CC BY
44
Educational Technology & Society 9(4) 2006 ISSN 1436-4522
Решение образовательных задач на основе четырехуровневой структуры внедрения информационных технологий
И.Н. Голицына
Татарско - Американский региональный институт, Казань, Россия, golitsina@mail.ru
АННОТАЦИЯ
Предлагается выделить четыре уровня изучения информационных технологий, которым соответствуют четыре уровня их использования в изучении общеобразовательных и профессиональных дисциплин. На каждом из предложенных уровней возможно решение образовательных задач, важных в условиях информатизации общества. К ним относятся: формирование у студентов взгляда на образование, как на процесс, который не прекращается в течение всей профессиональной деятельности; формирование способности и привычки к постоянному самообразованию с использованием информационных ресурсов, которые предоставляются информационным обществом; формирование научного мировоззрения, соответствующего современному развитию науки; развитие творческих способностей личности.
Four levels of information technologies application in education are proposed. According four - level structure may be use information technologies under general and professional discipline study. It is possible to solve important educational tasks on the each of the level. The next tasks are considered: the forming of the students’ view on the education as on the life-long process; the forming of the students’ habit and ability to the permanent self-education by the present-day informational resources use; the modern scientific view forming; the creative person possibilities development.
Ключевые слова
информатизация общества, цели обучения, четыре уровня внедрения информационных технологий в образование
the society informatization, educational tasks, four - level information technologies application
Введение
Адаптация подготовки специалистов к профессиональной деятельности в условиях информатизации общества является в настоящее время одной из главных проблем, активно обсуждаемой научной и педагогической общественностью. Среди проблем, возникающих в этих условиях перед обществом, находятся проблемы сохранения и совершенствования его интеллектуального потенциала [Первые махмутовские чтения, 2006], подготовки молодежи к профессиональной
деятельности в условиях быстро изменяющейся профессиональной информационной среды.
Широкое внедрение и использование информационных технологий в образовании является одним из необходимых условий повышения его качества в условиях информатизации общества. Этот процесс должен проходить так, чтобы достигать следующих целей образования в условиях информационного общества:
- формирование у студентов взгляда на образование, как на процесс, который не прекращается в течение всей профессиональной деятельности,
- формирование способности и привычки к постоянному самообразованию с использованием информационных ресурсов, которые предоставляются информационным обществом.
На фоне падения уровня общеобразовательной подготовки в современном общем и профессиональном образовании и устойчивого интереса молодежи к информационным технологиям, использование ИТ может эффективно способствовать решению многих задач образования, в том числе и таких важных, как
- формирование научного мировоззрения, соответствующего
современному развитию науки,
- развитие творческих способностей личности.
Для того, чтобы четко определить, какие цели образования могут быть решены при внедрении ИТ в образование , удобно выделить четыре уровня изучения информационных технологий , которым соответствуют четыре уровня использования ИТ при изучении общеобразовательных и профессиональных дисциплин. [Голицына, 2006 (1), 2006 (2)]
Четыре уровня изучения информационных технологий.
Изучение ИТ возможно на разных уровнях в зависимости от следующих факторов:
- целей образования (профессиональное или общее),
- профилизации образования (общеобразовательная, профильная или специализированная подготовка),
- уровня подготовки студентов в области ИТ.
- Можно выделить четыре уровня, на которых проводится изучение ИТ :
- первый уровень - уровень знакомства с аппаратными средствами компьютерных систем и прикладным программным обеспечением общего назначения;
- второй уровень - уровень использования прикладного программного обеспечения общего назначения;
- третий уровень - уровень использования прикладного программного обеспечения специального назначения, в том числе систем и языков программирования;
- четвертый уровень - профессиональный уровень изучения аппаратных средств компьютерных систем и использования системного и прикладного профессионального программного обеспечения.
Изучение ИТ на двух первых уровнях является в настоящее время частью общеобразовательной подготовки студентов практически всех специальностей. Обобщение педагогического опыта показывает, что для успешного изучения ИТ на первом и втором уровнях при организации обучения необходимо соблюдение следующих условий:
1. Индивидуальный подход к обучению студентов: студенты с низким уровнем подготовки должны иметь возможность заниматься в индивидуальном, более низком темпе; студенты с высоким уровнем подготовки должны иметь возможность заниматься в более высоком темпе, пропускать известные им разделы курса, выполнять индивидуальные творческие задания.
