Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики на основе междисциплинарного подхода 17
1.1. Анализ профессиональной подготовки будущих учителей информатики в педагогических вузах 17
1.2. Сущностно-содержательные характеристики предметных компетенций в области информационных и коммуникационных технологий будущих учителей информатики 31
1.3. Вопросы организации междисциплинарного обучения в высшей школе 48
Выводы по первой главе 57
Глава 2. Междисциплинарная система формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики 61
2.1. Модель междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики 61
2.2. Реализация модели междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в предметной подготовке студентов 69
2.3. Механизм междисциплинарной интеграции предметной подготовки в области информационных технологий будущих учителей информатики 101
Выводы по второй главе 112
Глава 3. Проверка эффективности формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики 116
3.1. Содержание и мониторинг формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в процессе обучения в вузе 116
3.2. Организация и проведение практической и экспериментальной работы 125
3.3. Анализ результатов опытно-экспериментальной работы и их обсуждение 159
Выводы по третьей главе 175
Заключение 177
Литература 180
Приложения 199
Приложение 1 199
Приложение 2 201
Приложение 3 202
Приложение 4 203
Приложение 5 215
- Сущностно-содержательные характеристики предметных компетенций в области информационных и коммуникационных технологий будущих учителей информатики
- Реализация модели междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в предметной подготовке студентов
- Содержание и мониторинг формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в процессе обучения в вузе
- Анализ результатов опытно-экспериментальной работы и их обсуждение
Введение к работе
Актуальность исследования. В Российских вузах осуществляется внедрение стандартов третьего поколения, обусловленное переориентировкой системы образования Российской Федерации на реализацию Болонского соглашения, одним из приоритетов которого является компетентностный подход в обучении. Это относится и к подготовке будущих учителей, в том числе и учителей информатики.
Понятие «компетентность» новым в педагогике не является. В научных трудах отечественных ученых осуществлена конкретизация данного определения в области подготовки учителей: как к способу реализации системы профессиональных знаний, умений и навыков (А.С. Белкин, Г.Н. Сериков, А.И. Щербаков и др.); как к личностной характеристике учителя (Е.В. Арцишевская, В.Н. Введенский, А.И. Панарин и др.); как к показателю образованности педагога (Б.С. Гер- шунский); как к определенной ценности (Ц.Д. Михайлов, А.Г. Новиков и др.). То есть компетентность рассматривается авторами с различных научных подходов: личностного, деятельностного (П.В. Кузьмина, М.И. Лукьянова, А.К. Маркова, А.В. Хуторской и др), знаниевого, системно-структурного, психологического (К.А. Абульханова-Славская, Л.Л. Бодалев, В. А. Сластенинин и др.), культурологического (Е.В. Бондаревская, В.В. Краевский, А.В. Мудрик) и др. Обобщая различные определения можно сказать, что компетентность - это интегрированная характеристика личности, базирующаяся на знаниях, умениях и навыках, которая сочетает в себе теоретический и практический компоненты, применима к определенной предметной области и оценивается эффективностью решения практических задач. Под компетенцией будем понимать способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности в определенной области.
Вопросы формирования компетентности актуальны и для учителя информатики. На данный момент разработаны основные концепции, обеспечивающие подготовку работников образования в области информатики и информационных технологий (ИТ) (Т.А. Бороненко, Я.А. Ваграменко, С.Г. Григорьев, В.В. Грин- шкун, А.П.Ершов, С.А. Жданов, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, И.В. Левченко, Д.Ш. Матрос, Н.В. Софронова, М.В. Швецкий, и др.). Однако работы данных авторов в основном посвящены обоснованию содержания и методики подготовки учителя информатики в какой-то определенной области (программирования, методики обучения и т.п.) и не достаточно ориентированы на реализацию компе- тентностного подхода. Изучаемые дисциплины предметной области в значительной мере рассматриваются изолированно, без взаимосвязи и выявления их инте- гративной значимости для будущей профессиональной деятельности.
В стандартах третьего поколения отмечено, что современный учитель должен быть готов к применению современных методик и технологий, в том числе и информационных, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения; способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ФГОС
ВПО 050100 «Педагогическое образование»). Учитель информатики должен уметь использовать средства информационных технологий не только как средство обучения, но и как объект изучения. Одним из ключевых направлений подготовки будущих учителей информатики на сегодняшний день является освоение ими современных информационных технологий. В работах С.М. Авдеевой, Е.П. Велихова, Б.С. Гершунского, С.Г. Григорьева, В.В. Гриншкуна, К.К. Колина, В.П. Кулагина, Е.В. Огородникова, С.В. Панюковой, Е.С. Полат, И.В. Роберт, А.Л. Семенова, Н.В. Софроновой, А.Н.Тихонова, С.А.Христочевского и других рассмотрены вопросы внедрения и использования информационных технологий в образовательный процесс, а также дана оценка эффективности их использования. Анализируя труды данных авторов, можно заключить, что будущему учителю информатики для успешной профессиональной деятельности необходимо овладеть методами изучения средств ИТ и их применения в учебно-познавательной деятельности школьников.
