Совершенствование методики обучения информационным технологиям в педагогическом вузе на основе включения в содержание курса вопросов моделирования реальных ситуаций в информационной деятельности человека

Актуальность. Информатика как одна из фундаментальных областей научного знания, формирует системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучает информационные процессы и является образовательным фундаментом для решения задач многих специальностей, опирающихся на использование информационных технологий.

Это в частности подчеркнуто в национальном докладе Российской Федерации Международному конгрессу «Информатика в образовании» (1996 год).

В настоящее время информатика расширяет свою предметную область — из технологической дисциплины о методах и средствах обработки данных она превращается в фундаментальную науку об информации и информационных процессах не только в технических системах, но так же в природе и обществе.

Вокруг информатики формируется целый комплекс новых направлений научных исследований, в том числе социальная информатика (наука о процессах информатизации общества).

Согласно К. К. Колину, можно выделить следующие современные тенденции развития информатики:

— рост общенаучного значения информационного подхода как фундаментального метода научного познания;

— развитие общей теории информации, которая станет теоретической базой для развития информатики как фундаментальной науки;

— развитие в области информационных технологий, которое характеризуется поиском эффективных методов формирования представления знаний, в том числе не четких и плохо формализуемых, и так же их использование при автоматизированном решении сложных задач в различных сферах социальной практики.

Естественно, что вузовские курсы, связанные с информатикой должны включать эти вопросы.

Значительный вклад в развитие методической системы обучения информатике в школе и в системе высшего педагогического образования внесли С. А. Бешенков, Т. А. Бороненко, А. Г. Гейн, С. Г. Григорьев, С. А. Жданов, Т. Е. Захарова, A.A. Кузнецов, Э. И. Кузнецов, М. П. Лапчик, A.C. Лесневский, О. Н. Лучко, В. И. Пугач, И. А. Румянцев, О. Г. Смолянинова, М. В. Швецкий, В. Ф. Шолохович, Е. К. Хеннер и др.

Курс информационных и телекоммуникационных технологий (ИТТ) возник в пединституте как компонент подготовки студентов в области информатики в условиях постоянно усиливающейся роли информационных технологий в обучении. Э. И. Кузнецов, Т. В. Добудько, Н. В. Сафронова и др., анализируя содержание профессиональной деятельности учителя информатики, выделили в ней целый ряд профессиональных функций, связанных с применением информационных технологий:

— обучение учащихся методам и средствам информационных технологий в курсе информатики;

— использование средств информационных технологий как средства обучения;

— организация применения информационных технологий в учебном процессе по другим учебным дисциплинам, организация и управление работой школы.

При этом, учитывая отмеченный выше многоаспектный характер использования информационных технологий, было бы целесообразно проводить изучение информационных и телекоммуникационных технологий в педвузах на реальных примерах, дающих представление о наиболее перспективных сферах использования этих технологий в современном информационном обществе.

Выделение данного курса из предметного и психолого-педагогического блока, в самостоятельную дисциплину, объясняется его мировоззренческой и профессиональной значимостью в системе подготовки специалистов в области информационных и телекоммуникационных технологий, в системе высшего педагогического образования. Актуальность изучения телекоммуникационных технологий обусловлена целым рядом обстоятельств, в том числе:

— реальным проникновением коммуникационных систем во все сферы человеческой деятельности;

— использованием компьютерных систем в дистанционном образовании;

— использованием телекоммуникационных систем в области управления учебным заведением и пр.

Подобные курсы информационных и телекоммуникационных технологий создаются во многих педагогических институтах. Этому посвящены работы Барановой Е. В., Курбацкого А. И., Лаптева В. В., Лапчика М. П., Попова В. Б, Прокудина Д. В., Пронина В. Н., Роберт И. В. и др.

Однако, как показала практика преподавания, изучение информационных технологий без решения с их помощью конкретных задач малоэффективно. Тем самым проблема данного исследования определяется противоречием между необходимостью совершенствования методики изучения информационных и телекоммуникационных технологий в пединституте, ориентированной на решение реальных задач, и отсутствием исследований в этой области.