2. Развитие навыков самостоятельной работы у студентов, которые необходимы при работе с использованием информационных технологий.
3. Развитие профессионально значимых для работы с компьютером
качеств: внимательного чтения, понимания компьютерной
терминологии, точного выполнения необходимых действий, осознания результатов своей деятельности, точности и аккуратности при работе с ресурсами компьютера и компьютерной сети, прилежания.
Выполнение этих условий возможно при модульном построении соответствующих учебных курсов и создании учебно - методических комплексов,
позволяющих обеспечить индивидуализацию обучения на учебных занятиях и организовать самостоятельную работу студентов [Обухова, Голицына, 2001].
Таким образом, изучение ИТ на первых двух уровнях должно способствовать формированию у студентов взгляда на образование, как на процесс, который не прекращается в течение всей профессиональной деятельности, и формированию способности и привычки к самообразованию.
При изучении ИТ на третьем уровне изучение языков и систем программирования является составной частью профессиональной и общеобразовательной подготовки студентов технических специальностей. Программирование, как немногие дисциплины в современном образовании, имеет потенциал по включению в обучение элементов творческой, продуктивной учебной деятельности, которые должны способствовать развитию творческих способностей студентов. Под учебными творческими задачами понимаются такие задачи, для решения которых учащиеся не имеют готовых учебных приемов и способов, такой задачей может стать составление алгоритма с новым для учащегося условием с использованием неизвестных ему способов алгоритмизации. При составлении творческих задач важно, чтобы условия задачи были сформулированы в одной области знания, а предполагаемое решение находилось бы в другой. При изучении программирования отбор учебного материала для составления творческих задач можно осуществить через межпредметные связи программирования с другими дисциплинами. Как показали наши исследования, готовность и способность к выполнению заданий творческого характера демонстрируют студенты с высоким уровнем мотивации учения, которые, как правило, демонстрируют и высокий уровень усвоения знаний в предметной области дисциплины. Эти результаты подтверждают выводы, полученные нами ранее при обучении студентов: успешность использования ИТ в образовании в значительной степени зависит от психологических особенностей обучаемых, которые определяют мотивацию к учению, их работоспособности и прилежания [Голицына, 2003]. Таким образом, повышение мотивации учения является необходимым условием развития интеллектуальных и творческих способностей студентов, формирования способности и привычки к самообразованию, которое является необходимым условием успешной профессиональной деятельности в условиях информатизации общества.
Изучение ИТ на четвертом уровне входит в содержание профессиональной подготовки специалистов в области информационных технологий. Профессиональная информационная среда таких специалистов подвержена особенно стремительным изменениям, поэтому решение перечисленных образовательных задач на первых трех уровнях изучения ИТ является для них особенно актуальным.
Построения содержания учебных дисциплин для специальностей, связанных с внедрением и обслуживанием информационных технологий, должно быть основано на следующих принципах [Голицына, 2000]:
- соответствие содержания учебных дисциплин современному развитию информационных технологий;
- прогностический характер содержания;
- унификация содержания для широкого круга смежных специальностей на базе создания общей информационной базы;
- учет характера труда будущих специалистов и его изменения в условиях информатизации;
- соблюдение формы представления информации, соответствующей конкретной профессиональной деятельности.
Четыре уровня изучения естественно - научных дисциплин на основе взаимосвязи с информационными технологиями
Изучение естественно - научных дисциплин, формирующих научное представление человека об окружающем его мире, может быть поднято с помощью информационных технологий на принципиально новый уровень, соответствующий современным научным достижениям.
Использование потенциала современной науки, в которой широко применяются новейшие технологии, в том числе и информационные, может
способствовать формированию научного мировоззрения учащихся и обеспечению качественной общеобразовательной естественно - научной подготовки.
Современные информационные технологии позволяют существенно расширить способы визуализации научных явлений и процессов, используя информационные ресурсы Интернет и современные мировые достижения в области естественных наук. Естественно, обилие современной научной информации эффективно может быть использовано только на основе системного дидактического подхода. Дидактической основой для такого подхода может служить взаимосвязь естественно - научных дисциплин с информационными технологиями.