Под информационными технологиями будем понимать совокупность средств, способов, методов автоматизированного сбора, обработки, хранения, передачи, использования, продуцирования информации для получения определенных, заведомо ожидаемых результатов (Панюкова С. В.). Современный учитель информатики должен обладать такими компетенциями, которые позволят ему работать с локальными и глобальными сетями, современными средствами связи всех видов, средствами и устройствами манипулирования текстовой, графической, видео, аудио информацией, системами компьютерной графики, программными системами и комплексами (языки программирования, операционные системы, инструментальные пакеты разработки сетевого и прикладного программного обеспечения и др.), электронными средствами образовательного назначения, реализованными на базе технологий мультимедиа, гипертекста, гипермедиа, телекоммуникации и т.д. То есть, можно выделить четыре группы предметных компетенций в области ИТ: пользовательская, в области программирования, в области мультимедиа и в области сетевых технологий. Под предметными компетенциями в области ИТ учителя информатики будем понимать способность применять предметные знания, умения в области информационных технологий и личностные качества для успешной деятельности в качестве учителя информатики, способного создавать и использовать современные средства ИТ как на уроках информатики, так и во внеурочной деятельности.
Отметим, что данные компетенции будут формироваться в процессе длительного периода с помощью цикла взаимосвязанных дисциплин. Например, компетенцию в области программирования можно разбить на ряд локальных компетенций, таких как алгоритмика, процедурное, логическое, объектно- ориентированное, сетевое, макро, web, профессиональное программирование и т.п., и, следовательно, она будет формироваться не только на дисциплине «Программирование», но и ряда других, в частности «Практикум решение задач на ЭВМ», «Использование информационных и коммуникационных технологий в образовании», «Информационные системы» и др. Поэтому, формирование предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики необходимо рассматривать на основе междисциплинарного подхода.
Вопросы междисциплинарного обучения изучались многими учеными (Г. Бергер, Н.В. Борисов, В.Г. Буданов, В.И. Вершинин, В. Каган, В.Н. Максимова, Э.М. Мирской, Н. Чебышев, Б. Чендов и др.). Анализируя труды данных авторов, можно заключить, что роль междисциплинарного обучения закреплена общедидактическим принципом междисциплинарных связей, который подразумевает согласованное изучение научного аппарата (понятий, законов, методов и т.д.) общих для родственных дисциплин. Данный принцип ориентирован на применение и синтез знаний и умений из разных дисциплин.
Исследования доказывают положительное влияние междисциплинарных связей на качество знаний, так как при их реализации в образовательном процессе происходит взаимное использование научного аппарата, исключение повторений, формирование единой системы взглядов и т.п. Но многие важные аспекты применения междисциплинарного подхода в обучении еще до конца не изучены, особенно в условиях компетентностного подхода. Так же остаются неисследованными вопросы формирования междисциплинарных знаний и умений в области ИТ будущего учителя информатики.
Исходя из выше сказанного, можно констатировать наличие следующих противоречий:
между потребностью в формировании предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики, с одной стороны, и отсутствием научно обоснованных подходов к формированию данных компетенций на основе междисциплинарного подхода, с другой стороны;
между многообразием дисциплин, обеспечивающих предметную подготовку будущих учителей информатики, с одной стороны, и отсутствием научных подходов к выявлению вклада данных дисциплин в формирование предметных компетенций в области ИТ, с другой стороны.
Указанные доводы и отмеченные противоречия определяют проблему диссертационного исследования: как использовать потенциал междисциплинарного подхода для повышения эффективности предметной подготовки будущих учителей информатики, направленной на формирование компетенций в области ИТ?
Цель исследования: разработать междисциплинарную систему формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики и доказать эффективность ее применения в предметной подготовке будущих учителей информатики.
Объект исследования: процесс формирования предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики.
Предмет исследования: теория и методика формирования предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики на основе междисциплинарного подхода.
Гипотеза исследования: если в процессе обучения будущих учителей информатики использовать междисциплинарную систему формирования предметных компетенций в области ИТ, которая включает совокупность взаимодействующих компонентов: целевого, содержательного, инструментально- технологического, контрольно-регулировочного и оценочно-результативного, и основана на модульной технологии, с использованием компетентностно- ориентированных и комплексных интегрированных заданий, то повысится эффективность формирования предметных компетенций в области ИТ по следующим критериям: усвоение студентами теоретических знаний по предметной подготовке в области ИТ, умение выполнять практические и междисциплинарные задания, ориентированные на формирование предметных компетенций в области ИТ, эффективно применять полученные знания и умения в профессиональной педагогической деятельности.
Исходя из цели, предмета и гипотезы исследования, определены следующие задачи:
-
-
проанализировать основные тенденции и особенности предметной подготовки будущих учителей информатики, определить требования к подготовке современного учителя информатики и на их основе определить сущностно- содержательные характеристики предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики;
-
разработать модель междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики и описать ее структурные компоненты;
-
на основе разработанной модели усовершенствовать содержание обучения дисциплинам, входящим в предметную подготовку будущих учителей информатики, а также определить методы и формы обучения;
-
разработать комплекс компетентностно-ориентированных и междисциплинарных заданий, направленных на формирование предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики;
-
разработать комплекс технических и учебно-методических средств для реализации данной модели в обучении будущих учителей информатики;
-
разработать систему контроля и критерии оценки сформированности предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики и на их основе осуществить экспериментальную проверку эффективности разработанной междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики.
