автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Метамодель непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием

Автореферат диссертации по теме "Метамодель непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием"

На правах рукописи УДК 378.147

КАЙНИНА Лариса Леонидовна

МЕТАМОДЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В АДАПТИВНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАБОТНИКОВ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЕМ

Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена на кафедре информатики Российского государственного педаго[ическот)ниверсигета имени А И Герцена

Научный консультант: доктор технических на) к. профессор

Копыльцов Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук.

профессор Братчиков Игорь Леонидович.

доктор педагогических наук, профессор Марон Абрам Евсеевич,

академик РАО, доктор технических наук, профессор Советов Борис Яковлевич

Ведущая организация: Санкг-Пе1ербур1ский инс!шуг

информатики и автоматизации РАН

Защита диссертации состоится /А # £ л ы Ш 0 5 года в // часов на заседании Диссертационного совета Д 212.199.03 по присуждению ученой степени доктора наук в Российском государственном педагогическом университете им. А.И.Герцена по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб.р.Мойки, 48, корп.1, ауд.237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного педагогического университета им.А.И.Герцена.

Автореферат разослан

'.<М» ^ша^иР

200лгода

Ученый секретарь Диссертационного совета. . / доктор педагогических наук, профессор^^/УХ/И В.Симомова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Развивающиеся глобальные коммуникации в корне меняют традиционные технологии обработки информации и принятия решений, ускоряют течение информационных процессов в обществе. В глобальных компьютерных сетях концентрируются и обобществляются знания всего мира. Глобальные компьютерные сети, используя технологии мультимедиа, виртуальной реальности, стереоскопического отображения, ускоряют взаимодействие между индивидуумами, делают более проницаемыми языковые барьеры, позволяют осуществлять совместные интеллектуальные операции. Построение информационного общества сопровождается новыми явлениями: созданием сетевых организаций, формированием онлайновых сообществ и сетевого механизма координации деятельности. Исследование системы управления образованием показало, что сферой образования эксплуатируются морально устаревшие технологии управления и обработки данных. Причиной этого является недостаточно высокий уровень информационно-технологической компетентности специалистов.

Системы автоматизированного информационного обслуживания играют важную роль в организациях любого масштаба. Передовые, быстро развивающиеся отрасли активно внедряют новые компьютерные технологии. Система образования запаздывает с предоставлением образовательных услуг в области информатики, производит лишь внешние изменения в угоду «модным» информационно-технологическим формам деятельности. Традиционные методические системы обучения информатике не обеспечивают высокую эффективность обучения и удовлетворенность потребителей образовательных услуг.

Можно выделить следующие объективные предпосылки

необходимости разработки принципиально нового подхода к методике обучения информатике работников управления образованием. В последние годы отмечается:

1) изменение целей, задач, условий, средств, форм, методов обучения информатике под воздействием информационно-технологической среды;

2) изменение потребительского спроса на образовательные услуги в области информатики;

3) изменение форм и средств виртуальной составляющей профессиональной деятельности в различных сферах;

4) изменение квалификационных характеристик в области информационно-технологической компетентности специалистов;

5) высокая скорость изменения информационно-технологической среды;

6) сформировавшийся рынок программных продуктов широкого спектра назначения, в том числе образовательного.

Методическую систему обучения информатике невозможно рассматривать отдельно от воспитательного воздействия в области информатики и комплекса управленческих мероприятий, синхронизирующих их, и изменения внешней среды. Целенаправленное систематическое интегрированное обучающее, воспитывающее и управленческое воздействие на индивида, позволяющее ему приобрести знания, освоить систему операций и способов преобразования транслируемых сведений и достижения определенных результатов, способствующее его развитию и успешной профессиональной деятельности рассматривается как образовательное воздействие на специалиста.

Анализ методической системы обучения информатике работников управления образованием, позволяет выявить наличие противоречий между:

- высокой изменчивостью внешней среды и низкой адаптивностью методической системы обучения информатике к условиям профессиональной деятельности специалистов;

- высокими требованиями современного общества к скорости и качеству виртуальной деятельности и устаревшими знаниями, умениями и навыками обработки информации специалистов;

- высокой скоростью морального старения информационно-технологической составляющей профессиональной компетентности специалиста и низкой частотой обучающих воздействий компенсаторного назначения методической системы обучения информатике;

- непрерывным высокоскоростным изменением среды профессиональной деятельности и хронически запаздывающей скачкообразной сменой содержания предметной области «Информатика»;

высокоскоростной многофункциональной технической базой профессиональной деятельности и старыми технологиями деятельности общества (в том числе обучения и управления), не способными ее эффективно использовать.

Противоречия могут быть преодолены, если составляющие процесса обучения информатике и профессиональной деятельности будут определенным образом сбалансированы.

Процессы информатизации, активно текущие во всех отраслях в последние двадцать лет, поставили перед системой обучения информатике специалистов проблему непрерывного приведения ее целей, задач, содержания, форм, средств и методов в соответствие запросам информационно-технологической среды профессиональной деятельности.

Актуальность исследования определяется необходимостью модернизации системы обучения информатике работников управления образованием в соответствие с изменениями информационно-технологических условий их профессиональной деятельности.

Научно-педагогическая проблема исследования заключается в установлении закономерностей и определении практических путей синхронизации изменений системы обучения информатике работников управления образованием и информационно-технологической составляющей их профессиональной деятельности.

Цель исследования состоит в разработке метамодели системы обучения информатике работников управления образованием в адаптивной виртуальной среде их профессиональной деятельности, применение которой обеспечит повышение эффективности системы обучения информатике работников управления образованием и ее адаптивности к изменениям состояния информационно-технологической среды их профессиональной деятельности.

Объектом исследования является система обучения информатике работников управления образованием.

Предмет исследования - метамодель непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием.

В основу исследования положена следующая гипотеза.

Адаптивность системы обучения информатике к изменениям потребностей работников управления образованием возможно повысить, если:

- изменение системы обучения информатике будет синхронизировано с динамикой запросов работников управления образованием на образовательные услуги в области информатики;

- в основу реинжиниринга системы обучения информатике работников управления образованием будет положено комплексное использование компетентностного, семантического и синергетического подходов;

виртуальная среда профессиональной деятельности работников управления образованием сможет оказывать образовательное воздействие в области информатики на пользователей;

- будут найдены технологические решения по интенсификации процесса обучения информатике работников управления образованием.

Сформулированные научно-педагогическая проблема и цель исследования определили необходимость решения следующих задач:

- обосновать необходимость разработки метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием, адаптивной к быстроизменяющимся информационно-технологическим условиям;

- разработать и обосновать структуру модели информационно-технологической компетентности работников территориальной системы управления образованием и исследовать ее возможности для проектирования образовательного воздействия в области информатики;

- разработать и обосновать структуру метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием, адаптивную к быстро изменяющимся информационно-технологическим условиям профессиональной деятельности;

- разработать технологические решения, повышающие адаптивность системы образовательного воздействия в области информатики на работников управления образованием к быстро меняющимся информационно-технологическим условиям их профессиональной деятельности и ее эффективность, обеспечивающие непрерывность обучающего воздействия в области информатики;

- обосновать эффективность практического применения метамодели непрерывного обучения информатике и найденных технологических решений для совершенствования системы обучения информатике работников управления образованием.

Глава 1 диссертации посвящена решению задачи 1; глава 2 - задач 2, 3; главы 3 и 4 - задач 4 и 5.

Теоретико-методологической основой исследования является многоуровневое моделирование взаимодействия открытой системы обучения информатике работников управления образованием и информационной среды их профессиональной деятельности.

Концепцией исследования является непрерывный реинжиниринг системы обучения информатике работников управления образованием, обеспечивающий повышение адаптивности и эффективности системы обучения информатике, уровня информационно-технологической компетентности специалистов в результате обучения, основывающийся на применении системного, синергетического, семантического и компетентностного подходов в методике обучения информатике. При этом вышеперечисленные методологические подходы используются соответственно для проектирования образовательного воздействия в области информатики на индивида и группу работников управления образованием, отбора содержания и аудита качества обучения, прогнозирования динамики потребностей работников управления образованием в образовательных услугах в области информатики, инициирующего реинжиниринг системы обучения информатике.

