Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по педагогике

На правах рукописи

ЗАЙЦЕВА Ольга Николаевна

МНОГОПРОФИЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДГОТОВКА БАКАЛАВРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА)

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Йошкар-Ола - 2012

Работа выполнена на кафедре информатики и прикладной математики ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет

Научный консультант: доктор педагогических наук, профессор Нуриев Наиль Кашапович

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор Мерлина Надежда Ивановна доктор педагогических наук, профессор Салехова Ляйля Леонардовна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Тольяттинский государственный университет

Защита состоится 11 мая 2012 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.116.03 при ФГБОУ ВПО Марийский государственный университет по адресу: 424002, Республика Марий Эл, г.

Йошкар-Ола, ул. Кремлевская, д. 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Марийский государственный университет.

Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте ФГБОУ ВПО Марийский государственный университет 10 апреля 2012 г.

Режим доступа //www.marsu.ru.

Автореферат разослан 10 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор педагогических наук, профессор С.А.Арефьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В современных условиях информационного общества, в котором наблюдаются явления непрерывного обновления техносферы, линформационный взрыв, необходимы инженеры, умело использующие при решении производственных задач информационные технологии.

Данная позиция отражена в Национальной доктрине образования Российской Федерации до 2025 года, где в качестве одной из приоритетных задач развития отечественной системы образования указывается обеспечение подготовки высокообразованных людей и компетентных специалистов, способных к профессиональному росту и профессиональной мобильности в условиях информатизации общества. Соответственно актуальной задачей высшего профессионального образования становится подготовка бакалавров технологических направлений, владеющих существующими и готовыми овладевать новыми информационными технологиями для успешной профессиональной деятельности.

Появление национальных исследовательских университетов, которые осуществляют подготовку бакалавров и магистров на основе компетентностного подхода в соответствии со стандартами третьего поколения, связано с решением данной задачи, предполагающей выявление и реализацию эффективных педагогических условий многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

Степень разработанности проблемы. Идеи компетентностного подхода рассматриваются П.Я. Гальпериным, Дж. Дьюи, В.В. Краевским, Н.В.

Кузьминой, И.Я. Лернером, М.Н. Скаткиным, Г.П. Щедровицким, И.А. Зимней, М.А. Петуховым, Г.В. Мухаметзяновой и др.

Теории формирования профессиональной компетентности будущего специалиста рассматриваются в работах В.И. Байденко, А.С. Белкина, Л.И.

Гурье, Э.Ф. Зеера, А.К. Марковой, В.А. Сластенина, Г.С. Трофимовой, Ю.Г.

Татура и др.

Проблемам профессионального образования инженеров посвящены работы А.А. Кирсанова, В.М. Жураковского, Н.К. Нуриева, Ю.Г. Фокина, Н.И.

Воропаева, Н.Р. Галиуллова, Т.М. Коровиной, Т.Ю. Ломакиной, О.В. Читаевой и др.

Проблема формирования информационно-компьютерной подготовки в вузе нашла отражение в работах К.А. Климова, Г.И. Кириловой, М.Н.

Капрановой и др.

Признавая неоспоримую теоретическую и практическую значимость данных исследований, следует отметить недостаточную разработанность теоретических и научно-методических основ формирования информационнокомпьютерной компетентности бакалавров технологических направлений.

Анализ литературы по проблеме исследования показал, что для качественной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений необходимо разрешить противоречия:

между быстрым ростом сложности организации и содержания продуктов программной инженерии и ограниченностью времени подготовки в рамках дисциплин, связанных с информационно-компьютерной подготовкой;

между увеличивающимся объемом подлежащей усвоению информации для обеспечения компетенций в соответствии с новыми образовательными стандартами и дефицитом аудиторного времени;

между необходимостью развития способностей к исследовательской деятельности для обучения бакалавра в национальном исследовательском университете и неразработанностью соответствующей технологии обучения;

между необходимостью развития способностей к информационнокомпьютерной деятельности для формирования информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений и отсутствием целостной системы многопрофильной информационно-компьютерной подготовки, развивающей эти способности.

Эти частные противоречия конкретизируются в общем противоречии между необходимостью формирования информационно-компьютерной компетентности как важной составляющей профессиональной компетентности бакалавров и отсутствием модели и педагогических условий многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений. Под многопрофильной информационно-компьютерной подготовкой бакалавров технологических направлений мы понимаем подготовку в рамках дисциплины Информатика, нацеленную на формирование информационно-компьютерной компетентности при развитии профессиональных компетенций бакалавров с учетом как отдельных направлений, так и входящих в них профилей.