Для проверки гипотезы и решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретические методы исследования: анализ научных трудов отечественных и зарубежных ученых по педагогике, подготовке учителей информатики с целью определения сущностно-содержательных характеристик предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики и построения междисциплинарного обучения; изучение ФГОС по информатике, рабочих программ дисциплин предметной подготовки будущих учителей информатики, учебно- методических пособий и комплектов по информатике;
эмпирические методы исследования: педагогический мониторинг; наблюдение; анкетирование; беседа; выполнение междисциплинарных заданий, проведение контрольных срезов, интервьюирование учителей информатики, опытно- экспериментальная работа по организации междисциплинарного обучения в контексте формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики;
статистические методы: количественный и качественный анализ обработки результатов методами математической статистики, графическое представление результатов.
Теоретико-методологическую основу исследования составили:
концепции моделирования образовательного процесса (В.И. Андреев, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько и др.);
теория проектирования методической системы обучения (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, А.М. Пышкало, М.В.Рыжакова и др.);
методологические и теоретические основы информатизации образования (С.А. Бешенков, В.А. Бубнов, Я.А. Ваграменко, С.Г. Григорьев, В.В. Гриншкун, О.А. Козлов, А.А. Кузнецов, Е. В. Данильчук, С.В. Панюкова, В.А. Поляков, О.Г. Смолянинова и др.);
концепции в области методики обучения информатике (С.А. Бешенков, А.Р. Есаян, Т.Б. Захарова, А.А. Кузнецов, М.П. Лапчик, И.В. Левченко, И.Г. Се- макин, Н.В. Софронова, А.Я. Фридланд, Е.К. Хеннер и др.).
Научная новизна исследования заключается в следующем:
-
-
уточнены и конкретизированы сущность и содержание предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики. Предметные компетенции в области ИТ будущего учителя информатики являются компонентом его профессиональной компетентности, проявляющиеся через деятельность в качестве учителя, готового создавать и применять современные средства ИТ как на уроках информатики, так и во внеурочной деятельности; предметные компетенции в области ИТ имеют сложную компонентную структуру, в которой выделяют узкопредметные (локальные) компетенции с выделением взаимосвязанных структурных и дидактических единиц;
-
разработана модель междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики, представленная совокупностью взаимодействующих компонентов: целевого, содержательного, инструментально-технологического, контрольно-регулировочного и оценочно-результативного и раскрыто их содержание;
-
разработан механизм реализации междисциплинарного подхода в обучении будущих учителей информатики на основе модульной технологии с применением компетентностно-ориентированных и комплексных интегрированных заданий, которые эффективно формируют и развивают у будущих учителей информатики предметные компетенции в области ИТ и обеспечивают количественное оценивание сформированности таких компетенций.
Теоретическая значимость исследования. В работе определены этапы эффективного формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики: анализ предметной подготовки в области ИТ с выявлением структурных единиц и связей между ними, выбор технологий и методов обучения, направленных на решение предметных задач, разработка междисциплинарных учебных заданий, ориентированных на формирование предметных компетенций в области ИТ, организация контроля формирования предметных компетенций в области ИТ; отобраны и теоретически обоснованы критерии и показатели эффективности формирования предметных компетенций в области ИТ: усвоение студентами теоретических знаний по предметной подготовке в области ИТ, умение выполнять практические и междисциплинарные задания, ориентированные на формирование предметных компетенций в области ИТ, применять знания и умения в области ИТ в профессиональной педагогической деятельности.
Практическая значимость заключается в том, что разработана и внедрена междисциплинарная система формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики, включающая в себя:
методические системы обучения по дисциплинам предметной подготовки будущих учителей информатики «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии», «Использование ИКТ в образовании», «Информационные системы», а так же специальным курсам «Компьютерная графика и издательское дело», «Современные языки программирования», «Базы данных и управление ими», в совокупности обеспечивающих формирование комплекса предметных компетенций в области ИТ, влияющих на эффективность обучения информатике;
электронные учебные пособия «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии», «Современные языки программирования», «Мультимедийные технологии в ОС Windows и ОС LINUX»;
комплекс средств оценивания результативности формирования предметных компетенций в области ИТ, в числе которых педагогические тесты, анкеты, компетентностно-ориентированные и комплексные интегрированные задания;
комплекс программно-технических средств, в числе которых «Автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов (АСМОС)», «Компьютерная система поддержки междисциплинарной методической системы обучения будущих учителей информатики МарГУ», «Интернет-тренажер - средство и метод контроля знаний учащихся», «Автоматизированная система анализа результатов психолого-педагогических исследований», «Конструктор уроков» и другие.
Достоверность и обоснованность научных результатов исследования
обеспечена опорой на методологию системного подхода, на научные концепции в области теории и методики обучения информатики, использования комплекса теоретических методов и педагогического эксперимента, применение методов математической статистики, длительностью исследования, личным участием автора в проведении эксперимента, востребованностью результатов исследования.
На защиту выносятся следующие положения.