Теоретико-методологической базой исследования являются:

• философские, педагогические, социологические, психологические, естественнонаучные результаты по общей теории систем и системному анализу, синергетике, теории моделирования и проектирования сложных многоуровневых управляющих систем, теории принятия решений, лингвистике и искусственному интеллекту (Н.А.Бернштейн, А.И.Берг, ИЛ.Братчиков, А.М.Вендров, Н.Винер, В.Н.Волкова, В.И.Воробьев, В.М.Глушков, Г.Я.Гольдштейн, В.В.Гузеев, А.А.Денисов, ИЛ.Ерош, В.А.Извозчиков, Ю.А.Конаржевский, А.В.Копыльцов, С.П.Курдюмов, Д.Ш.Матрос, ДЛ.Медоуз, М.Месарович, А.Я.Найн, К.Негойце, М.М.Поташник, И.Р.Пригожин, А.И.Ракитов, И.А.Румянцев, В.А.Сластенин, Б.Я.Советов, А.Файоль, Р.Р.Фокин, Дж.Форрестер, Г.Хакен, Т.И.Шамова, А.Эддингтон, У.Эшби, С.А.Яковлев);

• концептуальные подходы к автоматизации бизнес-процессов, модернизации системы образования, ее информатизации (Н.С.Анисимова, Г.А.Бордовский, И.Л.Братчиков, Я.А.Ваграменко, В.И.Воробьев,

A.М.Вендров, В.П.Дьяконов, В.А.Извозчиков, Г.Н.Калянов, М.ПЛапчик,

B.С.Леднев, Д.Ш.Матрос, С.Пейперт, М.М.Поташник, И.В.Роберт, И.А.Румянцев, Н.М.Стадник, А.П.Тряпицына);

• методологии структурного и объектно-ориентированного анализа и проектирования, организации сложных экспертиз, оценки качества (Р.Акофф, Г.Буч, Е.В.Баранова, Г.А.Бордовский, С.Л.Братченко, А.М.Вендров, Т.А.Гаврилова, В.В.Гузеев, П.Джексон, А.В.Копыльцов,

П.Коуд, Д.Розенберг, Д.Рэмбо, К.Скотт, В.Ф.Хорошевский, И.Г.Черноруцкий, И.Якобсон); • концепции систем подготовки специалистов к деятельности в новых информационных условиях, методологии обучения информатике и информационным технологиям, концептуальные подходы по применению новых образовательных технологий в обучении (Г.В.Абрамян, Н.С.Анисимова, ГА Бордовский, Е.З.Власова, Б.С.Гершунский, И.Б.Готская, В.В.Давыдов, В.А.Каймин, В.ВЛаптев, М.П.Лапчик, Н.В.Макарова, В М.Монахов, С.Пейперт, Н.Ф.Радионова, И.В.Роберт, Г.Н.Селевко, В.А.Сластенин, Н.М.Стадник, НЛ.Стефанова, М.П.Сухлоев, Н.Ф.Талызина, А.П.Тряпицына, Р.Р.Фокин, Г.Г.Хамов, М.В.Швецкий).

Основные методы исследования. Документологический, морфологический, факторный анализ, моделирование, тестирование, экспертные оценки, SWOT-анализ, методы структурного системного анализа и проектирования, наблюдения, интервьюирования, опросы, контент-анализ, обобщения применены для исследования и моделирования непрерывного обучения информатике в системе профессионального образования и информационно-технологической среды профессиональной деятельности.

С целью выявления тенденций развития методической системы обучения информатике одновременно с изменением общества и информационных технологий применен логико-исторический анализ. В процессе проектирования и апробации метамодели непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности применены теоретический анализ психолого-педагогической, методической, философской, научно-технической литературы; методы социологических исследований (беседа, опрос, анкетирование); педагогический эксперимент. Для обработки экспериментальных данных применены методы статистического анализа. Проведен анализ научно-педагогического опыта подготовки/переподготовки кадров в области информатики и других научных областях.

Экспериментальная база исследования - учебные заведения г.Кургана и Курганской области, г.Ноябрьска и г.Губкинский Ямало-Ненецкого автономного округа, г.Нижневартовска Ханты-Мансийского автономного округа, где проводились педагогические исследования, педагогический эксперимент, внедрены модули автоматизированного информационного комплекса поддержки адаптивной виртуальной среды профессиональной деятельности работников территориальной (областной,

городской, районной) системы управления образованием и ведется подготовка, переподготовка, повышение квалификации в области информагики специалистов (будущих специалистов):

Главное управление образования Администрации Курганской области; отдел кадровой политики и государственной службы Администрации Курганской области;

Курганский государственный университет; Курганский филиал Академии труда и социальных отношений; Межотраслевой региональный центр переподготовки кадров (г.Курган); Институт повышения квалификации и переподготовки работников образования Курганской области;

профессиональное училище №31 Курганской области;

муниципальное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №38 г. Кургана»;

Ноябрьское отделение Ямало-Ненецкого окружного института усовершенствования учителей;

Нижневартовский государственный педагогический институт; Нижневартовский экономико-правовой институт (филиал) Тюменского государственного университета;

муниципальное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №6 г.Лангепаса» Ханты-Манскийско го автономного округа.

Этапы исследования. Педагогический эксперимент по непрерывному реинжинирингу системы обучения информатике работников управления образованием начался в 1990 году и первоначально ограничивался территорией Курганской области. В дальнейшем были организованы экспериментальные площадки в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах.

На первом, констатирующем этапе исследований в период с 1996 по 1999 годы велась поисково-аналитическая деятельность, проводилось изучение состояния проблемы в России (Москва, Санкт-Петербург, Пермь, Ростов-на-Дону, Екатеринбург, Челябинск и др.) и за рубежом (США, Англия, Япония, Австралия и др.), изучались материалы опросов, анкетирования, контрольных срезов и аттестации специалистов, характеризующие запросы респондентов в знаниях из области информатики и их информационно-технологическую компетентность, эффективность отдельно взятых традиционных методов обучения информатике и проектирования системы обучения информатике взрослых.

Параллельно проводилось исследование материалов, опубликованных в официальных источниках и свидетельствующих об образовательных потребностях взрослого населения в области информатики стран мира, где реформы образования, связанные с изменением информационно-технологической обстановки, начались на 10-15 лет раньше, нежели в России.

Результаты исследований подтвердили влияние изменений информационной среды на потребности взрослого населения в обучении информатике, позволили определить цели обучения информатике работников управления (в частности, образованием), сделать выбор в пользу использования в качестве основного средства обучения информатике виртуальной среды профессиональной деятельности работников управления образованием. Логические рассуждения, сравнительный анализ статистических данных позволили обосновать необходимость разработки механизма адаптации системы обучения специалистов информатике к быстро меняющимся информационно-технологическим условиям среды их профессиональной деятельности и определиться с подходами,

обеспечивающими повышение адаптивности методической системы обучения информатике.

На втором этапе исследования (этапе поискового эксперимента, 1999-2002 гг.) была разработана концепция непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике работников управления образованием, основывающаяся на применении системного, синергетического, семантического и компетентностного подходов в методике обучения информатике, потребовавшая введения 12 новых дефиниций (приложение 1). Комплекс исследований и экспериментов позволил построить инфологическую модель информационно-технологической компетентности специалиста, являющуюся базой для реализации компетентностного подхода; метамодель непрерывного обучения информатике работников управления образованием, реализующую системный подход к проектированию методической системы обучения информатике. На основе семантического подхода была разработана технология отбора актуального содержания предметной области «Информатика» с учетом особенностей потребителей образовательных услуг и формирования поля их знаний в области информатики. Синергетический подход позволил разработать систему взаимообучающего воздействия в области информатики виртуальной среды профессиональной деятельности и помещенного в нее специалиста, а также подсистему стратегического

планирования образовательного воздействия в области информатики на специалистов.

На этом этапе была спроектирована несущая образовательные функции в области информатики виртуальная среда профессиональной деятельности, были разработаны в виде экспериментальных прототипов и апробированы отдельные ее модули, ставшие компонентами территориальной автоматизированной информационной системы управления образованием, обладающей адаптивными функциями. Также изучалась зависимость реинжиниринга системы обучения информатике взрослых от динамики параметров информационно-технологической компетентности и разрабатывались механизмы их синхронизации, обеспечивающей

«опережающее» обучение. Был разработан маршрутизатор образовательного воздействия в области информатики на взрослых, определены пути оптимизации образовательного воздействия в области информатики на специалистов, реализованные на технологическом уровне.

В этот период были выявлены причинно-следственные связи изменений методической системы обучения специалистов информатике и информационно-технологической среды их профессиональной деятельности, выработаны технологические решения и рекомендации по повышению адаптивности системы обучения информатике взрослых к изменениям среды.

На третьем теоретико-обобщающем этапе (формирующий эксперимент, 2001-2004 гг.) проводились: анализ и обобщение результатов опытной эксплуатации разработанной виртуальной среды, обладающей функциями образовательного воздействия в области информатики и технологии обучения информатике с последующей коррекцией метамодели непрерывного обучения информатике на базе адаптивной виртуальной среды профессиональной деятельности, теоретическое осмысление накопленного материала, анализ эффективности и адаптивности разработанной методической системы обучения информатике работников управления образованием. Для количественной оценки результатов педагогического эксперимента были выведены формулы, определяющие приращение сложности процесса обучения, увеличение временных затрат на обучение, приращения адаптивности системы обучения информатике взрослых и эффективности обучения информатике.