Указанные противоречия обусловили постановку проблемы исследования:

каковы модель и педагогические условия многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в вузе.

Важность и актуальность поставленной проблемы, ее недостаточная теоретическая и практическая разработанность, поиск путей решения выявленных противоречий обусловили выбор темы исследования:

Многопрофильная информационно-компьютерная подготовка бакалавров технологических направлений (на примере национального исследовательского университета).

Цель исследования - разработать модель, выявить, теоретически обосновать и экспериментально проверить педагогические условия многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в вузе.

Объект исследования - процесс профессиональной подготовки бакалавров технологических направлений в условиях высшей школы.

Предмет исследования - многопрофильная информационнокомпьютерная подготовка бакалавров технологических направлений в условиях высшего профессионального образования.

Гипотеза исследования. Многопрофильная информационнокомпьютерная подготовка бакалавров технологических направлений в вузе будет успешной, если:

раскрыты сущность и структура информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений, определены показатели и охарактеризованы уровни ее сформированности;

разработана и внедрена модель многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений на основе компетентностного и проектно-деятельностного подходов;

реализованы следующие педагогические условия:

структурирование содержания многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в виде универсальной системы модулей с выделением фундаментальных и профессионально-значимых модулей, включающих классифицированную по содержанию, развитию проектно-конструктивных способностей, сложности базу задач для составления учебно-проектных заданий, и электронное представление модулей на базе системы дистанционного обучения Moodle;

организация дидактического процесса многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в виде технологии развития проектно-конструктивных способностей, основанной на выполнении разноуровневых учебно-проектных заданий с виртуальной поддержкой самостоятельной работы студентов;

организация мониторинга формирования информационнокомпьютерной компетентности бакалавров технологических направлений в рамках дисциплины Информатика на основе балльно-рейтинговой системы оценки учебных достижений.

Согласно цели, предмету и выдвинутой гипотезе в работе решаются следующие задачи:

1. На основе изучения литературы по теме исследования, анализа основных тенденций информационно-компьютерной подготовки студентов в условиях развития инженерного образования раскрыть сущность и структуру информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений; определить показатели, с учетом которых охарактеризовать уровни ее сформированности.

2. Разработать модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

3. Выявить и теоретически обосновать педагогические условия многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в вузе.

4. Экспериментально проверить эффективность разработанной модели и педагогических условий многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

Методологическую основу исследования составили фундаментальные положения диалектики о всеобщей связи, взаимообусловленности и целостности явлений; о единстве теории и практики; о единстве эмпирического и теоретического в научном исследовании.

Теоретической базой исследования являются идеи компетентностного подхода (И.А. Банько, В.И. Байденко, И.А. Зимняя, Г.И. Ибрагимов, М.А.

Петухов, А.В. Хуторский и др.); идеи проектно-деятельностного подхода (С.Г.

Дьяконов, В.Г. Иванов, Н.К. Нуриев, А.Р. Тузиков и др.); инновационного подхода к организации информационных ресурсов и проектированию технологий поддержки учебного процесса (А.А. Андреев, В.И. Андреев, В.П.

Беспалько, Л.И.Гурье, А.А. Кирсанов, Н.К. Нуриев, А.З. Рахимов и др.); теории проблемного обучения (И.Я. Лернер, В.Оконь, М.И. Махмутов и др.);

индивидуализации и личностно-ориентированного подхода (А.А. Кирсанов, В.В. Сериков и др.); теории опережающего обучения (Л.С. Выготский, Л.В.

Занков и др.); модульного и концентрированного обучения (С.Я. Батышев, Г.И.Ибрагимов, В.В.Краевский, И.Я. Лернер, М.А. Чошанов, П.А. Юцявичене и др.);

интенсификации обучения (И.П.Волков, Е.И.Пассов, И.В. Трайнев, В.Ф.Шаталов и др.); формирования компетентности выпускника на основе развития проектноконструктивных способностей (Н.К. Нуриев, С.Д. Старыгина и др.).

Для решения поставленных задач и проверки исходных положений использовались следующие методы исследования: системный анализ психолого-педагогической, социально-экономической, научно-методической литературы, содержания сайтов и порталов Web - сети по теме исследования;

анализ федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, учебно-программной документации и других нормативных документов, регламентирующих требования к уровню усвоения профессиональных знаний, умений и навыков для бакалавров; анализ, синтез, сравнение полученной информации; анализ и обобщение опыта преподавания информатики в высшей школе; методы моделирования и педагогического проектирования; педагогический эксперимент; методы педагогической диагностики: тестирование, наблюдение, анкетирование, беседа, анализ результатов входного, текущего, итогового контроля; методы математической статистики.