Предметные компетенции в области ИТ будущего учителя информатики, имеющие сложную компонентную структуру, в которой выделяют узкопредметные (пользовательская, в области программирования, в области мультимедиа, в области сетевых технологий) компетенции с выделением взаимосвязанных структурных и дидактических единиц, проявляющиеся через деятельность студентов как учителя информатики и являющиеся компонентом профессиональной компетентности педагога, должны формироваться на основе междисциплинарного подхода.
Разработанная междисциплинарная система формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики, включающая совокупность взаимодействующих компонентов: целевого, содержательного, инструментально-технологического, контрольно-регулировочного и оценочно- результативного, основанная на модульной технологии с использованием компе- тентностно-ориентированных и комплексных интегрированных заданий, обеспечивает эффективность предметной подготовки будущих учителей информатики в области ИТ.
3. Предложенные критерии: усвоение студентами теоретических знаний по предметной подготовке в области ИТ, умение выполнять практические и междисциплинарные задания, ориентированные на формирование предметных компетенций в области ИТ, умение применять знания и умения в области ИТ в профессиональной педагогической деятельности позволяют оценить эффективность использования междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики.
Опытно-экспериментальной базой исследования явилось ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» (МарГУ). В работе приняли участие студенты физико-математического факультета, института педагогики и психологии, обучающиеся по педагогическим специальностям 050202.65 - «Информатика с дополнительной специальностью математика/физика», 05-0203.65 - «Математика с дополнительной специальностью информатика», 050203.65 - «Физика с дополнительной специальностью информатика», 050707.65 - «Педагогика и методика начального образования с дополнительной специальностью информатика», 050202 - «Информатика». Всего в эксперименте приняли участие более 300 студентов, 7 преподавателей кафедры, 15 педагогов-экспертов.
Исследование проводилось с 2005 по 2013 гг. в несколько этапов.
Проблемно-поисковый этап (2005-2007гг.) включал в себя изучение и анализ научных трудов отечественных и зарубежных ученых по теме исследования, анализ подготовки учителей к обучению информатике на основе междисциплинарного подхода. Определены этапы проведения исследования, обозначены объект и предмет, сформулирована цель и задачи исследования, выдвинута гипотеза, разработана структура предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики.
Экспериментальный этап (2007-2011гг.) включал разработку междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ. Был проведен формирующий эксперимент, определены междисциплинарные связи и разработаны междисциплинарные задания (компетентностно-ориентированные задания, комплексные интегрированные задания), разработаны и опубликованы материалы по теме исследования.
Обобщающий этап (2011-2013гг.) включал анализ и обобщение полученных результатов теоретического и эмпирического исследований. Сформулированы теоретические и экспериментальные выводы, практические рекомендации, результаты исследования оформлены в форме диссертации.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты исследований обсуждались на заседаниях кафедры информатики и вычислительной техники ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева», кафедры информатики и методики обучения информатике ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет», на научно-методологическом семинаре Института математики и информатики ГБОУ ВПО г.Москвы «Московский городской педагогический университет», были представлены для обсуждения на Международных научных конференциях: «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, 2008), «Использование программных продуктов фирмы «1С» в инновационной деятельности учебных заведений» (Москва, 2008), «Повышение эффективности обучения и управления образовательными учреждениями с использованием технологий «1С» (Москва, 2010), «Информатика: проблемы, методология, технологии» (Воронеж, 2010), «Новые информационные технологии в образовании. Повышение эффективности обучения и управления образовательными учреждениями с использованием технологий 1С» (Москва, 2011), Международной научно- практической конференции «Математическое, естественнонаучное образование и информатизация» (Москва, 2012); всероссийских научно-практических конференциях: «Мониторинг качества образования и творческого саморазвития конкурентоспособной личности» (Казань, 2007, 2008), «Применение информационно- коммуникационных технологий в образовании» (Йошкар-Ола, 2007-2012), «Новые информационные технологии в образовании» (Саратов, 2009), «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (Чебоксары, 20062010), «Развивающие информационные технологии в образовании: использование учебных материалов нового поколения в образовательном процессе» (Томск, 2010); на Всероссийском съезде учителей информатики в МГУ им. Ломоносова (Москва, 2011).
Результаты исследования внедрены в учебный процесс на физико- математическом факультете и институте психологии и педагогики ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет», на физико-математическом факультете ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». Получено 10 свидетельств о регистрации электронных образовательных ресурсов, основные из которых: «Автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов» (№ 18319 от 17.05.12); «Автоматизированная система анализа результатов психолого-педагогических исследований» (№ 18018 от 11.12.12).; «Компьютерная система поддержки междисциплинарного обучения будущих учителей информатики МарГУ» (№16018 от 19.06.10); «Интернет- тренажер - средство и метод контроля знаний учащихся» (№16017 от 19.06.10); «Электронное учебное пособие «Современные языки программирования» (№16397 от 17.11.11); «Мультимедийный учебник «Мультимедийные технологии в ОС Windows и OC LINUX» (№ 16396 от 17.11.10); «Электронный учебно- методический комплекс «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии» (№ 16395 от 17.11.10).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.