Полученные на третьем этапе исследования результаты позволили сделать вывод о том, что цель исследования достигнута, выдвинутая гипотеза

подтвердилась, поставленные задачи решены полностью, выносимые на защиту положения подтверждены.

Данными экспериментального исследования являлись: нормативные и официальные статистические материалы; результаты анкетирования, опросов, интервьюирования специалистов, деловых игр; материалы научно-практических конференций и семинаров, проблемно-ориентированных совещаний и заседаний кафедры, курсовых, дипломных и конкурсных работ студентов, отчетов по научно-исследовательской работе, протоколы функционирования разработанных обучающих программных средств (software); а также отчеты о деятельности территориальной системы образования (в том числе по лицензированию, аттестации и аккредитации учреждений образования, аттестации кадров образования и государственной службы). Всего педагогическим экспериментом было охвачено более 1000 студентов, более 300 слушателей курсов повышения квалификации, более 200 слушателей курсов профессиональной переподготовки в области компьютерных технологий, более 100 руководителей системы образования Курганской области.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Применение метамодели непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием, базирующейся на модели информационно-технологической компетентности потребителей образовательных услуг и применении синергетического, компетентностного и семантического подходов к проектированию систем обучения информатике, обеспечивает повышение эффективности процесса и адаптивности системы обучения информатике, при этом на верхнем уровне метамодели обеспечивается развитие разработанной системы непрерывного обучения информатике в виртуальной среде профессиональной деятельности, на среднем уровне определяются обобщенный профиль информационно-технологической составляющей компетентности профессиональных групп потребителей и маршруты обучения их информатике, на нижнем уровне метамодели разрабатываются индивидуальные профили информационно-технологической компетентности и маршруты обучения потребителей информатике.

2. Практическая реализация концепции непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике работников управления образованием повышает ее адаптивность к осуществлению образовательного воздействия в области

информатики в соответствии с потребностями работников управления образованием и эффективность.

3. Разработанная методическая система обучения информатике работников управления образованием, базирующаяся на метамодели непрерывного обучения информатике, обладает более высокой, по сравнению с традиционными методическими системами обучения информатике, эффективностью, достигаемой следующими технологическими решениями:

- использованием в основе методической системы обучения информатике модели информационно-технологической компетентности работников управления образованием, обеспечивающим актуализацию содержания обучения информатике;

- использованием семантического подхода при проектировании и аудите образовательного воздействия в области информатики, обеспечивающим повышение эффективности обучения;

- применением автоматизированной информационно-управляющей системы в качестве средства обучения информатике, интенсифицирующего процесс обучения;

- интеграцией специальных знаний потребителей и знаний из области информатики, обеспечивающей более высокий уровень целостности их представлений об объектах и процессах профессиональной деятельности и повышающей прикладную ценность получаемых знаний из области информатики.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые в теории и методике обучения информатике:

- разработана и обоснована трехуровневая структура метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием, основанная на модели информационно-технологической компетентности специалистов и обеспечивающая синхронизацию изменений системы обучения информатике и среды их профессиональной деятельности;

- разработана концепция непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике, базирующаяся на методологиях системного, синергетического, семантического и компетентностного подходов и включающая следующие компоненты:

а) определенные и уточненные базовые понятия («образовательное

воздействие на специалиста», «онлайновое сообщество»,

«информационное пространство», «виртуальная среда профессиональной

деятельности», «информационно-технологическая компетентность»,

«реинжиниринг информационно-технологической компетентности специалистов», «семантический подход», «эффективность системы обучения информатике», «адаптивность системы обучения информатике»);

б) технология установления, исследования и поддержки взаимосвязей между компонентами содержания предметной области «информатика» и параметрами информационно-технологической компетентности работников управления образованием;

в) дидактические принципы реализации индивидуально-ориентированного подхода в обучении информатике на базе автоматизированных информационно-управляющих систем (избирательности, дозирования, маршрутизации, регуляции интенсивности), образовательного воздействия (опережающего, непрерывного, взаимообучающего), отбора содержания и аудита обученности (семантической целостности).

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:

• определены и апробированы методы непрерывного приведения целей, задач, содержания, форм, средств и методов системы обучения информатике взрослых в соответствии с запросами информационно-технологической среды их профессиональной деятельности;

• разработаны и апробированы технологии:

непрерывного реинжиниринга методической системы обучения информатике работников управления образованием;

проектирования и развития обучающих функций адаптивной виртуальной среды профессиональной деятельности работников управления образованием;

организации обучения информатике работников управления образованием в процессе их профессиональной деятельности.

Практическая значимость исследования заключается в том, что в

рамках диссертационного исследования разработаны:

• методика прогнозирования развития системы обучения информатике;

• методика оценки адаптивности и эффективности системы обучения информатике, сложности процесса обучения;

• методика генерации индивидуальных и групповых маршрутов обучения информатике работников управления образованием, обеспечивающая «опережающее» обучение;

• методика усиления обратных связей между обучаемым и средой обучения;

• адаптивная система информационного обеспечения учебного процесса по метадисциплине «Информатика»;

• методика аттестации информационно-технологической компетентности специалистов;

• методика формирования полей знаний специалистов.

Приведение научных результатов к технологической реализации позволило повысить эффективность обучения информатике в системе непрерывного профессионального образования, обеспечило оперативное и качественное выполнение их потребительских запросов в области обучения информатике, снизило трудозатраты обучаемых, повысило востребованность получаемых в процессе обучения знаний, умений и навыков.

Разработанная метамодель непрерывного обучения информатике может быть применена для реинжиниринга системы образовательного воздействия в области информатики на специалистов, занятых в других отраслях экономики.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов исследования обеспечены согласованностью полученных результатов с тенденциями развития информационных пространств образовательных систем и требований работодателей к информационно-технологической компетентности работников управления образованием; обоснованностью выбранных методологических позиций; непротиворечивостью логических рассуждений при теоретическом анализе проблемы; положительными результатами опытно-экспериментальной работы.

Истинность и точность теоретических посылок и выводов подтверждена результатами системного, семантического, статистического анализа данных, полученных экспериментальным путем при апробации моделей и технологических решений.

Апробация результатов исследования осуществлялась в процессе

работы:

• со специалистами территориальных управлений образованием Курганской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов;

• с руководителями, технологами, инспекторами, методистами, начальниками подразделений, профессорско-преподавательским составом, инженерами-программистами, учителями информатики, библиотекарями, операторами, работающими в образовательных учреждениях Курганской области, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов;

• со студентами и слушателями ряда специальностей (061000 (080504) -«Государственное и муниципальное управление», 230105 (220400) -«Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», 351400 - «Прикладная информатика (в экономике)») Курганского

государственного университета, Курганского филиала Академии труда и социальных отношений, Института повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования Курганской области, Нижневартовского экономико-правового института (филиала) Тюменского государственного университета.

Теоретические положения обсуждались на международных, всероссийских, региональных, межвузовских конференциях, научно-методологических семинарах (Екатеринбург, Курган, Москва, Нижневартовск, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Челябинск).

Результаты исследования в период с 2000 по 2004 годы внедрены в процесс обучения:

• слушателей Института повышения квалификации и переподготовки работников образования Курганской области в рамках курсов «Информатика» и «Информационные технологии» (2000 г.);

• студентов Курганского государственного университета (2000-2004 гг.) в курсах «Структуры и алгоритмы обработки данных», «Программирование», «Системы автоматизированного проектирования программного обеспечения», «Компьютерное моделирование» в рамках курсового и дипломного проектирования;

• студентов представительства Курганского государственного университета в г.Каменск-Уральский Свердловской области в рамках курса «Прикладное программное обеспечение», «Базы данных» (2002-2004 гг.);

• слушателей Межотраслевого регионального центра переподготовки кадров (г.Курган, 2000-2003 гг.) в рамках профессиональной переподготовки по специальности 230105(220400)-«Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», в рамках повышения квалификации «Начинающий пользователь ПК»;

• руководителей образовательных учреждений Курганской области в рамках научно-практических семинаров и производственных совещаний (2000-2004 гг.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из списка аббревиатур и сокращений, введения, четырех глав, заключения, глоссария, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации -442 страницы, из них'307 страниц - основной текст, 35 страниц - глоссарий, 39 страниц - список использованных источников из 345 наименований. В основном тексте содержатся 12 определений, 23 формулы, 79 рисунков, 23 схемы, 13 таблиц и 10 диаграмм. Приложения включают 18 частей и содержат 61 страницу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы диссертационного исследования, определяются цель, объект, предмет, гипотеза, задачи и методы исследования, понятийная база. Характеризуются этапы исследования, его научная новизна, теоретическая и практическая значимость, формулируются теоретические положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Теоретико-методологические основы интеграции системы обучения информатике и системы профессиональной деятельности работников управления» обосновывается необходимость повышения адаптивности системы обучения информатике работников управления образованием, модернизации содержания профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации работников управления образованием в области информатики, повышения эффективности обучения информатике на основе проведенного анализа научной, практикоориентированной литературы, материалов образовательных порталов в Internet, нормативных документов, обобщения отечественного и зарубежного опыта.