Опытно-экспериментальная база исследования - ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет.

Эксперимент проводился в процессе обучения студентов первого курса института полимеров, института легкой промышленности, моды и дизайна, инженерного химико-технологического института ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет по дисциплине Информатика. Всего в эксперименте участвовало 529 студентов и 3 преподавателя вуза.

Этапы исследования. Диссертационное исследование проводилось с 20по 2012 годы в три этапа.

Первый этап (2009-2010 гг.) - подготовительный - включал теоретическое осмысление и обоснование проблемы, цели, задач исследования; выдвижение гипотезы исследования, разработку инструментария ее проверки; изучение и анализ философской, психолого-педагогической и методологической литературы по проблеме исследования; изучение и обобщение педагогического опыта современной системы высшего профессионального образования; выявление педагогических условий многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений; выполнение констатирующей части эксперимента.

Второй этап (2010 - 2011 г.г.) - моделирующий. Разработка и реализация модели многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений; реализация педагогических условий многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений; выполнение формирующей части эксперимента, проверка эффективности реализации.

Третий этап (2011 - 2012 г.г.) - корректирующий и завершающий - был посвящен подведению итогов эксперимента и включал теоретическое осмысление, количественный и качественный анализ, обобщение и описание результатов опытно-экспериментальной работы и проведенного исследования в целом, оформление текста диссертации.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

1) раскрыты сущность и структура информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений как профессионального качества бакалавра, определяемого уровнем полноты и целостности информационно-компьютерных знаний и уровнем развития проектно-конструктивных способностей, достаточных для решения задач из области профессиональной деятельности;

2) разработана и апробирована модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений на основе компетентностного и проектно-деятельностного подходов, включающая цель, результат, методологическую, содержательную и технологическую составляющие;

3) выявлены и научно обоснованы педагогические условия многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений:

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты вносят определенный вклад в теорию и методику профессионального образования. В работе раскрыты сущность и структура информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений; определены показатели и охарактеризованы уровни ее сформированности; выявлены и научно обоснованы педагогические условия многопрофильной информационно-компьютерной подготовки, нацеленной на формирование информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений; разработана модель данного процесса;

теоретически обоснована необходимость применения проектнодеятельностного и компетентностного подходов в процессе подготовки бакалавров технологических направлений.

Результаты исследования могут служить теоретической основой для дальнейшей разработки проблемы информационно-компьютерного образования в высшей школе.

Практическая значимость исследования состоит в разработке и внедрении в учебный процесс вуза модели и педагогических условий многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений, учебно-методического комплекса по дисциплине Информатика, виртуальной поддержки студентов и преподавателя в виртуальном кабинете преподавателя, разработанного на базе системы дистанционного обучения Moodle, базы задач и разноуровневых учебно-проектных заданий, тестов входного контроля и контроля полученных знаний с целью развития проектно-конструктивных способностей.

Материалы исследования могут быть использованы в образовательном процессе высших учебных заведений и в системе подготовки и повышения квалификации педагогических кадров.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются опорой на фундаментальные исследования в области педагогики, методологии и методики преподавания Информатики, опыт кафедры информатики и прикладной математики ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет, а также данными экспериментальной проверки эффективности внедрения разработанной модели многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Информационно-компьютерная компетентность бакалавров технологических направлений - это профессиональное качество бакалавров, определяемое уровнем полноты и целостности информационно-компьютерных знаний и уровнем развития проектно-конструктивных способностей, достаточных для решения задач из области профессиональной деятельности.

2. Модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений, разработанная на основе компетентностностного и проектно-деятельностного подходов в единстве целевой, методологической, содержательной, технологической и результативной составляющих, способствует эффективности данного процесса.

3. Педагогическими условиями многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений являются:

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в соответствии с основными этапами исследования в ходе теоретической и экспериментальной работы. Результаты исследования докладывались на Международной научно-технической и образовательной конференции Образование и наука - производству (Набережные Челны, 2010); на ХV и ХV Международных конференциях студентов, аспирантов, молодых ученых Ломоносов - 2010, Ломоносов - 2011 (Москва, 2010, 2011); на XIX Международной конференции Математика. Образование (Чебоксары, 2011);

на Российской школе-конференции с международным участием Математика, информатика, их приложения и роль в образовании (Москва, 2009); на отчетной научно-практической конференции Современное состояние высшего профессионального образования в России: научно-методическое обеспечение (Казань, 2009); на семинаре Педагогические основания интеграции дисциплин естественно-математического и общепрофессионального цикла (Казань, 2011).