Для того чтобы эффективно применять информационные технологии, в частности в социальной сфере необходима такая методика изучения информационных и телекоммуникационных технологий, которая бы в своей основе имела методы, стимулирующие изучение той или иной технологии, в зависимости от профиля информационной деятельности. В этом случае можно использовать проблемные ситуации (задачи) социальной информатики. Обычно задачи такого типа представляют собой некоторое описательное представление проблемы, из которого необходимо выделить нужную информацию, найти дополнительную, определить способ решения и представления результатов для их последующего анализа.

Из анализа литературы по проблемам подготовки педагогических кадров в области информатики и информационных технологий видно, что направления исследований касаются: базовой подготовки будущих учителей информатики, включения курсов информатики и информационных технологий в систему обучения учителей других специальностей, методической системы подготовки будущих учителей к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности. Однако некоторые вопросы, касающиеся введения новых, оригинальных методик, основывающихся на моделировании реальных ситуаций в современном информационном обществе, использующих отечественный и зарубежный опыт, использования ИТТ как инструмента познания, средство для организации научноисследовательской работы освещены недостаточно.

Объект исследования — методика изучения информационных и телекоммуникационных технологий в пединституте.

Предмет исследования — совершенствование методики изучения курса информационных и телекоммуникационных технологий в педагогическом ВУЗе, путем включения элементов моделирования реальных ситуаций в современном информационном обществе.

Цель исследования определить принципы построения методики изучения ИТТ в пединституте на основе моделирования реальных информационных процессов в различных сферах деятельности человека и разработать методику изучения ИТТ с использованием моделей из различных гуманитарных областей (экономика, искусство и др.).

Гипотеза исследования. Если методика преподавания курса информационных и телекоммуникационных технологий будет основываться на методах моделирования реальных ситуаций в современном информационном обществе, то это обеспечит более эффективную подготовку студентов педагогических вузов, и даст им более широкое представление о предмете и методах самой дисциплины информатики.

Задачи исследования:

• провести анализ психолого-педагогической литературы по изучаемой проблеме;

• выделить основные виды информационной деятельности, характерные для специалистов, работающих с информацией;

• классифицировать виды программного обеспечения согласно видам информационной деятельности;

• разработать систему проектов по курсу ИТТ из конкретной сферы деятельности (экономика, искусство), соотнесенных с выделенными видами информационной деятельности и информационными технологиями;

• разработать учебно-методическое сопровождение курса, способное функционировать в среде Intranet;

• осуществить экспериментальную проверку эффективности курса.

Методы исследования: анализ психолого-педагогической, философской и специальной литературы по проблеме исследованияметоды системного анализаанализ обобщенного и собственного педагогического опыта преподавания курса информационных и телекоммуникационных технологий и специализированных курсов в педвузе для студентов специальностей информатика и экономикапсихолого-педагогический анализ учебного процесса и учебно-познавательной деятельности учащихсяметод эксперимента при апробации содержания курса в учебном процессеметоды математической статистики.

Научная новизна исследования заключается в определении принципов построения методики изучения курса ИТТ, на основе использования реальных информационных задач из конкретных областей (например, экономика) и реальных ситуаций.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработана методика преподавания курса информационных и телекоммуникационных технологий для студентов педагогических вузов, основанная на методах моделирования реальных ситуаций в современном информационном обществеразработаны методические материалы курса, способные действовать в среде Intranet, внедрены в учебный процесс КГПУ, в курсы обучения информатике в школах г. Красноярска.

На защиту выносятся:

• принципы построения методики и методика преподавания курса «Информационные и телекоммуникационные технологии», в системе высшего педагогического образования, основанная на моделировании реальных ситуаций в современном информационном обществе;

• методы использования Intranet для учебно-методического сопровождения курса «Информационные и телекоммуникационные технологии» .

Апробация материалов исследования. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях: «Применение новых компьютерных технологий в образовании» (г. Троицк, 1995), ИТО-98, ИТО-98/99 (г. Москва, 1999) — всероссийской конференции: «Новые компьютерные технологии в педагогическом образовании» РегИнформ-99 (г. Пермь, 1999) — региональной конференции «Проблемы информатизации региона -99» (г. Красноярск, 1999), научно-методических семинарах Института математики, физики и информатики КГПУ.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась опорой на выводы исследователей в области дидактики и психологии, использованием научно-обоснованных методов с опорой на основополагающие теоретические положения, последовательным проведением педагогического эксперимента, использованием математических методов обработки результатов и педагогических критериев их качественной интерпретации.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс Красноярского педагогического университета, ряда школ г. Красноярска. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложений.