Эта глава посвящена решению первой задачи исследования. В ней обосновывается необходимость разработки метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием, адаптивной к быстроизменяющимся информационно-технологическим условиям, и подтверждающаяся следующим:

• кардинальными преобразованиями информационной среды общества, произошедшими за последнюю четверть века;

• выявленными тенденциями динамики технологии управленческой деятельности в новых информационных условиях;

• выделенным комплексом целевых функций обучения информатике в технологическом аспекте деятельности работников управления;

• отражением проблемы непрерывного обучения взрослых в тенденциях реформирования образования зарубежных стран;

• представлением системы обучения информатике, как открытой самоорганизующейся системы, помещенной в информационное пространство;

• наличием широкого спектра электронных технологий обучения;

• возможностью осуществления образовательного воздействия виртуальными средами, предназначенными для решения отраслевых

проблем;

• возможностью индивидуально-ориентированного воздействия виртуальных сред на пользователя посредством виртуальных агентов, обладающих функцией семантического поиска и фильтрации;

• приданием работодателями особого значения информационно-технологической компетентности специалистов и их адаптивности к информационно-технологической среде;

• возможностью оказания образовательного воздействия в области информатики на пространственно удаленных от источника воздействия и между собой реципиентов, а также изменения масштабов воздействия и сетевой координации деятельности;

• возможностью применения методов из области исследования и моделирования информационных систем в области теории и методики обучения информатике;

• необходимостью адаптации моделей управления качеством образовательного процесса и методической системы обучения к методике обучения информатике, модернизации этих моделей, приводящей к повышению приспособляемости методической системы обучения информатике к быстро изменяющимся информационно-технологическим условиям и обеспечивающей повышение эффективности процесса обучения информатике специалистов. Необходимость синхронизации изменений информационной среды

профессиональной деятельности и системы обучения информатике работников управления образованием подтверждается концепцией модернизации российского образования на период до 2010 года, Федеральными целевыми программами "Электронная Россия", "Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)" и др.

Исследование стандартов подготовки по специальности 061000 -«Государственное и муниципальное управление" и по педагогическим направлениям высшего профессионального образования показало недостаточность получаемых в их рамках знаний, умений, навыков для эффективного ведения управленческой деятельности в современных информационно-технологических условиях.

Квалифицированный менеджер должен владеть технологиями, высокоскоростного сбора и обработки информации; методами оценки эффективности информационно-управляющей системы; обладать знаниями, позволяющими строить прогностические модели; модернизировать

информационное пространство управления. Независимо от своей базовой специальности менеджер образования для ведения аналитико-конструктивной деятельности должен иметь хорошую математическую подготовку и современные знания, умения и навыки в области информационно-коммуникационных технологий.

Исследования традиционных методик обучения информатике показали, что они не учитывают многих требований, предъявляемых к руководителям, и специфических характеристик специалистов системы управления образованием.

В результате постоянных изменений, происходящих в открытых системах, к которым относится система обучения информатике, под действием внутренних и внешних процессов структура и функции компонентов постоянно изменяются. Масштабы происходящих изменений в пространственно-временных категориях сильно различаются. Построение моделей, предсказывающих изменения системы, позволяющих проектировать ее состояния на стратегическом, тактическом и оперативном уровнях является основной задачей исследования.

Первичные модели могут описывать процессы, происходящие за относительно короткие промежутки времени и в малых локальных участках системы. Вторичные модели, интегрируя результаты первичных, позволяют прогнозировать изменения, которые могут захватить более обширные участки системы или даже систему целиком и привести ее к новому качественному состоянию.

Таким образом, перед исследователями открытых систем, стоит проблема построения комплекса моделей, распределенных по уровням иерархии, сопряженных между собой и интегрируемых, образующих, в конечном счете, метамодель исследуемой системы. Модели должны поддерживать как восходящие, так и нисходящие потоки информации. Восходящее движение составляют оперативные сведения о текущем состоянии системы, поступающие от моделей нижних уровней иерархии, вышестоящие интегрируют эти сведения, строят прогноз, определяют значимость поступающих сведений и инициируют изменение моделей нижних уровней.

Но наличие математических моделей, мощнейших

автоматизированных информационных систем, не может иметь прикладной ценности и не позволяет повысить эффективность управления системой образования любого уровня при отсутствии специальным образом подготовленных к их эксплуатации кадров.

Обобщение результатов проведенного теоретического анализа по проблеме профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации в области информатики работников управления образованием, а также их интервьюирование и анкетирование показали актуальность проблемы синхронизации изменений системы обучения информатике работников управления образованием и их профессиональной деятельности.

В процессе исследования взаимодействия системы обучения специалистов информатике и виртуальной среды их профессиональной деятельности на основе компетентностного подхода:

1) определены понятия - «онлайновое сообщество», «адаптивность», «компетентность», «информационное пространство» и «виртуальная среда профессиональной деятельности»;

2) проведена классификация работников управления образованием по функциям взаимодействия с информационной системой на:

а) системных аналитиков (менеджеры, технологи, инспекторы, специалисты), которые определяют развитие возможностей автоматизированной информационной системы;

б) сотрудников информационных отделов (инженеры-программисты,

инженеры-электроники), которые поддерживают и развивают аппаратное и программное обеспечение информационной системы;

в) операторов, которые обеспечивают обработку и поддержку входных/выходных информационных потоков.

Материал, изложенный в этой главе, позволил обосновать концепцию исследования, состоящую в возможности непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике работников управления образованием, обеспечивающего повышение адаптивности, эффективности системы обучения информатике, и уровня информационно-технологической компетентности обучаемых, основывающегося на применении системного, синергетического, компетентностного и семантического подходов в теории и методике обучения информатике.

Глава 2 «Моделирование системы обучения информатике работников управления образованием в адаптивной виртуальной среде» посвящена описанию приложения системного, синергетического, семантического и компетентностного подходов в теории и методике обучения информатике при построении метамодели непрерывного обучения информатике, позволяющей повысить эффективность системы обучения информатики, ее адаптивность к быстро изменяющимся информационно-

технологическим условиям профессиональной деятельности работников управления образованием

В этой главе рассматриваются решения второй и третьей задач исследования по разработке и обоснованию структуры метамодели системы обучения информатике и модели информационно-технологической компетентности (НТК) работников управления образованием, исследованию их возможностей для проектирования образовательного воздействия в области информатики

Поиск возможностей актуализации содержания обучения информатике работников управления образованием и механизмов адаптации системы обучения информатике к изменениям внешней среды привел к выводу о необходимости ее описания на базе модели информационно-технологической компетентности работников управления образованием (рисунок 1)

Рисунок 1 -Дерево информационно-технологической компетентности специалиста

Мифологическая модель НТК специалистов представлена в виде дерева параметров НТК Каждый параметр обладает значением, полученным в результате оценки экспертом выраженности параметра у аттестуемого

специалиста, и коэффициентом значимости, установленным при стратегическом планировании развития тех или иных качеств специалиста.

Трехуровневая метамодель непрерывного обучения информатике (схема 1) в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности (управления территориальной системой образования), более полно учитывает особенности запросов потенциального потребителя образовательных услуг (работников управления образованием) в области информатики и информационно-технологической среды его профессиональной деятельности, так как ее развитие синхронизировано с динамикой модели информационно-технологической компетентности обучаемых специалистов. Учет этих особенностей обеспечивает повышение эффективности процесса обучения информатике, а также степень удовлетворения потребительского спроса на образовательные услуги в области информатики.

Модель верхнего (стратегического) уровня обеспечивает развитие системы непрерывного обучения информатике в профессиональной деятельности на основе нейросетевого моделирования, кластерного и статистического анализа динамики значений информационно-технологической компетентности специалистов и требований к ней работодателей. Сгенерированные на этом уровне прогнозы позволяют строить эталонные профили ИТК и модернизировать базу образовательного воздействия в области информатики, представленную на схеме 1 в виде исполнительного блока.

На среднем (тактическом) уровне метамодели посредством использования статистических методов строится обобщенный профиль информационно-технологической компетентности обследуемой группы потребителей образовательных услуг. Сравнительный анализ эталонного и - обобщенного профилей ИТК специалистов позволяет формировать протоколы несоответствия фактических и эталонных значений параметров ИТК, содержащие рекомендации, генерируемые экспертной системой, по преодолению диспропорции посредством организации образовательного воздействия в области информатики. В результате генерируется маршрут обучения • информатике обследуемой группы специалистов, минимизирующий длину пути по достижению заданного результата обучения и опережающий в актуализации содержания обучения в области информатики традиционные программы обучения.