Сущностно-содержательные характеристики предметных компетенций в области информационных и коммуникационных технологий будущих учителей информатики
Рассмотрим современную трактовку понятия информационных технологий.
Сначала отметим основные отличия понятий «технология» и «средства».
Технологи - это совокупность производственных операций, методов и процессов в определенной отрасли производства, приемов, применяемых в каком-либо деле.
Средства - это орудие (предмет, приспособление или их совокупность), необходимое для осуществления какой-либо деятельности.
Рассмотрим понятия «информационные технологии», и «средства информационных технологий». Одно из основополагающих понятий научной области «информатика» - понятие «информационные технологии».
Информационные технологии представляют собой совокупность средств, способов, методов автоматизированного сбора, обработки, хранения, передачи, использования, продуцирования информации для получения определенных, заведомо ожидаемых результатов (Панюкова СВ.). Следовательно, использование информационных технологий в образовании позволяет осуществлять сбор, хранение, обработку, вывод и тиражирование всех видов информации.
Информационные технологии включают в себя базовые технологические процессы, базовые и специализированные информационные технологии, инструментальную базу. Выделим основные возможности информационных технологий:
реализация современных программных, программно-аппаратных и технических средств и устройств, функционирующих на базе микропроцессорной и вычислительной техники, средств и систем передачи, транслирования информационных ресурсов, информационного обмена;
использование специальных формализмов (логико-лингвистических моделей) для представления декларативных и процедурных знаний в электронной форме;
обеспечение интерактивного режима взаимодействия пользователя и системы при использовании профессиональных языков программирования и средств искусственного интеллекта;
обеспечение информационного взаимодействия пользователя с компьютером, исключение необходимости регулятивного сопровождения.
Средства информационных технологий (средства ИТ) — это программные, программно-аппаратные и технические средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной вычислительной техники. Это средства и системы транслирования информации, информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации и возможности доступа к информационным ресурсам локальных и глобальной компьютерных сетей.
Состав средств ИТ показан на рисунке 2.
К средствам ИТ относятся компьютеры; локальные вычислительные сети, современные средства связи всех видов, обеспечивающие информационное взаимодействие пользователей как на локальном, так и глобальном уровне; устройства ввода-вывода информации всех видов; средства и устройства манипулирования текстовой, графической, аудиовизуальной информацией и ее транслирования; средства архивного хранения любых объемов информации; устройства для преобразования представления в цифровую и обратно; системы компьютерной графики; программные системы и комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, инструментальные пакеты разработки прикладного программного обеспечения, в том числе и реализованного в сетях, пакеты прикладных программ и др.); системы искусственного интеллекта; электронные средства образовательного назначения, реализованные на базе технологий мультимедиа, гипертекст, гипермедиа и телекоммуникации.
Отметим, что синонимом термина «информационная технология» может выступать термин «информационно-коммуникационная технология», подчеркивающий включенность в объем понятия технологий коммуникации, предусматривающих передачу смысла посредством коммуникационного сообщения по материальному каналу. Коммуникационные технологии предназначены для обеспечения оперативной связи и доступа к информационным ресурсам в любой отрасли знаний без ограничения по объему и скорости, обеспечения информационного взаимодействия пользователей на локальном или глобальном уровне.
Средствами информатизации образовательного назначения называют средства информационных технологий, которые используются вместе с учебно-методическими, нормативно-техническими и организационно-инструктивными материалами, обеспечивающими реализацию оптимальной технологии их педагогического использования.
Педагогический эффект от использования таких средств ИТ, как электронные средства учебного и образовательного назначения, программно-аппаратные комплексы для изучения той или иной дисциплины, автоматизированные образовательные системы во многом зависит от уровня проработанности учебно-методической документации. Именно отсутствие детально прописанных методических рекомендаций по использованию электронных средств учебного назначения (электронных учебников, образовательных ресурсов сети Интернет и др.) ограничивает использование этих программных продуктов в педагогической практике [117].
Можно выделить следующие дидактические задачи, решаемые с помощью ИТ:
совершенствование организации преподавания, повышение индивидуализации обучения;
повышение продуктивности самоподготовки учащихся;
индивидуализация работы самого учителя;
ускорение тиражирования и доступа к достижениям педагогической практики;
усиление мотивации к обучению;
активизация процесса обучения, возможность привлечения учащихся к исследовательской деятельности;
обеспечение гибкости процесса обучения.
Таким образом, можно заключить:
современные средства ИТ играют большую роль в образовательном процессе;
необходимо сформировать у будущих учителей систему знаний, умений и навыков в области использования ИТ в обучении и образовании.
Анализ содержания профессиональной деятельности учителя информатики в условиях изменения содержания и структуры обучения информатики в средней школе, внедрения различных спецкурсов, связанных с изучением современных ИТ, постоянно расширяющейся сферы применения современных ИТ в образовательном процессе, позволяет сделать вывод о значительном возрастании роли подготовки учителя информатики в области ИТ [101].
Учитель информатики занимает особую роль в образовательном процессе, так как непосредственно с его участием происходит внедрение и освоение современных ИТ. По словам О.Ю. Заславской «на учителя информатики возлагаются функции не только по обучению школьников основам информатики, но и по адаптации содержания обучения информатике к непрерывно изменяющимся аппаратно-программным средствам, компьютерной технике, по разработке, построению и обеспечению функционирования единого информационного пространства образовательного учреждения, автоматизации управления производственной и учебно-воспитательной систем в школе, по обеспечению информационной связи школы с другими образовательными учреждениями, банками и базами данных» [44].