Основные теоретические положения, выводы и результаты исследования обсуждались на научно-методических семинарах кафедры информатики и прикладной математики ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет (Казань, 2010, 2011).

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы (193 наименования) и приложений. Общий объем диссертации - 201 страница. Основное содержание диссертации изложено на 165 страницах, включает 11 таблиц, 20 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования; описывается степень разработанности проблемы; формулируются цель, задачи, объект, предмет, гипотеза исследования и положения, выносимые на защиту;

раскрываются основные этапы, научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования.

В первой главе Теоретические основы многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений на основании анализа тенденций информационно-компьютерной подготовки в условиях развития инженерного образования определена структура информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений, разработана модель, определены педагогические условия многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

Информационно-компьютерное образование бакалавров технологических направлений осуществляется в процессе изучения дисциплины Информатика и в процессе использования информационных технологий и программных средств в дисциплинах гуманитарного, социального и экономического, математического и естественно-научного, профессионального циклов.

Под многопрофильной информационно-компьютерной подготовкой бакалавров технологических направлений мы понимаем подготовку в рамках дисциплины Информатика, нацеленную на формирование информационнокомпьютерной компетентности при развитии профессиональных компетенций бакалавров с учетом как отдельных направлений, так и входящих в них профилей.

Согласно ФГОС ВПО бакалавры технологических направлений подготовки (Информационные системы и технологии, Химическая технология, Технологические машины и оборудование, Материаловедение и технологии материалов, Технология художественной обработки материалов и др.) должны обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями, связанными с их производственнотехнологической, организационно-управленческой, научно-исследовательской, инновационной, проектной деятельностью, и требующими качественной информационно-компьютерной подготовки:

владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

обладать способностью к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способностью приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук;

работать с информацией в глобальных сетях;

владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией;

составлять математические модели типовых профессиональных задач, находить способы их решения и интерпретировать профессиональный смысл полученного математического результата;

применять аналитические и численные методы решения поставленных задач, использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программ деловой сферы деятельности;

использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области, пакеты прикладных программ для расчета технологических параметров оборудования;

планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения;

использовать информационные технологии при разработке проектов.

Эти компетенции непосредственно зависят от развития проектноконструктивных (ПК) способностей бакалавров технологических направлений.

Проектно-конструктивные способности включают формализационные способности, проявляющиеся в фазах деятельности по формализации проблемы; конструктивные способности, которые проявляются в фазе конструирования алгоритма решения формализованной проблемы;

исполнительские способности, необходимые в фазе реализации решения проблемы.

Вместе с тем развитие проектно-конструктивных способностей реализуется в процессе многопрофильной информационно-компьютерной подготовки при выборе соответствующей методологической основы.

Многопрофильная информационно-компьютерная подготовка бакалавров технологических направлений нацелена на формирование информационнокомпьютерной компетентности.

Определим информационно-компьютерную компетентность бакалавра технологического направления как профессиональное качество бакалавра, которое характеризуется уровнем полноты и целостности информационнокомпьютерных знаний и уровнем развития проектно-конструктивных способностей, достаточных для решения проблем, возникающих в профессиональной деятельности бакалавра, а также для продолжения обучения на ступени магистра. Структура информационно-компьютерной компетентности бакалавра технологического направления приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура информационно-компьютерной компетентности бакалавра технологического направления подготовки Под полнотой освоения информационно-компьютерных знаний понимается овладение необходимой для решения профессиональных задач совокупностью знаний в соответствии с содержанием многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений. Под целостностью информационно-компьютерных знаний - овладение совокупностью взаимосвязей в системе полученных знаний, то есть методами решения профессиональных задач. Полнота и целостность информационно-компьютерных знаний при достаточном уровне развития проектно-конструктивных способностей определяют эффективность деятельности бакалавров технологических направлений по решению проблем из области их профессиональной деятельности и обеспечивают возможность их обучения на ступени магистра.

Под моделью многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений понимается модель инновационного обучения, содержащая цель, методологическую, содержательную, технологическую составляющие, нацеленные на результат:

сформированность информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологических направлений в рамках дисциплины Информатика (рисунок 2).

Модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений разработана на основе компетентностного и проектно-деятельностного подходов. Компетентностный подход заложен в федеральных государственных образовательных стандартах высшего профессионального образования и предполагает нацеленность на результат, значимый за пределами образования - формирование профессиональной компетентности бакалавров технологических направлений.

Рисунок 2. Модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений Проектно-деятельностный подход является синтезом деятельностного подхода и метода проектов, то есть основная идея проектно-деятельностного подхода в образовании состоит в том, что выпускник должен овладевать целостными способами деятельности, обеспечивающими обладание компетенциями, уровень развития которых позволяет вести профессиональную деятельность в условиях инновационного производства.

