во всякой ситуации проявляет себя как компетенция. Д.Б. Эльконин говорил, что надо отказываться не от знания как культурного предмета, а от определенной формы знаний (знаний «на всякий случай», т.е. сведений) [20]. Если знание превращается в самоцель, то этот процесс преобразуется в повышение грамотности.
Мы соглашаемся с позицией А.А. Вербицкого [22] о том, что «Цену» выпускнику устанавливает рынок труда в зависимости от качества его практической подготовки, уровня его компетентности.
Современному работодателю, производству нужны молодые люди, готовые к включению в дальнейшую жизнедеятельность, способные практически решать встающие перед ними жизненные и профессиональные проблемы, стремящиеся к профессиональному росту от обычного инженера до ведущего специалиста и руководителя производства, т.е. компетентные специалисты.
Технология управления самостоятельной работой как необходимое условие формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
Как отмечает А.Д. Урсул, переход к информационному обществу - это единый процесс движения цивилизации по пути «устойчивого развития» [183].
Рассмотрим происхождение понятия концепции устойчивого развития (КУР). Впервые оно было сформулировано в Докладе Международной комиссии по окружающей среде и развитию под руководством Г. X. Брундтланд в 1987 году, и, несмотря на присущую ему декларативность, было положительно воспринято мировым сообществом. Трактовалось достаточно просто и определенно: «такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». Основными функциональными понятиями этой концепции названы «потребности» (потребности людей в природных ресурсах и экологических благах) и «ограничения» (возможностей или способностей окружающей среды удовлетворять современные и будущие потребности людей). Основная идея концепции: потребление природных благ не должно превышать естественных ограничений, обусловленных физическими параметрами природной среды нашей планеты. Уже в 1992 году понятие КУР выступает как основная функциональная категория в Рио-де-Жанейрской декларации по окружающей среде и развитию и других документах экологического саммита в Бразилии, которые после их подписания главами государств или правительств практически всех стран мира стали основой глобальной экологической политики. Декларация Международной конференции начинается следующими словами: «Люди являются главной заботой устойчивого развития. Они имеют право на здоровую и продуктивную жизнь в гармонии с природой».
Руководствуясь программными документами Конференции ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД) еще в 1996 году в России Указом Президента РФ была принята «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию».
Декларация, принятая на Всемирном саммите по устойчивому развитию, состоявшемся в Йоханнесбурге в 2002 г., отразила обязательства лидеров мировых держав «создать гуманное, равноправное и внимательное к проблемам человека общество, признающее то, что каждый член этого общества имеет свое человеческое достоинство».
Н.С. Касимов, Ю.Л. Мазуров [78], исследуя КУР, дают ее определение. Это идеология баланса интересов поколений в рамках экологической парадигмы, предписывающей справедливое распределение ограниченных природных благ.
В исследованиях А.Д. Урсула [183] показано, что устойчивое развитие — это процесс, который будет иметь ряд этапов, конечной же его целью и ступенью эволюции должно оказаться то общество, которое сейчас часто именуют устойчивым обществом (sustainable society), обществом с УР, а в России теперь все чаще именуют ноосферой.
Именно в ноосфере, формирующейся через переход к УР, проявятся позитивные черты, которыми и сейчас обладает человек и человечество. Ноосфера будет представлять (в своем идеальном варианте) социоприродную систему, в которой планетарное опережающее управление реализуется нравственно-справедливым разумом человека и глобальным интегральным интеллектом, формируемым с помощью компьютерных и телекоммуникационных технологий (в том числе систем «искусственного интеллекта») и единой глобальной медиатизационной сети. Становление ноосферы предполагает, что главным ресурсом дальнейшего развития станет информация. Зародившееся в 1990-е годы еще пока относительно новое явление в современном обществе, образование для устойчивого развития (ОУР) сравнительно быстро развивается. Так в профессиональную подготовку инженеров включаются дисциплины, изучающие экологические проблемы, ресурсо-и энергосбережение, психо-физиологические особенности человека и др.