На нижнем (оперативном) уровне метамодели разрабатываются индивидуальные маршруты обучения информатике потребителей образовательных услуг. Они формируются на основе протоколов, полученных при экспертной оценке диспропорции индивидуального и обобщенного профилей

(О

Схема 2 - Стратифицированное моделирование непрерывного обучения информатике специалистов

Модель ИТК специалиста взаимосвязана с базой образовательного воздействия в области информатики, которая содержит

комплексы содержательных компонентов, технологических решений, форм, методов воздействия, средств обучения. Изменения ИТК специалиста и внешней информационно-технологической среды инициируют генерацию метамоделью непрерывного обучения информатике проекта реорганизации базы образовательного воздействия в области информатики. В свою очередь, модернизированная база образовательного воздействия в области информатики позволяет в процессе обучения привести ИТК обучаемого специалиста в соответствие с требованиями информационно-технологической среды его профессиональной деятельности.

Метамодель непрерывного обучения информатике является адаптационным блоком системы обучения информатике взрослых. Она выполняет функцию непрерывного реинжиниринга этой системы.

Глава отражает следующие результаты, полученные в ходе исследований.

Адаптированы:

• традиционные дидактические принципы обучения к современным информационно-технологическим условиям,

• принцип «открытого источника» из области информационных систем к области методики обучения информатике.

Выделены:

• дидактические принципы реализации индивидуально-ориентированного подхода в обучении информатике специалистов на базе автоматизированных информационно-управляющих систем (избирательности, дозирования, маршрутизации, регуляции интенсивности);

• принципы образовательного воздействия (опережающего и непрерывного воздействия, взаимообучения работника управления образованием и виртуальной среды).

Определены:

• принцип семантической целостности при отборе содержания обучения;

• ряд дескрипторов - «информационно-технологическая компетентность специалиста», «реинжиниринг информационно-технологической компетентности специалистов», «семантическая сеть», «семантический подход», «эффективность системы обучения информатике» и «адаптивность системы обучения информатике».

Обоснованы:

• структура метамодели непрерывного обучения информатике работников

управления образованием (схема 1);

структура и функции автоматизированной информационно-управляющей системы (схема 2), в том числе ее функции образовательного воздействия в области информатики;

снижение временных затрат на обучение информатике специалистов за счет различных технологических решений;

более высокая адаптивность разработанной системы обучения информатике взрослых, по сравнению с традиционной.

Фильтры с) =

Обозначения. ¡«^ - входной поток; О выходной поток

\ Генератор гв> запросов ^~

Клиентские, приложения

Экспортер ^ -импортер

/ Д| Модифи-

Система унравле ния

Распреде ленная база . данных

А1! ал и т «некий б юк

Экспертная система

Лицензирование

Р

1

Аттестация

катор ' Навигатор

Схема 2-Структура автоматизированной информационно-управляющей системы

фз! Разработаны:

А) приложение компетентностного подхода к теории и методике обучения информатике, позволившее на основе уровней информационно-технологической компетентности специалистов выделить 4 уровня понимания ими изучаемого материала из области информатики (начинающий и продвинутый пользователь, системный аналитик, прототехнолог);

Б) приложение семантического подхода при организации образовательного воздействия в области информатики на специалистов на основе разработанной схемы процесса познания (схема 3), визуализации тезаурусов, работы над индивидуальными семантическими сетями специалистов с учетом возрастных особенностей, трехуровневого

моделирования семантического ореола изучаемых информационных массивов, эффективность применения которого подтверждена экспериментально (обучаемыми в экспериментальной группе достигнут третий уровень понимания предмета профессиональной деятельности и второй уровень понимания материалов из области информатики, по сравнению соответственно со вторым уровнем " понимания предмета профессиональной деятельности и первым в области информатики членов контрольной группы);

Сенсорный сигнал

вербальный

код

\

Оперативная Г

память f

Распознавание образов

Сознание

Ф

Внимание

-?-

Фильтрация информации по заданным признакам

I Сброс устаревших и I ¡Выходной пото кранных I неактуальных данных I ~ ""

Балансировка семантической сети

Постоянная (долговременная) память

полная

Установление связей и отношений между семантическими единицами

Классификация семант. единиц

Уточнение или формирование семантич. единиц

Схема 3 - Процесс познания

I Под семантической единицей будем понимать как понятие (код, термин, | знак [например, «дескриптор», + или 3,14159]), так и образ (например,

В) приложение синергетического подхода при моделировании процесса обучения информатике на стратегическом уровне на основе выделения зон сгущения маркеров объектов в N-мерном пространстве

Параметру

Параметру {

11^).1мефч

• Xflapa^Tix+i

Рисунок 2 - Зоны категорий ИТК аттестуемых

классов параметров информационно-технологической компетентности специалистов (рисунки 2 и 3), свидетельствующих о протекании сегрегационных явлений,

ЕИ» • х||

Таблица коэффициента прямьк ограничивающих группу |

Параметр!

Группа к | Ь

2 069 2132

300 78 50

175 168 00

ООО 100 00

10000000 000

3 059 2132

300 78 50

175 16800

000 ООО

4 059 2132

175 168 00

000 000

у»кх*Ь

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Количество оцениваемых сотрудников: 41Б Паранетр1 - Коэффициент интеллекта Паранетр2 - Производительность Количество групп: 4

очистит^ аиализ | Области | Печю> J

Рисунок 3 - Выделение сегрегационных зон значений пар параметров ИТК

Г) метамодель непрерывного обучения информатике работников управления

образованием (схема 1), Д) автоматизированная информационно-управляющая система (схема 2), поддерживающая виртуальную среду профессиональной деятельности и обучения информатике работников управления образованием территории (области),

Е) механизм усиления обратной связи межпу обучаемым специалистом и источником образовательного воздействия в области информатики, компоненты которого обеспечили по данным опытной эксплуатации модулей разработанной автоматизированной информационно-управляющей системы сокращение. • затрат времени на освоение теоретического материала в области информатики счет использования поисковой системы до 10%, тренажеров (эксплуатации АИУС в режиме эмуляции и клавиатурных тренажеров) - до 12%, интерактивности обучающих сред (электронных учебников, чата) -до 7%, синхронизации времени представления образовательной услуги возникновению потребности в ней - до 5%,

Ж)

• финансовых затрат на процесс обучения информатике за счет выноса части учебного материала на самостоятельное изучение в электронной системе помощи автоматизированной информационно-управляющей системы, электронных учебниках и тестах, создающих адаптивную виртуальную среду обучения специалистов до 8,4%; экономии расходов на информационное обеспечение учебного процесса при замене бумажных носителей на электронные до 18%; экономии расходов на аренду помещений для проведения учебных занятий до 2,88%; экономии расходов на аренду компьютерной техники до 6%; экономии расходов на коммуникации при отказе от традиционного (в твердой копии) почтового обмена информацией при дистанционном обучении до 5%; подход к проектированию индивидуально-ориентированного образовательного воздействия в области информатики на базе хронограммы возвратов к учебным единицам, позволяющей составить представление о распределении затруднений обучаемых по времени (диаграммы 1 и 2);

50 60 70 80 Доля обратившихся

Диаграмма 1 - Обращение к семантическому узлу

Диаграмма 2 - Количество возвратов к семантическим узлам

3) алгоритмы оценки сложности и эффективности процесса обучения информатике на основе семантического подхода;

И) алгоритм расчета рейтинга информационно-технологической компетентности специалиста, где рейтинг промежуточных узлов Рук, потомками которых являются листья, рассчитывается по формуле (1), рейтинг информационно-технологической компетентности специалиста Яс рассчитывается в процессе прохода по дереву снизу вверх для узлов, потомками которых являются промежуточные вершины, по формуле (2), где - количество промежуточных узлов дерева, - количество потомков к-й вершины, У-метка промежуточного узла, Л- метка листа:

Выведены формулы, определяющие: 1 приращение сложности процесса обучения:

(3).

2 увеличение временных затрат (УВЗ) на процесс обучения в результате ошибок, допущенных обучаемым при формировании семантической сети,

и +К*0+\У* У * П +1))

увз -ичс-щ*у * т%'

(4).

