CC BY
26
СТРУКТУРНО-ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ» И ПУТИ ЕЕ ОПТИМИЗАЦИИ
М.И. Потеев, Н.Н. Горлушкина
Одна из задач организации учебного процесса в вузе по какой-либо специальности состоит в определении модели подготовки специалиста. В работе [1] такую модель предлагается строить в виде графа, у которого в вершинах располагаются названия соответствующих учебных дисциплин, а ребра показывают связи между ними. Для привязки графа к академическому календарю он накладывается на таблицу, в которой столбцы соответствуют семестрам обучения, а строки - циклам учебных дисциплин. Модель подготовки специалиста, построенная по такому принципу, названа автором работы [1] структурно-динамической моделью. В самом деле, она, с одной стороны, отражает структуру подготовки специалиста, с другой - показывает ее динамику, то есть причинно-следственные связи.
Хотя методы построения сетевых графиков хорошо известны [4], но к организации учебного процесса в вузах они до сих пор применяются сравнительно редко.
Опишем структурно-динамическую модель подготовки инженеров специальности «Информационные технологии в образовании» и отметим пути ее оптимизации.
Согласно Государственному образовательному стандарту специальности «Информационные технологии в образовании», учебный план подготовки инженеров для соответствующей профессиональной деятельности [3] имеет четыре основных раздела:
• общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины (20%),
• общие математические и естественнонаучные дисциплины (20%),
• общие профессиональные дисциплины (30%),
• специальные дисциплины (30%).
Каждый из первых трех разделов складывается, в свою очередь, из трех подразделов: федерального компонента, национально-регионального (вузовского) компонента и дисциплин по выбору студента, устанавливаемых вузом. В частности, федеральный компонент раздела «Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины» включает такие дисциплины, как Иностранный язык, Физическая культура, Философия, Отечественная история, Культурология, Социология, Экономика.
Вузовский компонент этого раздела в СПбГУ ИТМО содержит дисциплины: Правоведение, Основы логической культуры, Основы этикета. Их дополняют дисциплины по выбору: Философские проблемы культуры и цивилизации или Иностранный язык (дополнительныеразделы).
К общим математическим и естественнонаучным дисциплинам федерального компонента относятся: Математика, Информатика, Физика, Химия, Экология. В СПбГУ ИТМО в число математических дисциплин федерального компонента входят: Алгебра и геометрия, Математический анализ, Дискретная математика, Математическая логика и теория алгоритмов, Вычислительная математика, Теория вероятностей, Математическая статистика и случайные процессы. Региональный (вузовский) компонент этого раздела в СПбГУ ИТМО представлен дополнительными главами математики и физики.
К общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента относятся: Электротехника и электроника; Метрология, стандартизация и сертификация; Безопасность жизнедеятельности; Информационные технологии; Теория информационных процессов и систем; Интеллектуальные информационные системы; Информационные сети; Информационная безопасность и защита информации; Моделирование систем, архитектура ЭВМ и систем; Операционные системы; Технология программирования; Компьютерная геометрия и графика; Банки и базы данных.
Вузовский компонент раздела «Общепрофессиональные дисциплины» представлен в СПбГУ ИТМО дисциплиной Объектно-ориентированное программирование, а в качестве дисциплин по выбору студента выступают: Тренинг общения, Технология программирования (дополнительные разделы), Общая психология.
Раздел «Специальные дисциплины» складывается из двух подразделов - собственно специальных дисциплин и дисциплин специализации. Первый из них, согласно Государственному образовательному стандарту, включает дисциплины: Информационные системы в управлении учебным процессом, Мультимедиа технологии в образовании, Дистанционные технологии в образовании, Мировые информационные образовательные ресурсы, Психолого-педагогические основы проектирования информационных систем в образовании, Проектирование информационных систем в образовании.
Содержание второго подраздела специальных дисциплин зависит от специализации подготовки. В СПбГУ ИТМО подготовка инженеров специальности "Информационные технологии в образовании" ведется по двум специализациям:
• Аппаратно-программные комплексы образовательных систем,
• Управление проектами в информационных образовательных системах.
Первую специализацию реализует кафедра компьютерных образовательных технологий, вторую - кафедра технологий профессионального обучения.
Общими для обеих специализаций являются дисциплины: Введение в специальность, ЖеЬ-программирование, Информационное право, Научно-исследовательская работа.