В главе 36 Программы-21 саммита, прошедшего в Рио-де-Жанейро в 1992 г., говорится, что образование является фундаментом устойчивого развития.
Н.С. Касимовым, Ю.Л. Мазуровым [78] отмечено, что образование в области устойчивого развития предполагает реализацию специального междисциплинарного подхода, интегрирующего вопросы окружающей среды, экономики, общества, прав и обязанностей современного человека в некоторую целостную дидактическую систему. Эффективное решение проблемы образования для устойчивого развития требует интеграции многих общих и специальных дисциплин и научных разработок.
На всемирном саммите ООН в Рио-де-Жанейро руководители стран и правительств мира согласились с тем, что «образование - это решающий фактор перемен», перемен к лучшему, перемен к устойчивому и благополучному будущему. Состоявшийся в сентябре 2002 года саммит в Йоханнесбурге (ЮАР) также предложил рассматривать образование в области устойчивого развития в качестве одного из основных приоритетов деятельности мирового сообщества. Мировое сообщество выдвинуло предложение о развитии образования для устойчивого развития как о глобальном цивилизационном проекте. Высоко оценивая и поддерживая эту инициативу, ООН объявила Декаду по образованию в интересах устойчивого развития (2005-2014 гг.).
Содержательные аспекты опытно-экспериментальной работы
Оценивая связь дисциплины с последующими дисциплинами профессиональной направленности, мы увидели возможность применения приобретенных компетенций в таких учебных курсах, как «Компьютерное моделирование металлургических процессов», «Информационные технологии в металлургии», при написании дипломных работ и проектов. Например, в курсе «Информационные технологии в металлургии» студенты изучают автоматизированные технологические комплексы в металлургии. Одним из заданий является изучение системы диспетчерского управления и визуализации технологического процесса ЗCADA, в которой студенты выполняют следующие задания: - сбор и обработку поступающей информации; - ведение базы данных; - графическое представление технологического процесса с использованием средств анимации; - обращение к процедурам объектно-ориентированного программирования, заложенным внутри основного программного блока.
Средства визуализации позволяют отследить, например, весь технологический процесс выплавки стали: загрузку основных, добавочных материалов, конструктивные особенности агрегата, расплав, ведение и выпуск плавки с целью получения соответствующего химического анализа.
Таким образом, мы видим, что студенты уже имеют свой собственный опыт решения практических профессиональных задач и могут применить полученные ранее знания для решения поставленных задач.
Следовательно, на разных этапах подготовки бакалавров металлургии закладываются основы организации самостоятельной деятельности с использованием информационных технологий. Самостоятельная работа завершает задачи всех видов учебной работы. Никакие знания, не подкрепленные самостоятельной деятельностью, не могут стать подлинным достоянием человека. Конечными результатами изучения дисциплины являются следующие информационно-технологические компетенции: - умение ориентироваться в программном обеспечении компьютера; - умение работать в локальных вычислительных сетях; - владение средствами ООП для создания клиент-серверных приложений; - использование возможностей Delphi для решения инженерных задач в будущей профессиональной деятельности; - владение средствами формирования автоматизированных отчетов баз данных технологических процессов металлургического производства.
Разработав курс по выбору студента «Сетевые технологии в металлургическом производстве», мы дополняем результаты ФГОСа по ОК-10, ОК-11, ОК-12, ОК-13, ГЖ-1, ПК-3, ПК-4, ПК-11, ГЖ-22, ПК-24.
Второй дидактический элемент системы - это комплекс усложняющихся задач профессиональной направленности.
Из опыта преподавания информатики мы отмечаем, что в блоке «Содержание» схемы 3 согласно ФГОС высшего профессионального образования показаны необходимые разделы для изучения дисциплины, но в них не предусмотрены вопросы профессиональной подготовки. А элемент «Средства» с технической точки зрения предоставляет широкие возможности для обучения. Поэтому в предлагаемом нами дидактическом элементе «Средства» содержится комплекс усложняющихся задач профессиональной направленности 3 уровней сложности по всем разделам информатики.