Раскрытие содержания понятийной компоненты модели будущего учителя информатики осуществляется через систему предметной подготовки, включающей совокупность учебных курсов направленных на формирование представлений об основах информатики как комплексной научной дисциплины и основных умений и навыков по применению и созданию современных ИТ на базе вычислительной техники в будущей профессиональной деятельности.
Реализация модели междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в предметной подготовке студентов
Рассмотрим каждый из компонентов МСФПК.
Целевой компонент. В задачи целевого компонента входит согласование развернутой структуры предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики.
Как было отмечено в параграфе 1.2. каждая из предметных компетенций разбивается на локальные (узкопредметные) компетенции, которые в свою очередь можно разбить на структурные единицы, которые разбиваются на дидактические единицы. Проведем развернутую структуру каждой из предметной компетенции.
Предметные компетенции в области ИТ будущих учителей информатики разбиваются на следующие локальные компетенции: пользовательская, в области программирования, в области мультимедиа, в области сетевых технологий. Разобьем каждую из перечисленных локальных компетенций на структурные единицы.
Пользовательская компетенция.
ПК1. Работа с информацией, представления ее в виде, удобном для ее обработки с помощью ЭВМ;
ПК2. Работа с операционными системами.
ПКЗ. Работа с системным программным обеспечением.
ПК4. Работа с программным обеспечением и использования программных средств для решения прикладных задач.
Компетенции в области программирования могут быть представлены следующими структурными единицами: алгоритмика, процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, web-программирование, профессиональное программирование.
Каждая из данных компетенций так же разбивается на дидактические единицы.
Алгоритмика.
ПА1. Четкость логики построения общей структуры программы.
ПА2. Оптимальность использования алгоритмических конструкций.
ПАЗ. Использование структурных типов.
ПА4. Работа с файлами.
ПА5. Использование указателей, списков.
ПА6. Использование изученных стандартных процедур и функций.
ПА7. Блочность построения программы.
Процедурное программирование.
11111. Использование возможностей языка программирования при работе с процедурами и функциями.
11112. Использование возможностей стандартных модулей.
ППЗ. Использование рекурсивных алгоритмов.
ПП4. Рациональность применения пользовательских процедур.
11115. Применение открытых массивов и строк.
11116. Использование процедурных типов. ПП7. Модульность проекта. Объектно-ориентированное программирование.
ПООП1. Использование возможностей ООП.
ПООП2. Разветвленность иерархии объектов.
ПООПЗ. Использование коллекций.
ПООП4. Работа с потоками Web-программирование.
ПВ 1. Создание статистических клиентских сценариев и приложений
ПВ2. Понятие о DOM. DHTML. Регулярные выражения.
ПВЗ. Создание серверные веб-приложений
ПВ4. Интерфейсы взаимодействия веб-приложений с СУБД
ПВ5. Язык структурированных запросов.
ПВ6. Интеграция и взаимодействие в сети Веб.
ПВ7. Языки описания схем XML.
ПВ8. Технология AJAX. Профессиональное программирование.
ПРШ. Создание образовательных продуктов на основе гипертекста.
ПРП2. Создание образовательных продуктов с использованием языков программирования.
ПРИЗ. Создание образовательных продуктов с применением баз данных.
ПРП4. Создание автоматизированных обучающих систем. Компетенции в области мультимедиа.
Компетенции в области мультимедиа могут быть представлены следующими структурными единицами: графика, аудио, видео, анимация.
Каждая из данных компетенций так же разбивается на дидактические единицы.
Графика.
МГ1. Типы компьютерной графики. Цветовые модели
МГ2. Основные понятия растровой графики.
МГЗ. Основные понятия векторной графики.
МГ4. Графические форматы файлов.
МГ5. Основные графические редакторы.
МГ6. Основы дизайна. Принципы и законы композиции.
МГ7. Издательские системы.
МГ8. Типы печати.
Аудио.
МА1. Цифровой и аналоговый звук.
МА2. Кодирование аудио.
МАЗ. Основные аудио форматы.
МА4. Основные аудио редакторы
MA5. Аудиозахват.
МА6. Монтаж аудио.
МА7. Спецэффекты.
Видео.
MB 1. Цифровое и аналоговое видео.
МВ2. Кодирование видео.
МВЗ. Основные видео форматы.
МВ4. Основные видео редакторы.
МВ5. Видеозахват.
МВ6. Монтаж фильма.
МВ7. Спецэффекты.
Анимация.
МА1. Покадровая анимация.
МА2. Анимация формы.
МАЗ. Трассировка растровых изображений.
МА4. Сложная анимация.
МА5. Анимация эффектов.
В области сетевых технологий.
С1. Основы построения компьютерных сетей.
С2. Основы управления в ЛВС, включающих технологии использования возможностей ЛВС, организацию оперативного общения и удаленного доступа.
СЗ. Работа с основными сетевыми протоколами.
С4. Применение сетевых технологий для организации учебного процесса.