Выводы по второй главе:

Построение методики преподавания курса «Информационных и телекоммуникационных технологий» на принципах:

— реализации межпредметных связей в рамках предметных областей информатики и гуманитарных дисциплин.

— использования активных методов обучения, направленных на развитие творческих способностей студентов и проектирования учебной деятельности студентов в соответствии с основными видами профессиональной информационной деятельности.

— включения реальных ситуаций информационной деятельности человека в содержание заданий, примеров, проектов и CASEob.

— использования ресурсов локальной сети Intranet образовательного учреждения. обеспечит эффективную подготовку студентов педагогических вузов в области информационных и телекоммуникационных технологий, даст более широкое представление об основной категории информатики — информации и видах информационной деятельности.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

Задача проводимого педагогического эксперимента заключалась в проверке разработанной методической системы преподавания курса информационных и телекоммуникационных технологий на основе включение вопросов моделирования реальных ситуаций в информационной деятельности человека, включающих метод Case Study, компьютерного моделирования экономических ситуаций, определения его эффективности в обучении студентов по специальности информатика. Для этого необходимо было определить недостатки в подготовке студентов в области информационных и телекоммуникационных технологий и разработать методику ее совершенствования.

В ходе исследования было выявлено, что подготовка студентов * в области информационных и телекоммуникационных технологиях осуществлялась не достаточно эффективно, так как в основном была направлена на освоение конкретных механизмов функционирования того или иного программного обеспечения. Задания, выполняемые студентами, не имели конкретной предметной направленности, были оторваны от других дисциплин подготовки студентов. Студенты, достаточно хорошо освоившие современные информационные и телекоммуникационные технологии зачастую не могли применять их при решении поставленных реальных задач.

Оценка результатов педагогического эксперимента проводилась в процентной и качественной формах, при анкетировании студентов, опросах, наблюдениях за деятельностью преподавателя и студентов.

Целью педагогического эксперимента являлось проведение занятий по курсу информационные и телекоммуникационных технологии на основе методов моделирования реальных ситуаций информационной деятельности.

На этом этапе решались следующие задачи: определение критериев эффективности обучения информационным и телекоммуникационным технологиям и дисциплинам гуманитарного блока по разработанной методикепроверка эффективности разработанной и скорректированной методики обучения новым информационным технологиям студентов на основе методов моделирования реальных ситуаций информационной деятельности.

Принципиальным при определении методики проведения обучающего эксперимента были вопросы о возможности сравнения усвоенного материала в экспериментальной и контрольной группе. Правомерность сравнения определялась тем, что в обеих группах занятия проводились по одним и тем же темамколичество часов, отводимых на освоение материала, было одинаковым. Разница была лишь в методе обучения. Обучение в экспериментальной группе основывалось на методах моделирования реальных ситуаций профессиональной деятельности (метод Case Study, моделирования) и реализации межпредметных связей с дисциплинами гуманитарного блока.

Методика оценки эффективности.

В процессе оценки эффективности был использован подход, основанный на использовании вероятностных методов, базирующихся на элементах теории случайных функций и математических методах статистики.

В результате обучения обучаемый получает определенную сумму знаний, необходимых ему для дальнейшей деятельности. Будем считать, что конечной целью обучения является достижение требуемого уровня знаний или степени обученности. Уровень знания можно использовать в качестве критерия, характеризующего состояние обучаемой системы. Пусть система в процессе обучения проходит ряд промежуточных состояний 0,1,2,., i,., к, каждое из которых характеризуется определенным уровнем знаний:

Po р 1 р 2 р 3 pi pk об 5 Об) ГОб 5 Г об >.5 Об Э. ГОб «.

Уровень знаний может быть описан Nмерным вектором вероятностей состояния системы:

Роб' = Роб’СГь г2, Гз> • • ri> • • •> гп),.

Где т{ (1=1,., п) — компоненты векторы, каждая из которых количественно выражает определенные свойства обучаемой системы в данный момент времени. Пусть переход системы из состояния ав состояние ai+i совершается в результате ввода в нее определенного количества информации Sj. Уровень знаний при этом.

Роб1+1 = F (Р0б) Sj),.

Определяется Р0б' и Sj — предыдущим состоянием системы.