Проектно-деятельностный подход предполагает проектирование технологии по развитию проектно-конструктивных способностей, основанной на выполнении разноуровневых учебно-проектных заданий, в соответствии со сформированным содержанием многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

Среда опережающего обучения для многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений должна обеспечить гарантированное развитие проектно-конструктивных способностей и, в конечном счете, формирование их информационно-компьютерной компетентности.

Проектно-деятельностный и компетеностный подходы реализуются через систему принципов:

принцип модульности, в соответствии с которым содержание многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений представлено в виде универсальной системы модулей с теоретической частью, обеспечивающей полноту информационнокомпьютерных знаний для направлений и отдельных профилей, и практической частью в виде базы пофессионально-ориентированных задач для обеспечения целостности информационно-компьютерных знаний и развития проектноконструктивных способностей;

принцип оптимального сочетания фундаментальности и профессиональной направленности многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений, который реализуется через выполнение учебно-проектных заданий, ориентированных на профиль подготовки;

принципы интенсификации и концентрации обучения, которые вместе с принципами индивидуализации и самопознания являются необходимым каркасом среды опережающего обучения для эффективного развития проектноконструктивных способностей с помощью виртуальной поддержки студентов и преподавателя.

Выделены педагогические условия многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений:

структурирование содержания многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений в виде универсальной системы модулей с выделением фундаментальных и профессионально-значимых модулей, включающих классифицированную по содержанию, развитию проектно-конструктивных способностей, сложности базу задач для составления учебно-проектных заданий, и электронное представление модулей, спроектированное на базе системы дистанционного обучения Moodle;

Во второй главе Реализация многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений (на примере национального исследовательского университета) теоретически обоснованы педагогические условия многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений; проведен анализ результатов, подтверждающий эффективность их использования в многопрофильной информационно-компьютерной подготовке бакалавров технологических направлений.

Содержание программы дисциплины Информатика формировалось поэтапно:

1 этап. Составление универсальной системы модулей для многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений. Проведены:

1) анализ стандартов ФГОС ВПО относительно требований к результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата по технологическим направлениям подготовки;

2) анализ стандартов ФГОС ВПО относительно требований к знаниям и умениям по дисциплине Информатика для данных направлений и их сопоставление с результатами анализа предыдущего пункта;

3) анализ направлений профессиональной деятельности выпускников в плане приложения информационных технологий, программных и аппаратных средств.

На основе проведенного анализа составлена универсальная система модулей по дисциплине Информатика: М1 - основные понятия информации;

М2 - технические и программные средства реализации информационных процессов; М3 - компьютерные сети; М4 - информационные системы; М5 - информационные технологии; М6 - компьютерная графика; М7 - алгоритмизация и программирование; М8 - модели решения функциональных и вычислительных задач.

2 этап. Выделение фундаментальных и профессионально-значимых модулей по технологическим направлениям подготовки.

В результате проведенного анализа внутренних, межпредметных связей, используемых основных понятий и программных средств для каждого из направлений подготовки из универсальной системы модулей дисциплины Информатика выделены модули фундаментального содержания и профессионально-значимые модули. Так, по направлению подготовки 2304Информационные системы и технологии профессионально-значимыми являются модули: М2 - технические и программные средства реализации информационных процессов; М4 - информационные системы; М7 - алгоритмизация и программирование; М8 - модели решения функциональных и вычислительных задач. По направлению подготовки 240100 Химическая технология профессионально-значимыми являются модули: М2 - технические и программные средства реализации информационных процессов; М4 - информационные системы; М8 - модели решения функциональных и вычислительных задач. По направлению подготовки 100400 Туризм профессионально-значимыми являются модули: М2 - технические и программные средства реализации информационных процессов; М4 - информационные системы; М6 - компьютерная графика.

Теоретическая часть каждого модуля сформирована на основе принципа концентрации учебного материала за счет построения структурно-логических схем по каждому модулю. К тем модулям, которые не являются профессионально-значимыми, применялся принцип сжатия учебной информации.

Важной составляющей каждого модуля является база профессионально ориентированных задач, классифицированных по содержанию, развитию проектно-конструктивных способностей, уровню сложности.

По содержанию задачи классифицируются на: а) учебные задачи - задачи, в которые явно не вкладывается специальное профессиональное, межпредметное содержание; б) учебно-прикладные задачи - задачи, реализующие межпредметные связи; в) учебно-профессиональные задачи - задачи, реализующие связи с направлением и будущей специальностью студентов. По развитию проектно-конструктивных способностей задачи делятся по приоритетному развитию исполнительской, конструктивной или формализационной способностей. По уровню сложности задачи классифицируются следующим образом: 1 уровень сложности - с известным алгоритмическим способом решения; 2 уровень сложности - с неявным способом решения; 3 уровень сложности - с неизвестным способом решения.