В зависимости от перечисленных выше факторов можно выделить четыре уровня, на которых может проводиться изучение естественно - научных дисциплин:
- на первом уровне - уровне знакомства с понятиями, закономерностями и проявлениями естественнонаучных законов в микро- и макромире;
- на втором уровне - уровне описания методов исследования различных природных объектов;
- на третьем уровне - уровне использования знаний по математике, физике и химии в других естественнонаучных областях;
- на четвертом уровне - уровне исследования природных объектов и явлений.
В современном естествознании настолько широко используются научные и технические достижения из разных областей знания, что, с учетом профильной подготовки студентов, можно расширить изучение конкретной дисциплины в сторону рассмотрения физических, математических, космических, информационных, механических, технических, химических, географических, геологических, экологических или гуманитарных аспектов развития соответствующего научного направления. Учитывая, что для исследования природных закономерностей широко используется методы математического моделирования и компьютерные методы визуализации процессов и явлений, современные информационные технологии предоставляют широкие возможности для того, чтобы сделать изучение естественно -научных дисциплин более полным, глубоким и интересным.
Кратко остановимся на особенностях преподавания естественнонаучного учебного содержания на каждом из четырех уровней.
На первом уровне изучение учебных тем по конкретной дисциплине может сопровождаться:
- общей информацией об природных проявлениях изучаемых понятий, объектов и законов;
- демонстрацией фото- и видеоматериалов, полученных с помощью современного научного, в том числе и космического, оборудования;
- материалами, выставляемыми на образовательных сайтах;
- использованием электронных учебников по соответствующим дисциплинам.
На втором уровне изучение отдельных учебных тем может сопровождаться:
- описанием применения изучаемых физических или химических методов для исследования конкретных природных объектов;
- знакомством с современными научными направлениями и программами, в рамках которых проводятся исследования тех или иных природных явлений и объектов;
- максимальным использованием визуальной и фактологической информации о самых современных научных достижениях, обсуждаемых в научно - популярных изданиях и во Всемирной паутине;
- использованием компьютерных обучающих систем по естественно -научным дисциплинам;
- разоблачением псевдонаучных сенсаций, появляющихся в средствах массовой информации;
На третьем уровне изучение отдельных тем по естественно - научным дисциплинам может включать в себя:
- решение учебных задач по изучаемой теме с использованием реальных научных данных;
- рассмотрение физических и химических основ методов, с помощью которых изучаются те или иные параметры природных объектов;
- рассмотрение принципиальных схем приборов, построенных для изучения природных объектов различными научными методами в разных диапазонах излучения;
- обсуждение методов математического моделирования, на основе которых строятся модели природных объектов;
- знакомство с результатами современных исследований, полученных в рамках соответствующих научных направлений и научных программ;
- широкое использование обзоров в научно - популярных журналах и научных новостей в глобальной сети Интернет;
- использование компьютерных тренажеров по решению задач и систем имитационного моделирования природных явлений и процессов.
На четвертом уровне изучение отдельных тем может включать в себя:
- решение учебных задач с использованием реальных научных закономерностей и связей;
- изучение физических или химических основ методов, с помощью которых изучаются те или иные параметры природных объектов;
- самостоятельное построение учащимися принципиальных схем приборов для изучения природных объектов на основе известных им физических законов;
- использование простых методов математического моделирования для решения исследовательских учебных задач;
- изучение результатов современных научных исследований, полученных в соответствующих областях знания;
- выполнение учащимися исследовательских работ по отдельным темам с использованием научной литературы и информационных ресурсов сети Интернет;
- проведение модельных расчетов с использованием современных математических компьютерных программ;
- самостоятельное создание учащимися компьютерных программ с использованием инструментальных систем для решения задач по изучаемой дисциплине.
Использование новых информационных технологий и информационных ресурсов Интернет в условиях бурной информатизации всех сфер деятельности, в том числе и образования, позволит вывести преподавание естественно - научных дисциплин на современный уровень, повысить мотивацию студентов к ее изучению, показать живой и развивающийся характер современных наук о природе.