где и - плановое количество узлов семантической сети; 8 - плановое количество связей; Б - количество фактически созданных узлов; К -количество узлов, подвергшихся коррекции; С - количество фактически созданных связей; количество надсеченных связей; а затраты времени составляют:

• на создание нового узла - X условных единиц времени (у.е.в.),

• на установку связи - в Y раз больше у.е.в., чем на создание узла,

• на надсечение связи - в Z раз больше у.е.в., чем на создание связи,

• на коррекцию узла - в О раз больше у.е.в., чем на создание узла; 3 приращение адаптивности системы обучения информатике взрослых:

ДАёр^Б^-ЗгЛг [рублей/час], (5)

где Б,, Бг" затраты на реинжиниринг в сравниваемых системах обучения информатике взрослых, - период времени с момента формирования

запроса на услугу до момента готовности системы обучения информатике взрослых к ее предоставлению. Подтверждены:

1) позитивные последствия применения семантического подхода к проектированию образовательного воздействия в области информатики на целевом и содержательном уровнях;

2) экспериментально при проектировании системы обучения информатике на базе метамодели непрерывного обучения информатике снижение затрат времени на процесс обучения на 24% и финансовых затрат в объеме 22,28% без изменения результатов обучения;

3) первое положение, выносимое на защиту.

Заложенный в разработанную адаптивную виртуальную среду профессиональной деятельности работников управления образованием потенциал обучающего воздействия в области информатики раскрывается посредством специфических технологий, описанию которых посвящена третья глава.

Глава 3 «Реинжиниринг образовательного воздействия в области информатики на базе метамодели» решает четвертую и пятую задачи исследования, подтверждает второе и третье положения, выносимые на защиту.

В ней выделены:

1) особенности восприятия образовательного воздействия в области информатики работников управления образованием и даны рекомендации по проектированию процесса обучения информатике с учетом этих особенностей;

2) группы работников управления образованием в зависимости от специфики обработки информации в профессиональной деятельности -обслуживающий персонал территориальной автоматизированной

информационно-управляющей системы, эксперты системные аналитики, определены задачи обучения этих групп; 3) по адаптивности к информационно-технологической среде 2 категории специалистов: гиперадаптивные (универсалы по потреблению информации из различных источников) и низкоадаптивные, даны рекомендации по формированию наиболее благоприятной «учебной» обстановки с учетом адаптивности к информационно-технологической среде и обоснование необходимости параллельного реинжиниринга информационной системы и информационной культуры коллектива пользователей. Сформулированы:

1) рекомендации по определению содержания, организации учебных групп и процесса обучения информатике работников управления образованием;

2) требования, которые необходимо соблюдать при проектировании системы обучения информатике взрослых;

3) требования к знаниям, умениям, навыкам и уровню понимания явлений и процессов в области информатики работников территориальной (областной) системы управления образованием;

4) рекомендации по снижению затрат на обучение специалистов информатике посредством концентрации содержания и интенсификации образовательного воздействия.

Определены:

1) этапы образовательного воздействия в области информатики на работников управления образованием в соответствие с выделенными уровнями их информационно-технологической компетентности и компетенциями различных групп специалистов;

2) влияние специфики профессиональной деятельности работников управления образованием на основе разработанной в рамках диссертационного исследования территориальной автоматизированной информационной системы управления образованием на отбор содержания обучения информатике, выбор средств обучения, мотивацию обучаемых;

3) механизм регуляции процесса обучения на основе усиления обратных связей образовательного воздействия в области информатики и влияния на виртуальную среду:

3.1 посредством комплекса действий, предпринимаемых тьюторами в результате негативных прогнозов успешности обучения;

3.2 совершенствованием в процессе эксплуатации электронного глоссария виртуальной среды разработчиками и потребителями (в том числе, обучаемыми информатике);

3.3 выбора обучаемыми степени визуализации транслируемых сведений;

3.4 посредством ведения обучаемыми протоколов затруднений. Разработаны:

1) схема входных/выходных потоков метамодели непрерывного обучения информатике специалистов;

2) механизм реализации элемента семантического подхода в обучении информатике, базирующегося на проектировании образовательного воздействия в области информатики по результатам анализа тезауруса обучаемого;

3) технологические решения состоящие в:

1 3.1 генерации маршрутов образовательного воздействия в области информатики на специалистов на стратегическом, тактическом и оперативном уровнях (модуль автоматизированной информационно-управляющей системы «Rating»), реализующей интеграцию синергетического и компетентностного подходов к проектированию системы обучения информатики;

3.2 прогнозировании перспективных направлений и успешности обучения информатике, где в качестве инструмента прогностического моделирования используется нейросеть;

4) алгоритм оценки эффективности обучения информатике.

Выведены формулы, определяющие:

1) эффективность обучения информатике -

Эффективность = Д^ / С [баллы/рубли], (6)

где [баллы] - приращение интегрального показателя информационно-технологической компетентности, С [рубли] - стоимость обучения;

2) приращение эффективности обучения информатике -

ДЭффективность = AI,™* |V2-Vi| /V2/V,/S,t (7)

где V^^i] - объем учебного курса, S [рубли] - себестоимость одного часа учебного курса.

Экспериментально подтверждены. 1) Сокращение временных затрат при концентрации содержания метадисциплины «Информатика», осуществляемое за счет: А) межпредметной интеграции знаний, когда подбор методов и технологий обработки информации для изучения в предметной области

«Информатика» ведется с учетом специфики профессиональной деятельности обучаемых [это решение в среднем позволяет экономить до 10% учебного времени];

Б) использования семантических сетей при изучении нового материала [экономит до 6% учебного времени];

В) генерации маршрута обучения информатике в соответствии с протоколом рассогласования эталонного и индивидуального профиля ИТК обучаемого специалиста [сокращает затраты учебного времени до 14%];

Г) организации обучения в форме разработки практико-ориентированных исследовательских проектов [сокращает временные затраты до 7%]. 2) Сокращение временных затрат при интенсификации образовательного воздействия в области метадисциплины «Информатика» за счет:

A) усиления положительной мотивации специалистов к обучению в области

информатики, определяемого возможностью достижения более высокого уровня профессиональной реализации в результате овладения новыми, более эффективными технологиями обработки информации [экономит до 2% учебного времени];

Б) учета индивидуальных психологических особенностей специалистов [экономит до 2% учебного времени];

B) выделения микрогрупп из специалистов с наиболее близкими профессиональными характеристиками (категорией, стажем, должностью, базовым образованием и т.д.) и маршрутами обучения [экономит до 3% учебного времени].

Произведена оценка разработанной в рамках диссертации системы обучения информатике взрослых и получен результат - эффективность обучения информатике в разработанной системе по сравнению с традиционной возросла в 1,08 раза.

В главе 4 «Модернизация системы обучения информатике работников управления образованием в рамках концепции ее непрерывного реинжиниринга» рассматривается решение четвертой и пятой задач исследования.

В ней описывается механизм проектирования образовательного воздействия в области информатики на работника управления образованием на базе метамодели системы обучения информатике и особенности придания этому воздействию формы деловой игры.

Определен комплекс целей (психолого-педагогических, культурно-просветительских, профессионально-ориентированных, методических, исследовательских, творческих), достигаемых при организации образовательного воздействия в области информатики на работников управления образованием, спроектированного на базе разработанной метамодели, в форме деловой игры.

Выделены этапы реализации образовательного воздействия в области информатики в форме деловой игры: аналитический; организационно-подготовительный; игровой; обобщающий.

В. главе приведены сценарии трех деловых игр по подготовке исследовательских групп из числа работников управления образованием, разработанных и апробированных в рамках диссертационного исследования. Сценарии основываются на технологии исследования информационных объектов.

Приведены технологические решения по входному, оперативному и итоговому аудиту информационно-технологической компетентности специалистов. Описывается технология аудита понятийного аппарата, алгоритмической культуры и пользовательских навыков в области информатики на базе фреймов. В аудите понятийного аппарата выделены 4 этапа: от простейшего распознавания дескриптора или дефиниции до построения семантической сети.

Даны рекомендации по использованию результатов аудита в виде массивов оценок значений параметров информационно-технологической компетентности, рейтингов аттестуемых, коэффициентов значимости для развития системы обучения информатике.

В главе подтверждена более высокая адаптивность разработанной системы обучения информатике взрослых (СОИВ) по сравнению с традиционной, обеспечиваемая снижением затрат времени от момента поступления заявки до приведения СОИВ в готовность для реализации услуги (до 40 часов) и снижением трудоемкости реинжиниринга СОИВ посредством его автоматизации на базе многоуровневого моделирования (не менее, чем в 2 раза).

В этой главе обоснована эффективность практического применения метамодели непрерывного обучения информатике и найденных технологических решений для совершенствования системы обучения информатике работников управления образованием.

В главе обобщены подтверждения второго и третьего положений, выносимых на защиту. Подтверждается гипотеза исследования о повышении адаптивности системы обучения информатике к информационно-технологическим условиям профессиональной деятельности специалистов в результате многоуровневого моделирования непрерывного образовательного воздействия в области информатики на работников управления образованием с использованием автоматизированных информационно-управляющих систем на базе модели информационно-технологической компетентности специалистов, также подтверждается повышение ее эффективности.