Кроме них в рассматриваемый блок входят:
по первой специализации - Программно-аппаратные комплексы в образовательных системах, Основы построения аппаратного обеспечения образовательных систем, Специализированные базы данных и среды для образования, Информационный интерфейс в образовательных системах, Нормативно-организационное обеспечение дистанционного образования;
по второй специализации - Основы проектирования информационных образовательных ресурсов, Управление проектами в информационных образовательных системах, Профессиональное консультирование, Технология создания информационных образовательных систем, Мультимедиатехнологии в информационной среде, Диагностика информационных образовательных ресурсов, Проектирование специализированных баз данных и сред для образования.
В частности, в такой дисциплине, как Общая психология, описываются информационные процессы, происходящие в мозге человека. В ней имеются, например, разделы: Психика и мозг; Психология познавательных процессов; Память; Мышление.
Образовательная программа специальности «Информационные технологии в образовании» предусматривает прохождение студентами трех практик: в восьмом, десятом и одиннадцатом семестрах продолжительностью от четырех до шести недель. Условно эти практики можно обозначить как педагогическую, технологическую и преддипломную.
В рамках основной образовательной программы студенты, обучающиеся по специальности «Информационные технологии в образовании», могут факультативно пройти военную подготовку. Согласно Государственному образовательному стандарту, эта подготовка продолжается пять учебных семестров и занимает 450 учебных часов.
Общая продолжительность обучения по рассматриваемой специальности составляет в СПбГУ ИТМО пять с половиной лет. Итоговая государственная аттестация включает государственный экзамен и защиту дипломного проекта (дипломной работы). Она проводится в конце одиннадцатого семестра в течение четырех недель.
Примерами тем выпускных квалификационных работ студентов кафедры технологий профессионального обучения являются:
• Электронное учебное пособие по разделу «Информационные технологии» курса информатики;
• Мультимедийная энциклопедия по дисциплине «История педагогики и философии образования» (раздел «История русской педагогики»);
• Электронное учебное пособие «Бухгалтерский учет в системе GAAP» на английском языке с применением ресурсов Интернет;
• Применение Java-технологий в дистанционном тестировании на примере курса «Компьютерные сети»;
• Использование Интернет-технологий при проведении заочных студенческих олимпиад по информатике и методике ее преподавания;
• Использование мультимедиа-технологий в курсе «Концепции современного естествознания»;
• Использование компьютерных технологий в преподавании английского языка;
• Web-сайт кафедры технологий профессионального обучения для портала университета и его использование в учебно-методической и воспитательной работе;
• Web-сайт преподавателя как средство сопровождения педагогического процесса в вузе (на примере преподавания педагогических дисциплин).
К сожалению, графическое изображение структурно-динамической модели достаточно велико и не позволяет привести ее в настоящий статье в полном объеме. Некоторое представление об этом изображении можно составить по книге [1].
Принципиально важным является отражение на схеме конечного результата. Вся совокупность общих гуманитарных, социально-экономических, математических, естественнонаучных и часть профессиональных дисциплин должна обеспечивать общеинженерную подготовку. Большая часть общих профессиональных дисциплин должна быть нацелена на подготовку и сдачу государственного итогового экзамена. Практически все специальные дисциплины и учебные практики должны обеспечивать условия для подготовки и успешной защиты выпускной квалификационной работы.
При составлении учебного плана необходимо осуществить его оптимизацию по перечню изучаемых дисциплин, связей между ними, а также времени изучения различных циклов. Соблюдение на практике теоретических принципов последовательности и взаимосвязи различных циклов в процессе подготовки специалиста, в частности инженера, может существенно повлиять на ее качество.
При расчете оптимальной структуры учебного плана подготовки каких-либо специалистов рекомендуется [1] учитывать следующие основные положения:
1) соотношение часов аудиторных занятий и самостоятельной учебы учебной работы должно составлять примерно 3:4;
2) доли различных циклов учебных дисциплин должны соответствовать некоторым средним значениям;
3) с целью высвобождения дополнительных часов для НИРС и подготовки выпускных квалификационных работ обязательная аудиторная нагрузка на старших курсах в объеме уменьшается;
4) лабораторные занятия предусматриваются во всех семестрах, кроме первого, поскольку в этот период усвоение знаний осуществляется в основном на первом и втором уровнях;
5) по мере перехода от первых к последним семестрам (когда второй уровень усвоения уже пройден количество семинарских (практических) занятий уменьшается;
6) в качестве нормативных параметров принимается, что количество часов аудиторных занятий составляет от 25 час. (на младших курсах) до 18 час. (на старших курсах) в неделю, а общий бюджет времени студента (на все виды учебной работы в неделю) должен составлять не более 54 часов.