3 этап. Составление рабочих программ по дисциплине Информатика для отдельных технологических направлений подготовки.

Составлены рабочие программы для направлений подготовки Информационные системы и технологии, Химическая технология, Туризм. При формировании рабочих программ по дисциплине Информатика мы руководствовались следующими дополнительными принципами: оптимальное сочетание теории и практики; изложение отобранного учебного материала по возрастающей сложности; педагогическая поддержка через виртуальный кабинет преподавателя.

Также следует отметить два аспекта, соответствующих опережающему характеру обучения на основе составленных рабочих программ: рабочие программы дисциплины Информатика учитывают внутреннюю логику развития информатики, ее современные практические приложения и их перспективы в связи с направлениями развития наукоемких производств; все модули содержат подмодули и учебные элементы, которые далее могут быть изучены и развиты более глубоко при магистерской подготовке или самостоятельно.

Технологическая составляющая многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений проектировалась в среде опережающего обучения на основе целевой, методологической и содержательной составляющих в виде поэтапного процесса с уровневой дифференциацией, мониторингом развития проектноконструктивных способностей на основе балльно-рейтинговой системы оценки учебных достижений студента в соответствии с принципами модульности, концентрации, индивидуализации, интенсификации обучения, самопознания.

По своей сути технологическая составляющая является технологией развития проектно-конструктивных способностей.

Технологическая схема реализации многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений (рисунок 3) отражает взаимодействие преподавателя и студента в среде опережающего обучения путем движения основной информации от преподавателя к студенту через аудиторную работу (лекции, практические занятия), через виртуальную поддержку преподавателя (оказание консультаций в режиме реального времени через виртуальный кабинет преподавателя), через рекомендации к выполнению учебно-проектных заданий.

Рисунок 3. Технологическая схема реализации многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений Процесс обучения по данной схеме предполагает минимизацию воздействий преподавателя на студента непосредственно через традиционные формы аудиторных занятий с целью увеличения самопознания у студента вследствие оказания виртуальной поддержки преподавателя.

Технология развития проектно-конструктивных способностей включает обязательную самостоятельную работу студента (самопознание) по модулям рабочей программы дисциплины Информатика. Обязательная самостоятельная работа студента связана с выполнением разноуровневых учебно-проектных заданий при переходе от первого уровня сложности с преимущественным развитием исполнительских способностей ко второму уровню сложности с преимущественным развитием конструктивных способностей и к третьему уровню сложности учебно-проектных заданий с преимущественным развитием формализационных способностей. Обратная связь происходит через контроль студента путем тестирования его по теоретической части и защиты учебно-проектных заданий. Осуществляемый контроль дает информацию об уровне сформированности информационнокомпьютерной компетентности студента в рамках дисциплины Информатика.

Критерии оценки сформированности информационно-компьютерной компетентности студента в рамках дисциплины Информатика составлены на 1,1 1,2 1,3 П / - 2,1 2,2 2, основе матрицы уровней в соответствии с таблицей 3,1 3,2 3, 1, в которой для организации балльно-рейтингового контроля учебных достижений (уровня развития информационно-компьютерной компетентности) мы обозначили три уровня полноты знаний и три уровня целостности знаний, интеграция которых будет определять полноту и целостность знаний по дисциплине Информатика.

Таблица Уровни полноты и целостности знаний, определяющие полноту и целостность знаний по дисциплине Информатика Уровни Полнота (П) Целостность (Ц) Основные понятия, Решение стандартных учебных формулировки основных задач с известным алгоритмом определений, свойств, способа решения классификаций.

Умение использовать для решения Развернутые определения задач из профессиональной базовых понятий области стандартных моделей и алгоритмов решения Знания 2 уровня + Умение строить и исследовать самостоятельно изученные модели объектов, процессов, дополнительные разделы явлений и систем, активная информатики самостоятельность познания рст kст рст По результатам рейтинга в семестре, где - баллы, полученные n студентом за семестр, n - максимальное количество баллов по правилам, введенным в ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет, определены пять уровней полноты, целостности информационно-компьютерных знаний и развития проектноконструктивных способностей в процессе многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

kст I уровень: 0<0,5. Очень низкий уровень полноты и целостности информационно-компьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей. Не соответствует матрице уровней. Соответствует оценке неудовлетворительно.