Степень обученности определяется предъявлением системе к вопросов и результатами анализа реакции системы на вопрос. Критерием степени обученности Р0б можно считать степень соответствия правильной информации, содержащейся в ответе системы на i — вопрос (Х-):

Р0б1 = F (Xj, Xj), где X- - системная информация.

Степень обученности может характеризоваться частотой правильных ответов (статистической вероятностью) m/n, где mусвоенные вопросы, п — общее число вопросов. Оценка безошибочности работы обучаемого.

Р+о (Т3)= 1 «По (Т3)/Ы0,.

Где п0 (Т3) — число ошибок за время Т3, сделанных N0 обучаемыми, и вероятности безошибочной работы группы обучаемых.

Р*го (Тз)=1-Пго (Т3)/Мго, где пг0 (Т3) — число групп, дающих ошибку, 1ЧГ0 — число всех групп. Система баллов является наиболее распространенной при оценке обучения. Если обучаемый получил I при Мбальной шкале, то с известным приближением можно сказать, что вероятность того, что обучаемый выполнит задачу к которой готовился, равна Роб= 1/Ы, Роб изменяется в пределах от 0 до 1.

Таким образом, сравнивая Роб для контрольной и экспериментальной групп, можно оценить эффективность и интенсифицирующий эффект применения активных методов обучения в курсе информационных технологий для студентов сдвоенных специальностей информатика и экономика, для изучения как информационных технологий так и экономических понятий и законов.

В качестве критерия обычно используется Р го. Однако Роб, усредненное по количеству обучаемых, лучше отражает эффективность как ее количественная характеристика.

Обобщенный результат по уровневой обученности студентов.

ОцениГлубина ЭффекУмение Навыки ИспольАналитичес Уровень ваемые знании по тиввыдепоиска зование кие умения творчепарапредмету ность лять дополниИТТ ства в метры разрабо сущесттельной подходе тайных венную информак разраалгоинфорции ботке ритмов мацию модели задач.

Роб' Роб2 Роб' Роб4 Роб5 р 6 г об Роб7.

Контроль- 0,710 0,740 0,700 0,690 0,670 0,670 0,710 ная группа.

Эксперимент. 0,82 0,79 0,82 0,82 0,84 0,81 0,78.

Группа.

Где Р0б — степени обученности.

Графическое представления результата поуровненвой обученности студентов (рис. 1).

1 Г.

Результатом обучения студентов стало: повышение мотивации обучения формирование умений устанавливать межпредметные связи обучение навыкам использования современных информационных технологий.

Однако не только уровень обученности показывает эффективность применения предлагаемой методики. Участие студентов в научно-практических конференциях, профессиональная направленность обучения, выбор научно-исследовательских работ студентов, связанных с использованием информационных технологий в экономике позволяет увеличить мотивацию к изучению дисциплин предметного блока, в частности экономики, способствует росту творческой активности.

Предложенная методика обучения информационным и телекоммуникационным технологиям на основе включения в содержание курса вопросов моделирования реальных ситуаций в информационной деятельности человека способствует формированию у учащихся целостной научной картины действительности. Кроме того, полученные навыки использования современных информационных и телекоммуникационных технологий позволят будущим учителям применять их в своей профессиональной деятельности. Обучение построено так, чтобы каждый студент имел возможность работать как в группе, так и индивидуально.

Для того чтобы, проконтролировать, повышение интереса студентов к изучаемым разделам экономики после прохождения было проведено анкетирование. Результат анкетирования показан в таблице 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В результате проведенного исследования были решены следующие задачи:

1. Проанализировано содержание и методика постановки курса ИТТ. Выделены основные принципы построения данного курса, базирующегося на включении вопросов моделирования реальных ситуаций в информационной деятельности человека.

2. Выделены основные виды информационной деятельности будущего педагога.

3. Проведена классификация программного обеспечения согласно видам информационной деятельности.

4. Разработана и апробована на практике система проектов по курсу ИТТ на основе моделирования реальных ситуаций в информационной деятельности человека.

5. Разработаны учебно-методические материалы в поддержку курса.

6. Материалы представлены в виде учебных пособий и в электронном варианте учебно-методического сайта для локальной сети Intranet.

7. Разработана и апробована на практике методика преподавания курса ИТТ для студентов педагогического вуза, базирующегося на использовании Intranet ресурсов образовательного учреждения. Данная методика внедрена в учебный процесс Красноярского государственного педагогического университета.