В словаре-справочнике по педагогике [157] дано определение задачи. Это отраженная в сознании проблемная ситуация и условия, которые необходимы и достаточны для ее разрешения наличными средствами, знаниями и опытом; одна из форм проектирования содержания обучения. Выделим теперь значение понятия «учебная задача». Рассматривая учебную задачу как обучающее воздействие, Е.И. Машбиц [192] отмечает, что информация со стороны учителя включается в учебную деятельность тогда и только тогда, когда она выступает для учащегося как учебная задача.
Учебная задача является одним из основных способов освоения учебного материала, которое осуществляется в определенной учебной ситуации. Мы соглашаемся с И.А. Зимней в том, что по содержанию учебная ситуация может быть нейтральной или проблемной. Проблемная ситуация отражает субъективное принятие учебной задачи, реальное участие студента в процессе ее решения. Эффективным средством создания учащимися проблемных ситуаций является использование противоречий, конфликта между освоенными знаниями, знакомыми способами решения определенного класса задач и теми требованиями, которые предъявляет новая задача.
При создании комплекса задач мы учитывали опыт, исследования, методические разработки других ученых (например, СВ. Воробьева, В.Е. Медведева и др.).
Мы предлагаем комплекс усложняющихся задач для бакалавров по направлению подготовки «Металлургия». Вслед за М.И. Глотовой [37], выделяем задачи по уровням сложности: - 1-й уровень - исполнительский, представляет собой типовые задачи исполнительского характера, направленные на освоение изученной технологии; уровень предполагает использование конкретной информационной технологии по ранее изученному алгоритму; - 2-й уровень - конструктивный, представляет собой комплексные задания, имеющие четкую постановку задачи, требуемый результат. Задания объединяют знания, умения и опыт деятельности по использованию информационных технологий, полученные при изучении нескольких тем осваиваемого раздела; уровень характеризуется поисковой активностью, готовит студентов к принятию тактических решений, предполагает способность студента выбрать необходимые, обоснованные знания, умения, способы информационной деятельности;
Структура опытно-экспериментальной работы по формированию информационно-технологической компетентности будущих инженеров-металлургов
Опытно-экспериментальная работа проводилась на факультете металлургических и машиностроительных технологий СТИ НИТУ «МИСиС». На различных этапах в эксперименте участвовало около 200 студентов. Опытно-экспериментальная работа осуществлялась в несколько этапов.
На первом этапе (1994-2004 гг.) изучалась научная и научно-методическая литература, анализировался и обобщался отечественный и зарубежный опыт подготовки инженеров, определялось содержание процесса обучения по дисциплине «Информатика» в реальной практике с помощью методов наблюдения, собеседования, анкетирования. На основе результатов констатирующего эксперимента мы убедились в актуальности рассматриваемой проблемы и выдвинули гипотезу исследования.
На втором этапе (2004-2009 гг.) конструировались профессионально ориентированные дидактические элементы для формирования информационно-технологической компетентности студентов технического вуза. Определялся комплекс содержания, форм, методов и средств для их реализации, продолжалась разработка учебно-методических пособий для студентов, проводились наблюдения и поисковый эксперимент.
На третьем этапе (2009-2011 гг.) проверялась эффективность разработанных профессионально ориентированных дидактических элементов для формирования НТК студентов с целью проверки выдвинутой гипотезы на основе формирующего эксперимента.
Основная цель опытно-эксцериментальной работы - подтвердить, что для формирования НТК будущих инженеров необходимо, чтобы учебный процесс изучения дисциплины «Информатика» осуществлялся на основе следующих педагогических условий (использования профессионально ориентированных дидактических элементов, внедрения технологии управления самостоятельной работой для формирования ИТК студента технического вуза): - изучение курса по выбору студента «Сетевые технологии в металлургическом производстве»; - использование профессионально-ориентированного комплекса усложняющихся задач в самостоятельной работе студентов; - специальных форм и методов в обучении; - технологии управления самостоятельной работой студентов на основе использования личностно-деятельностного подхода, индивидуальных и коллективных форм самостоятельной работы, средств локальных и глобальных вычислительных сетей для доступа к информации, учебно-методическим материалам.