В ПРИЛОЖЕНИЯХ представлены: маршруты подготовки в области информатики работников управления образованием различных специальностей; описание и инструкции по эксплуатации модулей автоматизированной информационно-управляющей системы; примеры результатов исследовательской деятельности специалистов, обучаемых информатике на базе автоматизированной информационно-управляющей системы; образцы анкет.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В процессе проведенного исследования, посвященного повышению адаптивности системы обучения информатике работников управления образованием к быстро изменяющимся информационно-технологическим условиям профессиональной деятельности, впервые в теории и методике обучения информатике были получены следующие РЕЗУЛЬТАТЫ: 1 теоретически обоснованы:

1.1 целесообразность применения метамоделирования, компетентност-ного, семантического и синергетического подходов к проектированию и осуществлению образовательного воздействия в области информатики;

1.2 целесообразность комплексного моделирования профессиональной и обучающей информатике виртуальных сред;

1.3 трехуровневая структура метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием;

1.4 зависимость информационной составляющей технологий профессиональной и образовательной деятельности;

1.5 назначение, структура и функции адаптивной виртуальной среды профессиональной деятельности;

1.6 обучающее воздействие в области информатики адаптивной виртуальной среды профессиональной деятельности, а также использования ее как эффективного средства обучения информатике и формирования благоприятных условий обучения информатике;

1.7 прогностическая функция метамодели непрерывного обучения информатике;

2 разработана трехуровневая метамодель непрерывного обучения информатике взрослых, позволяющая проектировать процесс обучения на стратегическом, тактическом и оперативном уровнях;

3 сформирован понятийный аппарат по проблеме из 12 дефиниций;

4 выведены формулы, позволяющие производить количественную оценку приращения информационно-технологической компетентности, сложности процесса обучения, эффективности и адаптивности системы обучения информатике; увеличения временных затрат на процесс обучения информатике;

5 разработана автоматизированная информационно-управляющая система поддержки территориальной системы управления образованием, обладающая образовательными и адаптивными функциями, позволяющими осуществлять непрерывное развитие виртуальной среды профессиональной деятельности и системы обучения информатике взрослых;

6 разработан ряд технологических решений:

а) самоорганизации методической системы обучения информатике в профессиональной деятельности работников управления образованием;

б) по отбору содержания обучения информатике, повышающих его актуальность;

в) по представлению и структурированию учебного материала, позволяющих

интенсифицировать процесс обучения и снизить погрешности трансляции;

г) по прогнозированию развития системы обучения информатике взрослых;

д) по интеграции специальных знаний потребителей из области их профессиональной деятельности и знаний из области информатики, обеспечивающей более высокий уровень целостности их представлений об объектах и процессах профессиональной деятельности и повышающей прикладную ценность получаемых знаний из области информатики;

е) по использованию автоматизированной информационно-управляющей

системы в режиме эмуляции для тренинга потребителей образовательных

услуг (например, работников управления образованием) в области информатики, позволяющей интенсифицировать процесс обучения одновременно в двух областях знания - специальной (например, управления образованием) и информатики;

ж) по обеспечению возможности смены ролей «обучающий»-«обучаемый» между автоматизированной информационно-управляющей системой и пользователем, способствующей развитию виртуальной среды профессиональной деятельности;

з) по использованию метода проектов и сетевой формы координации при обучении информатике в профессиональной деятельности;

и) по организации обучения информатике в форме корпоративной деятельности, способствующей повышению уровня информационной культуры профессиональных коллективов и воспитанию ответственного отношения обучаемых к последствиям своей деятельности в виртуальной среде.

7 экспериментально обоснована эффективность практического применения разработанной метамодели для реинжиниринга системы обучения информатике взрослых, обеспечивающего синхронизацию изменений виртуальной среды профессиональной деятельности и системы обучения информатике взрослых (разработанная система эффективнее традиционной в 1,08 раза);

8 экспериментально подтверждены:

8.1 повышение эффективности и адаптивности системы обучения информатике, разработанной на базе метамодели непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием в рамках концепции непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике;

8.2 актуализация содержания обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности;

8.3 эффективность использования программного аналитического комплекса методической системы обучения информатике в аттестации информационно-технологической компетентности работников образования.

В целом, разработанная метамодель непрерывного обучения информатике обеспечивает повышение эффективности системы обучения информатике специалистов в 1,08 раза по сравнению с традиционной.

Результаты диссертационной работы подтверждают актуальность, научную новизну, теоретическую и практическую значимость.

Проведенное исследование позволяет сделать следующие ВЫВОДЫ:

1. в условиях формирующегося информационного общества многоуровневое моделирование системы непрерывного обучения информатике в сфере дополнительного профессионального образования в рамках концепции непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике позволяет повысить ее адаптивность и эффективность, обеспечить оперативное изменение содержания и технологии обучения информатике;

2. решена крупная научная проблема, имеющая важное для теории и методики обучения и воспитания (информатика, уровень профессионального образования) значение: теоретически обоснованы и разработаны трехуровневая структура метамодели непрерывного обучения информатике работников управления образованием, концепция непрерывного реинжиниринга системы обучения информатике работников управления образованием, базирующаяся на комплексном применении системного, синергетического, семантического и компетентностного подходов.

Метамодель системы обучения информатике специалистов дает комплексное определение направлений развития методики обучения информатике и информационным технологиям в профессиональном образовании.

Перспективой развития исследования является: повышение чувствительности метамодели; обогащение специализированного комплекса поддержки и совершенствования профессиональных знаний, умений и навыков персонала системы образования в области информационных технологий узкофункциональными и культурологическими блоками. Особым направлением развития должно быть воспитание особого чувства ответственности за последствия своей виртуальной деятельности.

Все поставленные задачи решены полностью, технологические разработки переданы к внедрению в процессы управления образованием Курганской области, профессиональной подготовки/переподготовки и повышения квалификации работников управления образованием в области информатики и информационных технологий, что подтверждается актами о внедрении.

Основное содержание и результаты исследований по теме диссертации отражены в 63-х работах автора общим объемом в 47 п.л.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

(составлен в хронологическом порядке) Монографии

1 Кайнина Л.Л. Синхронизация изменений информационного пространства

профессиональной деятельности и системы обучения информатике работников управления: Монография. - Курган: Изд-во Курганского госуниверситета, 2003. -110 с. (6,9 п.л.).

2 Кайнина Л.Л. Адаптивная виртуальная среда обучения информатике в

изменчивом информационном пространстве: Монография. - Курган: Изд-во Курганского госуниверситета, 2004. - 108 с. (6,75 п.л.).

Учебные пособия и методические рекомендации

3 Кайнина Л.Л. Внутришкольный контроль: информатика и информационные

технологии. - Курган: Изд-во ИПКРО, 2000. -24 с. (1,5 п.л.).

4 Кайнина Л.Л. Параметры информационного пространства учреждения

образования. - Курган: Изд-во ИПКРО, 2000. - 40 с. (2,5 п.л.).

5 Кайнина Л.Л. Информационная карта учреждения образования: оценка

качества деятельности. - СПб.: Изд-во АИО, 2001.-12 с. (0,75 п.л.).

6 Кайнина Л.Л. Практикум по М8 Ой1ее: Учеб. пособие. - Курган: Изд-во

Курганского госуниверситета, 2001.-108 с. (6,75 п.л.).

7 Кайнина Л.Л.., Копыльцов А.В., Фокин Р.Р Компьютерные технологии

разработки программных продуктов: Учеб.пособие. - СПб.: Изд-во ЛГОУ им.А.С.Пушкина, 2003. - 136 с. (8,5 п.л./ 0,8 п.л.). ,

Статьи в научных сборниках и журналах

8 Кайнина Л.Л. Элементы социальной информатики //Наука и образование

Зауралья. - 1999. - N1-2(4-5).- С.65-67 (0,13 п.л.).

9 Кайнина Л.Л. Информатизация и информатика в учреждениях образования

Курганской области //Педагогическое Зауралье. - 2000. - №2.-Курган:Изд-во ИПКРО Курганской обл., 2000.- С.53-54 (0,13 п.л.).

10 Кайнина Л.Л. Оптимизация информационного пространства системы управления образованием //Наука и образование Зауралья. - 2000. - №3. -С.71-73 (0,13 п.л.).

11 Кайнина Л.Л. Информационное поле оценки качества деятельности учебного заведения //Межвузовский сборник научных трудов

«Информатика - исследования и инновации». Вып. 5. - СПб.:ЛГОУ им.А.С.Пушкина,2001.-С.62-64 (0,13 п.л.).

12 Кайнина Л.Л. Информационные системы поддержки процедур лицензирования, аттестации, аккредитации учреждений образования //Межвузовский сборник научных трудов «Телекоммуникации, математика и информатика - исследования и инновации». Вып. 6. - СПб.:ЛГОУ им. А.С.Пушкина, 2002. - С.230-232 (0,25 п.л.).