Заключение
Выделены четыре уровня изучения ИТ и их использования при изучении общеобразовательных и профессиональных дисциплин в зависимости от целей образования (профессиональное или общее), его профилизации
(общеобразовательная, профильная или специализированная подготовка) и уровня подготовки студентов в области ИТ. Обучение на каждом из четырех уровней позволяет достигать целей образования, важных для подготовки специалистов к жизни и деятельности в условиях информационного общества. В таблице 1 представлены уровни внедрения информационных технологий в образование, и показаны те образовательные задачи, решение которых возможно на каждом из них.
Первые два уровня являются частью общеобразовательной подготовки студентов всех специальностей, и обучение на этих уровнях должно быть построено так, чтобы формировать у студентов способность и привычку к самообразованию, способствовать формированию научного мировоззрения, соответствующего уровню развития науки и техники в XXI веке.
Третий и четвертый уровень внедрения ИТ в образование являются частью специальной и профессиональной подготовки студентов технических и естественнонаучных специальностей. Профессиональная информационная среда этих
специалистов обновляется особенно стремительно, поэтому для них особенно актуально решение перечисленных образовательных задач на первых двух уровнях, и кроме того, необходимо использование потенциала ИТ по включению в учебный процесс элементов творческой деятельности., что должно способствовать развитию интеллектуальных и творческих способностей студентов, необходимых для успешной профессиональной деятельности в условиях информационного общества.
Таблица 1. Решение образовательных задач на разных уровнях внедрения информационных технологий в образование.
Уровни внедрения информационных технологий в образование в зависимости от целей образования
Уровень Подготовка к профессиональн ой деятельности в условиях информатизации общества Формирование способности и привычки к самообразован ию Развитие творческих способностей студентов Формирование научного мировоззрения
Первый Знакомство с аппаратными средствами компьютерных систем и прикладным программным обеспечением общего назначения Индивидуальн ый подход к обучению студентов. Развитие навыков самостоятельн ой работы. Развитие профессиональ но значимых для работы с компьютером качеств. Знакомство с понятиями, закономерностями и проявлениями естественнонаучны х законов в микро-и макромире с использованием электронных учебников и Интернет
Второй Использование прикладного программного обеспечения общего назначения Знакомство с методами исследования различных природных объектов, использование автоматизированны х обучающих систем и Интернет
Третий Использование прикладного программного обеспечения специального назначения Выполнение творческих упражнений в рамках взаимосвязи информацион ных технологий с общеобразовательными и специальными дисциплинами. Использование естественнонаучны х знаний в профессиональных и технических дисциплинах для решения задач с использованием вычислительной техники
Четверт ый Изучение профессиональн ого программного обеспечения Исследование природных объектов и явлений с проведением модельных расчетов и использованием информационных ресурсов Интернет.
Литература.
[Первые махмутовские чтения, 2006] Формирование интеллектуального
потенциала в системе общего и профессионального образования: Первые
махмутовские чтения. - Казань: РИЦ «Школа», 2006. - 558 с.
[Голицына, 2000] И.Н. Голицына. Вопросы эффективности внедрения
компьютерных технологий в профессиональное образование. - Educational Technology & Society, 3(3), 2000, ISSN 1436-4522, pp. 538-547.
http://ifets.ieee.org/russian/depository/v6 i3/html/2.html
[Голицына, 2003] И.Н. Голицына. Эффективное управление учебной деятельностью с помощью компьютерных информационных технологий. - Educational Technology & Society, 6(2), 2003, ISSN 1436-4522, pp. 77-83.
http://ifets.ieee.org/russian/depository/v6 i2/html/1.html
[Голицына, 2006 (1)] Голицына И.Н. Качество профессионального образования в условиях информатизации общества. // В сб. докладов II Междунар. конф. "Стратегия качества в промышленности и образовании" (2-9 июня 2006 г., Варна, Болгария). -Варна-Днепропетровск: Научный журнал ТУ - Варна - Пороги. В 2-х томах. Том 2. -С. 21-24.
[Голицына, 2006 (2)] И.Н. Голицына. Формирование научного мировоззрения учащихся в условиях информатизации образования. - Инновационные
образовательные технологии, 2006, №1(5), с.29-34.
[Обухова, Голицына, 2001] М.Ю Обухова, И.Н Голицына. Учебно-методический комплекс по информатике: опыт разработки и использования - Educational Technology & Society ,4(3), 2001, ISSN 1436-4522, pp. 205-209.
http://ifets.ieee.org/russian/depository/v4 i3/html/5.html