С5. Создание сетевых образовательных продуктов. Заметим, что данное разделение несет весьма условный характер и может быть видоизменено или дополнено, но на наш взгляд данных дидактических единиц достаточно для успешной профессиональной деятельности в области ИТ учителя информатики.
Содержание и мониторинг формирования предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики в процессе обучения в вузе
Эффективность любой образовательной деятельности может быть улучшена, если в ней будут применяться не только какие-то определенные разовые действия, а весь образовательный процесс будет рассматриваться как система, которая нацелена на необходимые преобразования в подготовке будущего учителя, в том числе информатике. Только если комплексно применять и использовать весь педагогический инструментарий: психолого-педагогический, методический, предметный, то можно достичь определенного результата в области исследования, в нашем случае в формировании предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики.
Цель нашей работы состояла в проверке эффективности формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики на основе междисциплинарного подхода. Нами были определены основные этапы по формированию предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики на основе междисциплинарного подхода.
Задачи эксперимента были направлены на:
выявление потенциала предметных компетенций в области ИТ учителя информатики в условиях современного образовательного процесса;
изучение вопросов теории по структуре предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики, вопросов предметной подготовки будущего учителя информатики;
изучение вопросов по организации междисциплинарного обучения студентов в условиях современного образовательного процесса;
первичное накопление практического опыта по формированию предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики;
целенаправленное накопление практического опыта по формированию предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики;
созданию междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики;
определение критериев опытно-экспериментальной работы;
прогнозирование дальнейших направлений в формировании предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики.
Для достижения наиболее эффективного результата вышеперечисленных задач необходимо провести педагогический мониторинг.
Проблемой педагогического мониторинга занимались многие ученые (В.И. Андреев, А.С. Белкин, Г.А. Карпова, С.Н. Силина, С.А. Равичев и другие). Из анализа трудов перечисленных авторов, можно дать следующее определение педагогического мониторинга.
Педагогический мониторинг - это отслеживание состояния педагогического процесса (сбор, хранение, обработка «нужных» показателей), с помощью которого можно будет прогнозировать и корректировать развитие обучаемых.
Таким образом, целью педагогического мониторинга является обеспечение эффективного информационного отражения состояния образовательного процесса, а также обобщение результатов и разработка прогноза его (педагогического процесса) развития.
Мониторинг формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики состоять из трех этапов: этап реализации (сбор информации); этап анализа и этап выработки рекомендаций. В качестве инструментария будем использовать следующие: наблюдение, анкетирование, самооценка, контроль знаний, умений, навыков, выполнение КОЗ и КИЗ.
В таблице 4 приведена программа мониторинга формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики.
Таким образом, содержание работы нашей работы будет следующее:
- определение основных терминов, понятий, выявление сущности профессиональной компетентности учителя и учителя информатики в частности, определение целей и содержания предметных компетенций в области ИТ учителей информатики, приемов их формирования у будущих учителей информатики;
- разработка технологии формирования предметных компетенций в области ИТ учителя информатики, накопление опыта для выяснения условий формирования предметных компетенций в области ИТ учителей информатики;
- промежуточное и итоговое отслеживание результативности опытно-экспериментальной работы по формированию предметных компетенций в области ИТ учителя информатики, уточнение критериев результативности предметных компетенций в области ИТ учителей информатики и влияния этой деятельности на результативность обучения информатике, определение основных показателей эффективности эксперимента. Организационные формы:
исследование уровня сформированности предметных компетенций в области ИТ у будущих учителей информатики, выяснение направления возникающих затруднений;
разработка модульной технологии, направленной на формирование предметных компетенций в области ИТ и внесение в учебный план подготовки будущих учителей информатики курсов «Компьютерная графика и издательское дело», «Современные языки программирования», «Базы данных и управление ими»;
разработка системы специальных компетентностно-ориентированных заданий (КОЗ) и комплексных интегрированных заданий (КИЗ), направленные на формирование соответствующих предметных компетенций в области ИТ, а так же специальных заданий и упражнений для педагогической практики на 3, 4 и 5 курсах;
разработка анкет, тестов, дидактических материалов, системы анализа результатов обучения информатике.
Ожидаемые результаты:
уточнение и конкретизация компонентов предметных компетенций в области ИТ у будущих учителей информатики;
построение модели междисциплинарной системы формирования предметных компетенций в области ИТ будущих учителей информатики;
структурирование содержания обучения будущих учителей информатики, направленное на формирование предметных компетенций в области ИТ.
В качестве показателей результативности формирования предметных компетенций в области ИТ в процессе обучения будущих учителей информатики мы предлагаем следующие:
усвоение теоретических знаний в области информационных технологий;
усвоение практических умений в области информационных технологий, заключающиеся в умении решать компетентностно-ориентированные задания;
умение применять междисциплинарные знания и умения в области информационных технологий, заключающееся в способности решать комплексные интегрированные задания;
способность применения полученных знаний и умений в области информационных технологий в профессиональной педагогической деятельности (использования средств информационных и коммуникационных технологий на уроках информатики, привлечение школьников к проектной, исследовательской деятельности по информатике).