Ключевую роль в формировании макроструктуры оптимального учебного плана играют опорные дисциплины. Определение их места среди других дисциплин в структурно-динамической модели учебного процесса и последовательности их прохождения чрезвычайно важно. Простое изменение взаимного расположения учебных дисциплин внутри даже одного учебного цикла (при соблюдении, разумеется, логической последовательности и взаимосвязи дисциплин) может заметно сказаться на качестве всей модели подготовки.
Изучение содержания учебных планов ведущих технических университетов мира свидетельствует о неуклонной эволюции модели подготовки инженера в сторону насыщения ее дисциплинами фундаментального, общетеоретического, исследовательского характера. За последние десятилетия из учебных планов подготовки инженеров практически исключены дисциплины описательного, рецептурного или иллюстративного характера [1]. Учитывая этот опыт, следует заключить, что в числе общепрофессиональных дисциплин в качестве опорных должны быть оставлены только те, которые отличаются очевидной, ярко выраженной фундаментальностью.
В частности, для учебного плана подготовки инженеров специальности «Информационные технологии в образовании» такой общепрофессиональной дисциплиной, очевидно, следует признать дисциплину Теория информационных процессов и систем.
К числу опорных специальных дисциплин в учебном плане подготовки инженеров специальности «Информационные технологии в образовании» относятся такие, как Введение в специальность, Психолого-педагогические основы проектирования информационных систем в образовании, Мультимедиа технологии в образовании, Проектирование информационных систем в образовании, Проектирование специализированных баз данных и сред для образования.
Перечисленные опорные дисциплины образуют, по выражению академика РАО В.С. Леднева [2], так называемую сквозную линию образования.
Существенно, что при составлении структурно-динамической модели подготовки инженеров специальности «Информационные технологии в образовании» особое внимание было обращено на дополнение сквозной линии образования серьезной научно-исследовательской работой студентов. С этой целью при кафедре технологий профессионального обучения создана и функционирует уже семь лет студенческая кафедра, ежегодно проводятся научно-практические конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии в образовании», по результатам этих конференций печатаются сборники докладов. Большинство выпускников кафедры к моменту защиты выпускных квалификационных работ имеют научные публикации. Их число достигает десяти, а один из выпускников кафедры технологий опубликовал в издательстве БХВ достаточно интересное руководство по трехмерной графике.
При организации этой работы учитывается, в частности, положительный опыт вузов США [1], где вузы, имеющие высокие показатели рейтинга качества, являются и крупными научными центрами страны. В этих вузах проводятся большие по объему и достаточно совершенные научные исследования, а студенты привлекаются к ним в качестве равноправных членов научно-исследовательских групп. При этом некоторый дефицит в обязательных лабораторных занятиях восполняется активным привлечение студентов к реальным научным исследованиям, широким развитием всех видов и форм учебно-исследовательской работы в рамках существующих учебных планов. Подтверждение студентом наличия у него способностей к исследовательской деятельности определяет его перевод на более высокую ступень обучения.
Описанный в работе [1] алгоритм структуры учебных планов позволяет строить оптимальную типовую модель, исходя из любых заданных временных параметров, выраженных в часах в неделю или в часах аудиторных занятий за весь период обучения.
Сетевые графики учебного процесса имеют большие преимущества по сравнению с общепринятым до последнего времени табличным вариантом. Графическая модель позволяет наглядно демонстрировать межпредметные связи, более точно определять важнейшие, так называемые опорные курсы. Как показывает опыт, при необходимости она позволяет корректировать затраты времен на более напряженных участках, формулировать и оперативно уточнять конкретные задачи учебного процесса, вносить соответствующие изменения в учебный план.
Структурно-динамическая модель фактически сочетает сетевой и оптимизированный линейный графики учебного плана. При этом сетевой график показывает технологическую последовательность прохождения учебных дисциплин и межпредметные связи, а оптимизированный линейный график характеризует суммарные затраты времени (в неделю, на каждую из дисциплин, на их циклы и виды учебной работы). За счет отражения разбивки этих затрат по семестрам она определяет также временную координату учебного процесса. Благодаря такому графическому изображению удается четко представить число учебных дисциплин, изучаемых параллельно в течение семестра, определить опорные дисциплины и их влияние на конечный результат.
Литература
1. Гонтарев Б.А. Технический университет США. Л.: ЛГУ, 1980. 124 с.
2. Леднев В.С. Содержание образования: сущность, структура, перспектива. М.: Высш. шк., 1991. 224 с.
3. Потеев М.И. Информационные технологии в образовании: Введение в специальность. СПб: СПбГУ ИТМО, 2004. 196 с.
4. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техшка, 1977. 766 с.