13 Кайнина Л.Л. Подготовка административно-управленческого персонала сферы образования к эффективной эксплуатации современных информационных систем //Межвузовский сборник научных трудов «Телекоммуникации, математика и информатика - исследования и инновации». Вып. 6. - СПб.:ЛГОУ им. А.С.Пушкина, 2002. - С.232-233 (0,13 п.л.).

14 Кайнина Л.Л. Алгоритм оценки качества деятельности образовательного учреждения //Межвузовский сборник научных трудов «Телекоммуникации, математика и информатика - исследования и инновации». Вып. 6. - СПб.:ЛГОУ им. А.С.Пушкина, 2002. - С.254-255 (0,13 п.л.).

15 Кайнина Л.Л. Информационное пространство территориальной системы управления образованием //Школа.- 2002.- №2. - С.55-60 (0,38 п.л.).

16 Кайнина Л.Л. Адаптивная виртуальная среда управления образованием //Компьютерные учебные программы,- 2003. - № 2(33). - М.: Изд-во ИНИНФО.-С.13-36 (1,5 пл.).

17 Кайнина Л.Л. Развитие системы управления образованием в адаптивном информационном пространстве //Педагогическая информатика. - 2003. - № 4.-С.75-84 (0,44 п.л.).

18 Кайнина Л.Л. Освоение специалистами новых средств труда и технологических решений в курсе информатики //Межвузовский сборник научных трудов «Телекоммуникации, математика и информатика -исследования и инновации». Вып. 7. - СПб.:ЛГОУ им. А.С.Пушкина, 2003. - С.34-41 (0,5 пл.).

19 Кайнина Л.Л. Формирование информационного пространства территориальной системы управления образованием //Интеграция образования. -2004,-№1.-С.103-105 (0,2 п.л.).

20 Кайнина Л.Л. Синхронизация изменений информационно-технологических

условий профессиональной деятельности и системы обучения

информатике специалистов //Наука и школа.- 2004. - №1. - С.43-45 (0,2 П.Л.).

21 Кайнина Л.Л. Прогнозирование результатов обучения на базе нейросетей //Математическое моделирование: естественнонаучные, технические и гуманитарные приложения: Сборник научных трудов. - СПб.:ЛГОУ им.А.И.Пушкина, 2004. - С.69-71 (0,13 п.л.).

22 Кайнина Л.Л. Оценка эффективности образовательного воздействия в области информатики //Математическое моделирование: естественнонаучные, технические и гуманитарные приложения: Сборник научных трудов. - СПб.ЛГОУ им.А.И.Пушкина, 2004. - С.79-82. (0,3 ал.).

23 Кайнина Л.Л. Подготовка кадров к эффективному управлению в условиях

информатизации //Открытое образование.- 2004.- №4. - С.35-45 (0,69 п.л.).

24 Кайнина Л.Л. Принципы организации образовательного воздействия в области информатики //Педагогическая информатика.- 2004.- №3. - С. 102105 (0,25 п.л.).

Доклады на научно-практических конференциях

25 Кайнина Л.Л. Осознание утилитарной ценности знаний и умений как стимул

к обучению //Материалы конференции "НИТ в педагогическом образовании" (г.Магнитогорск, 24 февраля 1995 года). - Магнитогорск: Республиканский центр НИТ, 1995. -С.30-31 (0,13 п.л.).

26 Кайнина Л.Л., Румянцев И А, Шляго А.Н. Информология и ее образовательное значение в информатике //Тезисы докладов регион, конф. "Современные технологии обучения" (16-17 апреля 1996 г.С.-Петербург) -СПб.:МПГ "Поликом",1996.- С.18-19 (0,13/ 0,07 пл.).

27 Кайнина Л.Л. Региональные проблемы использования компьютеров в

обучении //Сборник материалов научно-практической конференции «Средства обучения как условие повышения эффективности учебно-познавательной деятельности учащихся» /Под ред.И.М.Чередова -Омск: Изд-во ОмГПУ, 1997. -С.6-7 (0,13 пл.).

28 Кайнина Л.Л. Информатика в учреждениях образования Курганской области //Материалы VII международной конференции-выставки "Информатизация непрерывного образования". (3-6 ноября 1997 года. Москва) - М.:Ротэкс,1997. - С.37-38 (0,13 пл.).

29 Кайнина Л.Л. Информатизация системы образования Курганской области:

настоящее и будущее //Сборник материалов научно-практической конференции "Областной образовательный стандарт по информатике" (27-

28 ноября 1997 года, Курган). - Курган:Изд-во ИПКРО, 1997. - С.5-7 (0,19п.л.).

30 Кайнина Л.Л. Компьютерный практикум по системному анализу //Сборник

материалов VII Международной конф.-выставки "ИТО-98" (Москва, 10-13 февраля 1998 года). Секция 3: Информационные технологии, телекоммуникации в управлении и обучении. - М.: Изд-во МИФИ,1998. -С.34 (0,07 п.л.).

31 Кайнина Л.Л. Систематизация как компонент интегрирующей сущности информатики. //Сборник материалов VIII Международной конф.-выставки "ИТО-98/99"(Москва, 3-6 ноября 1998 года). Направление А: Концептуальные вопросы информатизации образования. - М.: Изд-во МИФИ, 1998. - С.28 (0,07 п.л.).

32 Кайнина Л.Л. Развитие автоматизированной системы управления образованием территории. //Сборник трудов XII Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании» (Москва, 4-8 ноября 2002 года). Часть VII. - М.: Изд-во МИФИ,2002. -С.12-13(0,13п.л.).

33 Кайнина Л.Л. Региональная автоматизированная информационная система управления образованием. //Материалы VIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика-2002» (Санкт-Петербург, 26-28 ноября 2002 года). В 2-х ч. Ч. 2. - СПб.:СПОИСУ-ФГУП; Изд-во «Политехника», 2002.- С.69 (0,07 п.л.).

34 Кайнина Л.Л. Метамодель методической системы подготовки специалистов управления образованием //Материалы VIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика-2002» (Санкт-Петербург, 26-28 ноября 2002 года). В 2-х ч. 4.2. - СПб.:СПОИСУ-ФГУП; Изд-во «Политехника», 2002.- С.69-70 (0,13 п.л.).

35 Кайнина Л.Л., Копыльцов А.В. Модель оценки качества обучения //Материалы VIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика-2002» (Санкт-Петербург, 26-28 ноября 2002 года). В 2-х ч. 4.2. - СПб.:СПОИСУ-ФГУП; Изд-во «Политехника», 2002. -С.72 (0,07 п.л./0,03 п.л.).

36 Кайнина Л.Л. Подготовка специалистов системы управления к деятельности в новых информационных условиях //Информационные технологии в высшей и средней школе: Материалы всероссийской научно-практической конференции (Нижневартовск, 16-19 апреля 2003 года). -

Нижневартовск: Изд-во Нижневартовского пединститута, 2003. - С.26-27 (0.13 нл)

37 Кайнина Л.Л. Реинжиниринг системы обучения информашке //IX Санкт-

Петербчрюкая межд) народная конференция «Региональная информатика -2004 (РИ-2004)». Санкт-Петербург. 22-24 июня 2004 г.: Материалы конференции. - С11б.:СПОИСУ-ФГУП: Изд-во «Политехника», 2004.-С.286-287 (0.13 ил.).

38 Кайнина Л.Л. Оценка эффективности образовательного воздействия в облает информатики //IV научно-практическая конференция «Информационные технологии в образовании (ИТОропоц-2004)», 14-15 октября 2004 года. Ростов-на-Дону: Материалы конференции. - Ростов-на-Дону:Изд-во Д0НИИНФ0,2004.-С.61-63 (0,13 п.л.).

39 Кайнина Л.Л. Приложение семантического подхода к проектированию системы обучения информатике //Сборник трудов XIV конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». Москва. 1-5 ноября 2004 года. Часть II.- М.:Изд-во МИФИ.2004,- С.39-41 (0,13 п.л.).

КАЙНИНА Лариса Леонидовна

Метамодель непрерывного обучения информатике в адаптивной виртуальной среде профессиональной деятельности работников управления образованием

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Подписано в печать 21.12.2004 Заказ № 553

Формат 60*24 1/16 Уел печл. 2 7S Тираж 150 жз

Бума!а тип №1 ,^"'Уч.-юл.л. 2. &е|плапю

444

Издэтельско-полиграфический центр Курганского го<|удэ|жтфЛо® университета

640669, г Курган, ул Гоголя\25 з | | '----

ГОУ ВПО «Курганский государственный унжерс^ер/ Ц 2

441 о ц;ЕЗ 2СС5