Таким образом, разработанная система критериев и показателей позволяет выстраивать и непрерывно контролировать работу по формированию предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики на основе междисциплинарного подхода.
В результате обработки полученной информации будем строить таблицы, диаграммы и графики, точно и наглядно иллюстрирующие основные моменты мониторингового исследования.
Далее рассмотрим организацию и этапы проведения экспериментальной работы по формированию предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики на основе междисциплинарного подхода.
Анализ результатов опытно-экспериментальной работы и их обсуждение
В качестве показателей результативности формирования предметных компетенций в процессе обучения будущих учителей информатики мы предлагаем следующие:
усвоение теоретических знаний в области информационных технологий;
усвоение практических умений в области информационных технологий, заключающиеся в умении решать компетентностно-ориентированные задания;
умение применять междисциплинарные знания и умения в области информационных технологий, заключающееся в способности решать комплексные интегрированные задания;
способность применения полученных знаний и умений в области информационных технологий в профессиональной педагогической деятельности (использования средств информационных и коммуникационных технологий на уроках информатики, привлечение школьников к проектной, исследовательской деятельности по информатике).
Таким образом, разработанная система критериев и показателей позволяет выстраивать и непрерывно контролировать работу по формированию предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики на основе междисциплинарного подхода.
Базой проведения исследования явилось ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» (МарГУ). В работе приняли участие студенты физико-математического факультета, факультета начальных классов обучающиеся по педагогическим специальностям «Информатика и математика», «Информатика и физика» «Математика и информатика», «Физика и информатика», «Педагогика начального обучения и информатика», «Информатика». Всего в эксперименте приняли участие более 300 студентов, 7 преподавателей кафедры, 15 педагогов-экспертов.
На формирующем этапе было проведено смешанное анкетирование (приложение 3) студентов 5 курсов, обучающихся по специальности 030100.00 «Информатика с дополнительной специальностью» 2008, 2009, 2010 года выпуска (производилась проверка степени теоретической подготовленности студентов и уровня сформированности практических умений в области информационных технологий).
Из анализа анкетирования видно, что в процессе применения междисциплинарного обучения студентов на основе МСФПК произошло увеличение роста знаний и умений будущих учителей информатики в области информационных технологий (рис. 43, 44).
Так же во время формирующего этапа эксперимента проводилось анкетирование учителей информатики, во время прохождения студентами педагогической практики, на деятельность студентов как учителя предметника (приложение 4). Был заметен рост применения средств ИКТ, собственных образовательных продуктов студентами на уроках информатики, вовлеченность учащихся в проектную деятельность, а так же применение различных педагогических технологий, в том числе и с применением средств ИКТ (рис. 45, 46).
На заключительном этапе эксперимента были сформированы две группы студентов - экспериментальная (ЭГ), в которой обучение велось с применением разработанной МСФПК, и контрольная (КГ), где применялись традиционные методы обучения. Экспериментальную группу составили студенты физико-математического факультета МарГУ, обучающиеся по специальности «Информатика и математика» - 15 человек, контрольную группу составили студенты, обучающиеся по специальности «Информатика и физика» - 18 человек.
Достоверность роста критериев результативности оценивалась с помощью L-критерия тенденций Пейджа. Конечные значения экспериментальной (ЭГ) и контрольной (КГ) групп сравнивались с помощью параметрического t-критерия Стьюдента, а общий процент усвоения материала, степени сформированное практических умений и компетенций сравнивался по критерию В.П. Беспалько в модели полного усвоения с 70%.
В начале пятого семестра было проведено смешанное анкетирование (производилась проверка степени теоретической подготовленности студентов и уровня сформированности практических умений к требованиям, которые предъявляются будущему учителю информатики). Достоверность различия осуществлялось с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок. Результаты опроса показаны в таблицах 5,6.
Обработка результатов данного анкетирования показала отсутствие статистически достоверных различий обеих групп.
То есть можем заключить, что на начало эксперимента знания и умения студентов экспериментальной и контрольной групп в области ИТ статистически не различаются.
Оценка теоретических знаний студентов в области информационных технологий у КГ и ЭГ была проведена в 6, 8, 9 семестрах на дисциплинах федерального компонента «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии», «Использование ИКТ в образовании», «Информационные системы» с помощью компьютерного тестирования в системе АСМОС.
АСМОС позволяет преподавателю составлять итоговое тестирование, состоящее из определенных блоков (глав) и просматривать статистику как в целом по итоговому тесту, так и по отдельным блокам. В нашем случае, мы будем включать в тестирование блоки: пользователь, программирование, мульмимедиа, сеть.
Теоретические вопросы разбиты на три части А, В, С (базовый, аналитический, системный уровни):
для части А выводятся четыре варианта ответа. Система автоматически сохранят ответ после выбора одного из них;
для части В выводится строка, в которую необходимо ввести свой ответ. Система автоматически сохранят ответ по нажатию клавиши Enter или при выборе любого другого элемента управления;
для части С выводится электронный адрес для отправки своего ответа. Общая оценка выводится на основании всего тестирования. В таблице 6 приведены распределение заданий по частям.
Похожие диссертации на Формирование предметных компетенций в области информационных технологий будущих учителей информатики на основе междисциплинарного подхода
-
-