0,5kст 0,II уровень:. Низкий уровень полноты и целостности информационно-компьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей. Соответствует деятельности по решению простых стандартных задач с приоритетным развитием исполнительских способностей.

Соответствует (1,1) в матрице уровней. Соответствует оценке лудовлетворительно.

0,7kст 0,III уровень:. Средний уровень полноты и целостности информационно-компьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей. Соответствует деятельности по решению простых стандартных задач с приоритетным развитием исполнительских и конструктивных способностей ((1,2), (2,1) в матрице уровней). Соответствует оценке хорошо.

0,9kст IV уровень:. Высокий уровень полноты и целостности информационно-компьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей. Соответствует деятельности по решению нестандартных задач с приоритетным развитием конструктивных, формализационных способностей ((2,3), (3,2) в матрице уровней). Соответствует оценке лотлично.

kст V уровень:. Очень высокий уровень полноты и целостности информационно-компьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей. Соответствует деятельности по решению сложных нестандартных задач с приоритетным развитием формализационных способностей ((3,3) в матрице уровней). Соответствует оценке лотлично.

Данный уровень дополнительно введен для студентов, достигших IV уровня, широко использующих возможности информационных технологий и программных средств в различных видах учебной деятельности: при решении нестандартных задач, написании рефератов и докладов, подготовке научных материалов конференций, круглых столов, семинаров и симпозиумов.

С целью проверки эффективности многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений с 2009 по 2012 годы для направлений подготовки 230400 Информационные системы и технологии, 100400 Туризм института технологий легкой промышленности, моды и дизайна, направления подготовки 240100 Химическая технология, института полимеров и инженерного химико-технологического института ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет проводился педагогический эксперимент, подразделяющийся на констатирующий, формирующий и завершающий этапы. Всего в эксперименте участвовало 529 студентов контрольной и экспериментальной групп и преподавателя.

В контрольных группах обучение велось по традиционной методике, в экспериментальных - согласно модели и педагогическим условиям многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

В течение семестра с помощью диагностических карт отслеживалась динамика изменения уровней полноты, целостности информационнокомпьютерных знаний и развития проектно-конструктивных способностей.

Диагностические карты были построены в виде лепестковых диаграмм, в которых по лучам с центром в начале координат отмечались ступени полноты и целостности информационно-компьютерных знаний и уровня развития проектно-конструктивных способностей студентов при выполнении текущего и итогового контроля, а по окружности - номера студентов по списку.

На рисунке 4 показано распределение студентов контрольных и экспериментальных групп ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет по уровням полноты, целостности информационно-компьютерных знаний и развития проектноконструктивных способностей в результате входного и итогового контроля.

Входной контроль Итоговый контроль 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Уровни Уровни контрольная группа экспериментальная группа контрольная группа экспериментальная группа Рисунок 4. Полигоны частот входного и итогового контролей контрольных и экспериментальных групп В результате проведенного эксперимента выявлено следующее:

1. Наблюдается положительная динамика у студентов экспериментальных групп - повышение уровней полноты и целостности информационнокомпьютерных знаний, развития проектно-конструктивных способностей как минимум на один уровень у 76% студентов.

2. Констатируется эффективность организации дидактического процесса в экспериментальных группах, в которых более чем у 75% студентов сформирована информационно-компьютерная компетентность в рамках дисциплины Информатика соответствующего уровня.

3. Сравнение с контрольными группами показывает, что с надежностью 95% (критерии Фишера, Крамера-Уэлча) при одинаковых входных результатах (полнота и целостность информационно-компьютерных знаний, развитие Количество студентов Количество студентов проектно-конструктивных способностей) итоговые результаты выше у студентов экспериментальных групп.

Таким образом, полученные в ходе экспериментальной работы данные позволяют сделать вывод об эффективности разработанной нами модели и выявленных педагогических условий многопрофильной информационнокомпьютерной подготовки бакалавров технологических направлений.

В заключении диссертации изложены основные выводы по результатам исследования, которые подтверждают гипотезу и положения, выносимые на защиту:

1) Под информационно-компьютерной компетентностью бакалавра технологического направления понимается профессиональное качество бакалавра, которое характеризуется уровнем полноты и целостности информационно-компьютерных знаний и уровнем развития проектноконструктивных способностей, достаточных для решения проблем, возникающих в профессиональной деятельности бакалавра, а также для продолжения обучения на ступени магистра.

Под многопрофильной информационно-компьютерной подготовкой бакалавров технологических направлений мы понимаем подготовку в рамках дисциплины Информатика, нацеленную на формирование информационнокомпьютерной компетентности при развитии профессиональных компетенций бакалавров технологических направлений с учетом как отдельных направлений, так и входящих в них профилей.