Опытно-экспериментальная работа осуществлялась с 1994 г. по 2011 г. со студентами специальностей: 150100-«0бработка металлов давлением», 150404-«Металлургические машины и оборудование» факультета металлургических и машиностроительных технологий СТИ НИТУ «МИСиС», которые выступали в нашем исследовании в качестве контрольной группы. В качестве экспериментальной группы были выбраны студенты этого же факультета и института специальностей 150101-«Металлургия черных металлов», 150103- «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей».
Экспериментальная работа, осуществляемая в течение шестнадцати лет, началась с проведения констатирующего эксперимента в форме собеседования, анкетирования для студентов 1, 2 курса.
Беседа применялась с целью выяснения некоторых личностных особенностей испытуемых, их отношения к учебной деятельности, определения результатов этой деятельности.
Примерами вопросов для обсуждения могут быть следующие компоненты учебной деятельности: способность студентов воспринимать новую информацию на занятиях; умение логически мыслить при решении задач, отстаивать собственную позицию; умение самостоятельно получать новые знания, выполнять поставленные задачи; потребность профессионального обучения, саморазвития; представление результатов информационно-технологической подготовки в вузе.
Анкетирование проводилось в экспериментальной и контрольной группах в начале эксперимента с целью выяснения, насколько студенты владеют современными информационными технологиями, как оценивают свои умения и готовность использовать их в будущей профессиональной деятельности.
Для примера приведем содержание одной из анкет, предлагавшихся студентам при изучении дисциплины «Информатика» (все анкеты заполнялись анонимно): 1. Считаете ли Вы возможным работу современного металлургического производства без использования информационных технологий? (Ответы: да, нет). 2. Работая по специальности, видите ли Вы свой карьерный рост без знания и применения современных программных средств? (Ответы: да, нет, в случае несогласия дать свой ответ). 3. С информацией какого вида Вам удобнее работать: а) бумажного, б) электронного, в) другого вида (указать какого). 4. Помогают ли Вам знания информационных технологий расширить и углубить профессиональные знания: а) да (привести примеры, каких именно ИТ), б) нет, в) затрудняюсь ответить. 5. Считаете ли Вы, что инженер должен владеть нормами деловой переписки и делопроизводства? (Ответы: да, нет, в случае несогласия дать свой ответ). 6. Используете ли Вы средства сети Интернет для поиска важной с профессиональной точки зрения информации? (Ответы: да, привести примеры, каких именно средств, нет). 7. Считаете ли Вы, что инженер должен видеть на производстве ситуации, позволяющие автоматизировать участки производственного процесса? (Ответы: да, нет). 8. С помощью каких электронных средств обеспечивается сохранность и конфиденциальность служебных данных на рабочем месте: а) аппаратные средства, б) программные средства, в) аппаратные и программные средства, г) ваш вариант ответа. 9. Предположим, что административное здание и производственный цех горячей прокатки металла удалены друг от друга на расстояние в один километр. Как обеспечить передачу данных между диспетчерским пунктом прокатного цеха и администрацией: а) громкоговорящая, телефонная связь, б) локальная вычислительная сеть, в) ваш вариант ответа. 10. С какой целью в металлургии ведется автоматизированное слежение за материалом: а) для учета количества производимой продукции, б) для улучшения производительности, в) для предотвращения смешивания материала.
При анализе ответов в двух группах мы выяснили, что: - 10% обучающихся считают, что знания ИТ необходимы для будущей профессии, что инженеру нужно уметь видеть на производстве участки, которые можно автоматизировать, владеть средствами защиты информации, смогли правильно ответить на вопрос о технологическом процессе металлургического производства; - 35% обучающихся считают, что профессиональные знания можно пополнять, пользуясь всемирной сетью Интернет, что без изучения и применения программных средств невозможно добиться карьерного роста; - 5% обучающихся равнодушно относятся к своей будущей профессии, не могут оценить необходимость информационно-технологической подготовки для будущей профессиональной деятельности, карьерного роста не предполагают.
Похожие диссертации на Формирование информационно-технологической компетентности студентов технического вуза