2) Модель многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений имеет целью формирование информационно-компьютерной компетентности в рамках дисциплины Информатика и разработана на основе компетентностного и проектнодеятельностного подходов в единстве целевой, методологической, содержательной, технологической, результативной составляющих.

3) Педагогическими условиями эффективной многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений являются:

4) Эффективность разработанной модели многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений была подтверждена в ходе педагогического эксперимента, что позволило внедрить ее в учебный процесс, организованный в ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет.

5) Проведенный эксперимент позволил установить положительное влияние реализованных педагогических условий на эффективность многопрофильной информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологических направлений (на примере национального исследовательского университета).

Дальнейшее направление исследования проблемы может быть связано с изучением профессионально-ориентированной информационно-компьютерной подготовки магистров.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

Статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ Зайцева, О.Н. Информационно-компьютерная подготовка бакалавров технологического направления на основе проектно-деятельностного подхода / О.Н. Зайцева // Образование и саморазвитие. - 2009. - № 6 (16). - С. 44-50. (0,п.л.) Зайцева, О.Н. Технология информационно-компьютерной подготовки компетентных бакалавров по направлению химическая технология (технология полимерных и композиционных материалов) / О.Н. Зайцева // Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - № 11. - С. 406-410. (0,п.л.) Зайцева, О.Н. Университет как инновационная площадка для подготовки способных к инноватике инженеров / О.Н. Зайцева, Н.К. Нуриев, Л.Н.

Журбенко, С.Д. Старыгина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - № 12. - С. 250-256. (0,8/0,2 п.л.) Зайцева, О.Н. Организация информационно-компьютерной подготовки бакалавров по направлению химическая технология (технология полимерных и композиционных материалов) в национальном исследовательском университете / О.Н. Зайцева // Educational Technology & Society. - 2010. - V13.

- № 4. - С. 347-357. (0,75 п.л.) Публикации в других научных изданиях Зайцева, О.Н. Информационно-компьютерная подготовка бакалавров в условиях компетентностного подхода / О.Н. Зайцева // Наука и практика:

проблемы, идеи, инновации: материалы IV международной научнопрактической конференции; под редакцией А.А. Нуруллина. - Чистополь:

ИНЭКА, 2009 ЦС. 98-99. (0,25 п.л.) Зайцева, О.Н. Формирование информационно-компьютерной компетентности бакалавров технологического направления / О.Н. Зайцева // Тезисы докладов Российской конференции Математика, информатика, их приложения и роль в образовании. - М.:РУДН, 2009. ЦС. 321-324. (0,25 п.л.) Зайцева, О.Н. Проектирование информационно-компьютерной подготовки бакалавров технологического направления / О.Н. Зайцева // Educational Technology & Society. - 2009. - V12. - №4. (0,8 п.л.) Зайцева, О.Н. Модель формирования информационно-компьютерной компетентности будущих инженеров в вузе / О.Н. Зайцева // Образование и наука - производству: сборник трудов международной научно-технической и образовательной конференции. - Набережные Челны: Изд-во Камской госуд.

инж.-экон. акад., 2010. - Ч. 2. - С. 61-64. (0,2 п.л.) Зайцева, О.Н. Дидактическая система формирования информационнокомпьютерной компетентности бакалавров технологического направления / О.Н. Зайцева // Ломоносов - 2010: материалы ХV международной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых. - Москва: МАКС ПРЕСС, 2010. (0,15 п.л.) Зайцева, О.Н. Условия организации информационно-компьютерной подготовки бакалавров в национальном исследовательском университете / О.Н.

Зайцева // Ломоносов - 2011: материалы ХV международной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых. - Москва: МГУ, 2011. (0,15 п.л.) Зайцева, О.Н. Информационно-компьютерная подготовка бакалавров в национальном исследовательском университете / О.Н. Зайцева // Математика.

Образование: материалы ХХ международной конференций. - Чебоксары: Издво Чуваш. ун-та, 2011. - С. 316-317. (0,1 п.л.) Учебно-методические работы Зайцева, О.Н. Математические методы в приложениях.

Математическое программирование. Тензорная алгебра: учебное пособие / О.Н.

Зайцева, Л.Н. Журбенко, А.Н. Нуриев; М-во образ. и науки России, Казан. нац.

исслед. технол. ун-т. - Казань: КНИТУ, 2011. - 132 с. (7,7/3 п.л.) Заказ Тираж экз.

Офсетная лаборатория КНИТУ, 420015, Казань, К.Маркса, Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по педагогике

Blog

МНОГОПРОФИЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДГОТОВКА БАКАЛАВРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА)