Методика изучения информационных систем в высшей педагогической школе

Соболева, Марина Леонидовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика изучения информационных систем в высшей педагогической школе

Автореферат

Автор научной работы: Соболева, Марина Леонидовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2003
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика изучения информационных систем в высшей педагогической школе"

На правах рукописи

СОБОЛЕВА МАРИНА ЛЕОНИДОВНА

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ВЫСШЕЙ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ШКОЛЕ

Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания

(информатика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва-2003

Работа выполнена на кафедре теории и методики информатики и дискретной математики математического факультета Московского педагогического государственного университета

Научный руководитель:

Кандидат педагогических наук, профессор ЖДАНОВ Сергей Александрович

Официальные оппоненты:

Доктор педагогических наук, профессор БЕШЕНКОВ Сергей Александрович

Кандидат педагогических наук, доцент МАМОНТОВА Елена Анатольевна

Ведущая организация - Московский городской педагогический

университет

Защита диссертации состоится "¿»б-" 2003 г. в /г часов

на заседании Диссертационного Совета Д 212.154.18 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: Москва, ул.Краснопрудная, д.14, ауд. 301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, ул. Малая Пироговская, д.1

Автореферат разослан ¿£¿^£¿»2-2003г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Г[1 ЛУДИНА Г.Б.

2.0©?- А^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Информатизация всех сфер жизнедеятельности человека подтверждает факт изменения инфосферы в ноосферу - информационную среду человеческого разума, на основе которого развивается современное общество, в том числе наука, кулыура и образование.

Изменения, происходящие в обществе в процессе информатизации, существенно влияют на систему образования. В данных условиях необходимо проектировать и строить новую практику образования, соответствующую потребностям общественного развития.

Психолого-педагогические аспекты образования в условиях процесса информатизации рассматривались в исследованиях Г.А.Балла, ПЛ.Гальперина, Б.С.Гершунского, Е.И.Машбица, Н.Ф.Талызиной и др.

Дидактико-методические аспекты нашли свое отражение в работах С.А.Бешенкова, А.П.Ершова, С.А.Жданова, С.Д.Каракозова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, В.Л.Матросова, И.В .Роберт и др.

С помощью новых технологий обучения вузовское образование должно подготавливать специалистов качественно нового уровня. Специалист качественно нового уровня должен владеть современными методами поиска, обработки, использования информации; быть способен к проектной деятельности на основе системного подхода; уметь пересматривать накопленную информацию, в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики; иметь навыки работы с ЭВМ нескольких типов, различными вспомогательными устройствами, с системными и прикладными программными средствами общего назначения; владеть умениями работы в локальных сетях, системах телекоммуникаций и др.

Важной предпосылкой для формирования необходимых качеств у студентов специальности 030100-информатика является изучение различных направлений информатики с использованием новых методических разработок, основанных на современных технологиях обучения с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОСВПО) второго поколения (2000 год).

Одно из направлений современной информатики - это область разработки и проектирования информационных систем, изучение которой является неотъемлемой частью современной подготовки специалистов качественно нового уровня по специальности "информатика".

Вопросам разработки и проектирования информационных систем посвящены многие работы отечественных исследователей Г.Г.Балыко, В.В.Бойко, А.М.Вендров, В.И.Пугач, Г.И.Ревунков, В.М.Савинков, В.Н.Четвериков и др. и зарубежных авторов К.Бегг, К.Дейт, Я.Дитрих, Т.Коннолли, Дж.Мартин, Д.Мейер, А.Саймон и др. Их работы отражают специфику проектирования и разработки баз данны^^^^^ррйН !НЫ для студентов технических вузов и специальностей! Г УС'вцБЛИОТЕКА

Методические аспекты обучения разделу "Базы данных" в учебных курсах подготовки будущих учителей естественно-математических специальностей представлены в исследованиях В.А.Буцика, С.А.Жданова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, И.П.Моисеева и др., которые основывались на ГОСВПО до 1995 года.

Для педагогических специальностей естественно-математического направления с учетом требований ГОСВПО (1995 года) были разработаны методики обучения в области баз данных и систем управления базами данных следующих авторов: С.В.Лаптева, Т.А.Никифорова, Н.В.Сазонова, А.М.Яшин и др. Данные методические разработки носят несистемный характер. В них рассмотрены отдельно вопросы либо проектирования и построения баз данных, либо создания систем управления базами данных, что недостаточно для формирования целостного представления об информационных системах у студентов - будущих учителей информатики с учетом требований ГОСВПО второго поколения (2000 года).

Отсюда, возникает необходимость в разработке методической системы обучения информационным системам по специальности 030100-«информатика». Из ГОСВПО 2000 года следует, что вопросы из области информационных систем включены в разные учебные дисциплины, такие как "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике". Следовательно, для эффективного формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем необходимо применение системного подхода при разработке методической системы курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе.

С учетом стремительного развития информатики возникает необходимость в систематизации и пополнении понятийного аппарата по обучению информационным системам.

Вопросами по формированию научных понятий в сознании учащихся занимались многие педагоги и психологи, такие как Д.Н.Богоявленский, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов, А.Н.Леонтьев, Н.А.Менчинская, С.Л.Рубинштейн, Н.Ф.Талызина, А.В.Усова, М.Н.Шардаков и др.

О необходимости и важности систематизации понятийного аппарата информатики говорится в работах В.К.Белошапки, С.А.Бешенкова, А.П.Ершова, А.А.Кузнецова, В.М.Монахова, и др.

Таким образом, актуальность исследования обусловлена тенденцией совершенствования методики обучения информационным системам при подготовке будущих учителей информатики, основанной на требованиях ГОСВПО второго поколения (2000 года), и, следовательно, необходимостью формирования у студентов знаний, умений и навыков в области информационных систем.

Анализ теории и практики обучения в области информационных систем будущих учителей информатики показал, что в процессе преподавания

возникает противоречие между необходимостью системного изучения вопросов в области информационных систем в профессиональной подготовке будущих учителей информатики с одной стороны, и недостаточной проработанностью соответствующих методических разработок с другой.

Данное противоречие определило проблему данного диссертационного исследования, которая заключается в обосновании структуры и принципов отбора содержания обучения в области информационных систем при подготовке студентов по специальности 030100-информатика, а также в разработке соответствующей методической системы.

Цель исследования заключается в определении структуры и содержания обучения в области информационных систем в системе профессиональной подготовки студентов по специальности 030100-информатика, а также в систематизации понятийного аппарата и разработке методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков при изучении информационных систем, этапов и подходов их разработки, проектирования и реализации.

Объект исследования - процесс обучения информатике.

Предмет исследования - структура и содержание методической системы курсов по изучению информационных систем в обучении студентов по специальности 030100-информатика в высшей педагогической школе.

Гипотеза исследования состоит в том, что разработанная методическая система курсов по изучению информационных систем будет способствовать более глубокому усвоению знаний и эффективному формированию умений и навыков при подготовке специалистов - будущих учителей информатики в области информационных систем.

Для достижения поставленной цели на основании выдвинутой гипотезы были сформулированные следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать опыт преподавания информационных систем в подготовке будущих учителей информатики.

2. Спроектировать структуру и выделить содержание обучения в области информационных систем, а также разработать методическую систему курсов по изучению понятия "информационная система" в педагогическом вузе.

3. Отобрать содержание понятий из области информационных систем для обучения студентов по специальности «информатика» и построить на их основе систему, применяя метод структурного анализа и проектирования.

4. Экспериментально проверить эффективность разработанной методической системы курсов и системы понятий при изучении информационных систем в подготовке учителей информатики.

Для решения поставленных задач в диссертационном исследовании использовались следующие методы: изучение и анализ научной, философской, дидактической, методической и специальной литературы отечественных и зарубежных авторов; анализ Государственных

образовательных стандартов высшего профессионального образования (1990 год, 1995- год, 2000 год), программ, учебных пособий и методических рекомендаций школьного и вузовского курсов информатики в области информационных систем; педагогические методы: анкетирование, беседа с преподавателями и учащимися, наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью студентов, экспертные оценки; проведение педагогического эксперимента; анализ и обобщение опытно-экспериментальной работы; системный метод; метод структурного анализа и проектирования.

Общей теоретико-методологической основой исследования послужили системный подход к действительности, в частности, процессу обучения, отраженный в работах В.Г.Афанасьева, Ю.К.Бабанского, ВЛЪБеспалько, ДВ.Занкова, А.В.У совой А.Д.Холла и др.

Научная новизна исследования определяется: 1) построением структуры и выделением содержания методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в процессе изучения информационных систем; 2) разработкой системы понятий структурированной на основе метода структурного анализа и проектирования; соответствующих требованиям ГОСВПО второго поколения по специальности "информатика".

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что разработанная методическая система курсов по изучению информационных систем в обучении студентов - будущих учителей информатики и построенная система понятий позволяют более эффективно осуществлять подготовку студентов по специальности информатика к профессиональной деятельности.

Практическая значимость исследования заключается в разработке 1) структуры и содержания методической системы курсов на основе системного подхода; 2) системы понятий посредством метода структурного анализа и проектирования; и их внедрения в учебный процесс специальности 030100-информатика.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивалась анализом теоретических положений по проблеме исследования, моделированием процесса обучения в области информационных систем будущих учителей информатики, репрезентативностью выборки обследованных студентов, подтверждением гипотезы исследования, обработкой результатов педагогического

эксперимента, результатами внедрения методических разработок по теме исследования в учебный процесс по специальности "информатика".

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась посредством публикаций в различных научно-методических сборниках (19992003 гг.), через выступления на ежегодной научно-практической конференции Московского педагогического государственного университета (Mill У), а также через внедрение результатов исследования в учебный процесс математического факультета МПГУ (2001-2002,2002-2003 уч. гг.).

На защиту выносятся:

1. Методическая система курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе.

2. Система понятий, разработанная на основе метода структурного анализа и проектирования, способствующая оптимизации процесса обучения студентов педагогических вузов по специальности 030100-информатика в области информационных систем.

Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, четырех приложений. В диссертации приведены 3 рисунка, 7 таблиц, 48 схем.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулирована цель, проблема диссертации, выделены объект, предмет исследования, выдвинута гипотеза, определены задачи исследования, указаны методы исследования, раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, содержатся сведения об апробации результатов исследования, а также определены положения, выносимые на защиту.

В первой главе - "Теоретические основы формирования понятия "информационная система" в обучении будущих учителей информатики" -раскрыты философские и логические основы теории понятий и понятия "информационная система", проанализированы различные концепции обучения в области информационных систем в педагогическом вузе, а также рассмотрены психолого-педагогические аспекты методической системы курсов по изучению информационных систем в подготовке будущих учителей информатики.

В первом параграфе в хронологической последовательности рассматриваются процесс развития учения о понятиях, структура и содержание понятия, методы образования понятий, классификация и определение понятия, а также философские и логические основы понятия "информационная система".

Усвоение понятия в сознании зависит от уровня развития приемов мышления у учащихся, таких как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование

и обобщения, которые в теории понятий именуются методами образования понятий. Таким образом, процесс формирования понятий будет более эффективным, если студенты будут иметь хорошие навыки мыслительной деятельности при анализе, синтезе, сравнении, абстрагировании и обобщении различных изучаемых понятий теории информационных систем, что можно достичь при использовании в учебном процессе системы понятий, созданной на основе метода структурного анализа и проектирования.

Проанализировав различные классификации понятий, был сделан вывод, что система понятий должна иметь иерархическую структуру, при этом любое понятие необходимо определять для более эффективного усвоения учебного материала при подготовке будущих учителей информатики в области информационных систем.

Ключевым понятием разрабатываемой системы понятий является "информационная система".

Существует большое множество определений понятия "информационная система". Из различных трактовок данного понятия следует, что понятие "информационная система" нельзя определить остесивно и исследователи рассматривают его как понятия "информация" и "система", т.е. используют вербальный тип определения понятия.

Учитывая вышесказанное в данном параграфе диссертационного исследования, был проведен анализ различных определений понятий "информация" и "система", а также были рассмотрены классификации информационных систем.

Во втором параграфе представлены различные концепции обучения в области информационных систем.

Анализ различных концепций обучения информатике показал, что вопросам теории информационных систем уделяется большое внимание, как со стороны отечественных ученых, так и зарубежных авторов.

К началу 90-х годов на русском языке появилось довольно много переводной литературы зарубежных авторов посвященной основам теории информационных систем, в частности принципам построения и использования баз данных. Прежде всего это фундаментальные работы К.Дейта, Дж.Мартина, Д.Мейера, Дж.Ульмана, Д.Цикритаиса и Ф.Лоховски по проблеме проектирования баз данных.

Также были разработаны к этому периоду времени учебники и учебные пособия по основам информационных систем для студентов университетов и технических вузов. Многие авторы В.В.Бойко, А.И.Змитрович, В.П. Мешалкин, Г.И.Ревунков, В.М.Савинков и др. отражали в своих работах специфику обучения в технических вузах и университетах, в связи с этим учебный материал по обучению проектированию и разработке компонента информационных систем баз данных рассматривался односторонне: либо теоретическая направленность преобладала, либо сугубо практическая.

В начале 90-х годов педагогические вузы разрабатывают собственные варианты учебных планов по специальностям, основываясь на ГОСВПО, с различной степенью полноты и глубины изучения отдельных учебных курсов. Многие исследователи В.А.Буцик, С.А.Жданов, Э.И.Кузнецов, М.П.Лапчик, И.П.Моисеев и др. базы данных и системы управления базами данных рассматривают как элементы учебных курсов по информатике для подготовки учителей информатики в рамках дополнительной специальности.

Вопросам обучения теории баз данных и систем управления базами данных после 1995 года посвящен ряд-исследований в области информатики, авторами которых являются С.В.Лаптева, Т.А.Никифорова, Н.В.Сазонова, А.М.Яшин и др.

Таким образом, рассмотренные и проанализированные концепции дают представление о том, на каком уровне преподавания находятся учебные курсы, связанные с обучением теории баз данных, информационным системам, системам управления базами данных и т.д.

В третьем параграфе рассматриваются основные концепции структуры учения, а также учения об усвоении понятий в психологии и педагогике.

Обосновывается необходимость системного подхода при построении системы курсов и ее подсистемы - системы понятий по обучению в области информационных систем.

Положения, изложенные в первой главе, позволяют сделать следующие общие выводы:

1. На сегодняшний день существует необходимость в разработке и апробации методической системы курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе, с учетом требований ГОСВПО второго поколения специальности 030100-информатика по учебным курсам "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы" и "Теория и методика обучения информатике".

2. Систему курсов по изучению информационных систем можно представить в виде педагогической системы, являющейся системой более низкого порядка по отношению к системе обучения будущих учителей информатики, при этом она должна иметь следующие структурные компоненты: специфическую цель, содержание учебной дисциплины, средства, методы, формы обучения, обучающихся и преподавателей.

3. Необходимо построить иерархически упорядоченную систему понятий для более эффективного изучения информационных систем.

4. Система понятий является подсистемой системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем, при построении которой необходимо определить ее цель, подсистемы и их взаимодействие, объединить подсистемы в единое целое, ввести систему в учебный процесс и проверить ее работоспособность посредством контроля знаний обучаемых.

Во второй главе - "Методическая система курсов по изучению информационных систем в профессиональной подготовке учителей информатики" - описывается структура и содержание системы курсов по подготовке учителей информатики в области информационных систем и ее апробация в учебном процессе.

В диссертационном исследовании структура системы курсов представлена в виде педагогической системы, а в условиях взаимодействия преподавателя и учащихся, как система более низкого порядка по отношению к педагогической системе - как методическая система.

В свою очередь методическую систему курсов по изучению информационных систем, с учетом требований второго поколения ГОСВПО *

по специальности 030100-информатика, можно представить в виде (

совокупности подсистем, которые представляют собой: I

1) методическую систему обучения по разделу "Базы данных и системы 1 управления базами данных" в учебном курсе "Программное обеспечение ЭВМ";

2) методическую систему обучения по учебной дисциплине "Информационные системы";

3) методическую систему обучения по разделу "Методика изучения основного раздела курса информатики "Базы данных" в курсе "Теория и методика обучения информатике".

По А.М.Пышкало методическая система представляет собой совокупность пяти иерархически взаимосвязанных составляющих: цель, содержание, методы, организационные формы и средства обучения.

В рамках диссертационного исследования целью методической системы курсов является формирование понятия "информационная система".

Так как цель методической системы достигается через цели ее подсистем, то были определены цели вышеназванных подсистем методической системы курсов с учетом требований ГОСВПО предъявляемых к знаниям и умениям выпускника по специальности «информатика» по данным учебным курсам.

1) целью методической системы обучения студентов по разделу "Базы данных и системы управления базами данных" учебного курса "Программное *

обеспечение ЭВМ" является формирование знаний по основным понятиям 1

теории баз данных и умений по работе с системами управления базами данных на уровне пользователя; '

2) цель методической системы обучения по курсу "Информационные системы" состоит в формировании знаний и умений по основным понятиям теории информационных систем и базовым методологиям проектирования, разработки и реализации информационных систем на уровне разработчика;

3) целью методической системы обучения по разделу "Методика изучения основного раздела курса информатики "Базы данных" дисциплины "Теория и методика обучения информатике" является формирование знаний и

умений по построению методической системы обучения разделу "Базы данных" школьного курса информатики на уровне преподавателя.

Таким образом, из вышеопределенных целей следует, что подсистемы системы курсов по изучению информационных систем в подготовке учителей информатики находятся на разных уровнях иерархии по формированию знаний и умений у студентов: уровень пользователя, уровень разработчика, уровень преподавателя. Отсюда методическая система курсов имеет трехуровневую архитектуру. Первый пользовательский уровень, второй уровень разработчика, третий-преподавателя. Каждый последующий уровень предполагает наличие сформированности знаний и умений у учащихся по предыдущему.

В качестве содержания методической системы были выделены основные понятия теории информационных систем, теории баз данных, а также основные этапы, методы и приемы проектирования и построения информационных систем.

Для достижения поставленной цели, с учетом выбранного содержания методической системы и совместной деятельности преподавателя и студентов были отобраны следующие мётоды обучения, присущие всем трем уровням системы (пользовательскому, уровню разработчика и преподавателя): словесные (беседа, объяснение, дискуссия), практические (упражнения, задания лабораторных работ), наглядные (демонстрация, иллюстрация), объяснительно-иллюстративные, репродуктивные, частично-поисковые, исследовательские, решение задач, работа с литературой, выполнение индивидуальных заданий.

В зависимости от совокупности необходимых методов обучения были выделены формы учебных занятий, которые, как и все компоненты методической системы должны способствовать достижению поставленной цели. Основными формами обучения по разделам, относящимся к информационным системам в учебных курсах "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике" специальности 030100-информатика будут являться лекции, практические, лабораторные занятия, индивидуальные и групповые консультации.

Рассматривая систему курсов по изучению информационных систем как педагогическую систему, а процесс взаимодействия преподавателя и учащихся как методическую систему, возникла потребность в определении результатов обучения. Результаты обучения на каждом иерархическом уровне методической системы являются составной частью общих результатов обучения по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем в подготовке студентов по специальности "информатика".

Результаты взаимодействия педагога и студента выражены в знаниях, умениях и навыках обучаемого, то результатами обучения пользовательского

уровня системы курсов будут являться знания основных понятий теории баз данных, понятия "система управления базами данных", умения и навыки по работе с системой управления базами данных Access на уровне пользователя.

Уровень разработчика системы курсов предполагает наличие у студентов знаний основных понятий теории информационных систем, этапов, подходов и методологий проектирования, разработки и реализации информационных систем в виде результатов обучения.

Результатами обучения на уровне преподавателя могут быть знания, умения и навыки по построению методической системы обучения по разделу "Базы данных" в школьном курсе информатике.

При построении методической системы курсов были учтены следующие принципы обучения: принцип связи обучения с жизнью; принцип научности; принцип доступности и посильности в обучении; принцип систематичности и последовательности; принцип сознательности и активности; принцип учета индивидуальных особенностей студентов.

Компонент методической системы - средства обучения представлен в работе системой понятий и системой заданий по обучению информационным системам в учебных курсах "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы" и 'Теория и методика обучения информатике".

Построение системы понятий базируется на методе структурного анализа и проектирования, а система заданий разработана на основе системного подхода и теории поэтапного (последовательного) формирования знаний, умений и навыков П.Я.Гальперина и Н.Ф.Талызиной.

Системообразующими факторами систем понятий и заданий являются базовые и основные принципы структурного анализа и проектирования, а также три уровня (пользовательский, уровень разработчика и преподавателя) усвоения знаний, приобретения умений и навыков по теории информационных систем.

Иерархичность систем понятий и заданий состоит в том, что данные системы являются системами более низкого уровня по отношению к системе курсов, а соответственно представляют собой и подсистемы методической системы в целом.

Субординация систем понятий и заданий заключается в последовательности усвоения понятий - от базовых (родовых) к видовым, и выполнения заданий первого - пользовательского уровня, на основе знаний, умений которого выполняются задания уровня разработчика, формирующие навыки необходимые для решения заданий уровня преподавателя.

Отсюда, система понятий имеет иерархическую структуру и состоит из базовых (родовых) понятий и понятий видовых, а система заданий основана на трехуровневой архитектуре и содержит в себе учебные задачи (задания) разной степени сложности.

При построении системы курсов как методической системы был отобран учебный материал, являющийся ее содержанием.

При отборе содержания методической системы были учтены не только цели и дидактические принципы обучения, но и требования Госстандарта.

Процесс отбора содержания методической системы курсов был осуществлен по двум направлениям: теоретическому и практическому.

Теоретическая часть системы курсов содержит учебный материал, при изучении которого у студентов формируются следующие знания:

1) об истории развития информационных систем;

2) о различных видах информационных систем;

4) об этапах жизненного цикла информационных систем;

5) об основных подходах к разработке и проектированию информационных систем.

Для эффективного усвоения вышеперечисленных разделов была разработана система понятий, которая является наиболее эффективным средством представления теоретического учебного материала по курсам, изучающим информационные системы, так как позволяет структурировать и систематизировать понятия, отображать взаимосвязи между понятиями, а также представлять иерархию понятий.

Для построения системы понятий были: 1) определена цель функционирования системы; 2) отобраны понятия по заданной теме с учетом требований Государственного стандарта по данной специальности; 3) определена видовая принадлежность каждого понятия (родовое, видовое понятие или категория); 4) проанализированы и установлены связи между понятиями на разных уровнях иерархии; 5) объединены понятия в единое целое с учетом их видовой принадлежности и связей с другими понятиями.

Цель системы понятий, как и всей методической системы курсов в целом, заключается в формировании знаний, умений и навыков в области информационных систем в подготовке будущих учителей информатики посредством формирования отдельных понятий по данной теме.

При построении системы понятий были использованы: метод структурного анализа и проектирования, основанный принципах: иерархии, декомпозиции, идентификации компонентов системы; принцип научности, доступности, системности, генерализации (усиление "логической единственности", отбора основных (базовых, ключевых понятий) информационных систем, представленных в виде самостоятельных блоков).

Понятие "информационная система" было обозначено как ключевое, а понятия "информация" и "система" как понятии - категории. В свою очередь понятие "информационная система" является родовым по отношению к понятиям "база данных", "система управления базами данных", "обслуживающий персонал" и т.д. Отсюда понятия "база данных", "система управления базами данных", "обслуживающий персонал" и т.д. находятся на одном уровне иерархии, так как представляют собой видовые понятия понятия "информационная система", но каждое из них выступает родовым понятием по отношению к понятиям более низкого порядка, например, "база

данных" родовое понятия по отношению к следующим понятиям: "архитектура баз данных", "модель данных", "язык баз данных" и т.д.

Отобранные понятия обозначаются терминами, которые могут быть представлены тремя видами: одиночные слова, словосочетания, аббревиатуры. Например, отношение, атрибут, база данных, первичный ключ, язык баз данных SQL и т.д.

Для применения структурно-логического представления системы понятий теоретического учебного материала в обучении, прежде всего, необходимо познакомить студентов с основными принципами организации структуры системы понятий: иерархии; декомпозиции - разбиение общего на более мелкие части; идентификации блоков - нумерация блока, ,

отображающего понятие более низкого уровня содержит нумерацию блока родительского понятия по отношению к данному и порядковое число данного блока на своей иерархической ступени.

Например, блок, отображающий понятие "база данных" имеет нумерацию З.1., тогда блоки понятий "классификация баз данных", "архитектура баз данных", "модель данных", "языки баз данных", находящиеся на более низком уровне по отношению к понятию "база данных" будут иметь нумерацию 3.1.1,3.1.2, 3.1.3,3.1.4 соответственно.

Однако, система понятий также содержит понятия не являющиеся родовыми для других, либо понятия в рамках подготовки учителей информатики определяемые, но не рассматриваемые с точки зрения их видовых понятий, блоки таких понятий не имеют нумерацию, а только отображаются их взаимосвязи с родительским понятием в виде стрелок.

Например, понятие "архитектура баз данных" является родовым для понятий "уровень внешнего представления данных", "уровень концептуального представления данных", "уровень внутреннего (физического) представления данных", у которых в свою очередь в рамках данной системы понятий нет видовых понятий, поэтому блоки этих понятий не нумеруются, а только соединяются стрелками (дугами), тем самьм, показывая свою взаимосвязь с блоком, представляющим понятие "архитектура баз данных".

Все понятия входящие в систему понятий обозначены блоками, все »

связи между ними представлены в виде стрелок, а сущность каждого понятия обозначена текстом написанном на естественном языке.

В результате структура системы включила в себя порядка 250 понятий. ,

Однако количество отобранных понятий может быть изменено при изучении понятия "информационная система" на других специальностях естественно-математического цикла. Также можно использовать не всю систему понятий, а только ее подсистемы, выделенные на основе логики изложения учебного материала в различных курсах при обучении студентов.

Общее представление структуры системы понятий отображено на рис.1.

I Информационная систем« (ИС) |

История развития

ИС '

Этапы развития ИС (точка зрения отечественных ученых)

_U_

Этапы развития ИС (точка зрения зарубежных ученых)

__L2_

Классификация ИС

ло цели функционирования ИС _2J_

по характеру процесса преобразования данных

_U_

по характерным функциям управления данных

_13_

по сферам применения _Î4_

Компоненты ИС 3_

Этапы жизненного

цикла ИС _4

Основные подходы

к разработке и проектированию ИС £

этап предлроектного

исследования предметной области _4.1

этап проектирования

_4-2

структурный анализ и структурное проектирование (Structured Analysis and Structured Design -SA/SD) 5.1

мифологическое проектирование (концептуальное)

UJ_

нормализация модели 4-2.1.1

Базовые принципы

Основные принципы

_Ш_

Основные методологии

Основные модели (диаграммы) -<1-4

объектно-ориентированный подход

_S-2

Основные понятия

-ш_

Основные элементы

_МЛ

Основные модели

(диаграммы) -"-3

интегрированный подход _Д-3

БД -JJL

классификация

БД 3.1.1

архитектура

БД

_2X2_

модель данных 3.1.3

по

функциональному

назначению _3.1.1.1_

по отношению использования технических средств 3.1.1.3_

модели на уровнях архитектуры БД

_Ш1_

объектные модели object-based

_Ш2_

модели на основе 'записей 3.1.3.3

реляционная модель данных (relational data model) 3.1J.3.1

языки БД 3.1.4

язык SQL (Structure Queiy Language) 3.1.4.1

язык QBE (Query by Example) 3.1.4.2

СУБД 3.2 .

Рис. 1.Структурное представление понятийного аппарата методической системы курсов

Обслужи вающий персонал 3.3

компоненты среды СУБД

_ыл_

компоненты СУБД

_2Д2_:

функции СУБД

_3,2-3 .

архитектура СУБД 3.2.4

перспективные направления

развития СУБД _Hi_

внутренние пользователи ИС _Ü1_

конечные пользователи ИС 3.3.2

Содержание практической части методической системы курсов было представлено с помощью выбранного средства обучения, такого как система заданий.

Содержанием системы заданий являются учебные задачи по формированию знаний, умений и навыков при изучении информационных систем и основных подходов к их разработке и проектированию.

Учитывая, что в настоящее время при разработке, проектировании и реализации информационных систем применяются в основном два подхода: технология структурного анализа и проектирования и объектно-ориентированный подход (ООП), то система заданий должна осуществлять пропедевтику и структурного подхода, и ООП.

Система заданий основана на трехуровневой архитектуре, выбор которой обусловлена целью ее создания. В системе заданий были выбраны три уровня (пользовательский, уровень разработчика и преподавателя) овладения знаниями, умениями и навыками по проектированию, разработке и реализации информационной системы.

Результатом выполнения заданий всех уровней является овладение студентами знаниями, умениями и навыками по построению методической системы обучения раздела «Базы данных» в школьном курсе информатики.

Для достижения уровня преподавателя методической системы, необходимо овладеть следующими знаниями, умениями и навыками: -знать назначение информационной системы;

-уметь строить функциональную модель (выделять основные функции исследуемой предметной области, декомпозировать их на более мелкие и связывать с конкретными данными разрабатываемой информационной системы);

-знать этапы и принципы инфологического проектирования (этап построения концептуальной модели системы);

-уметь выделять сущности и устанавливать между ними связи; -знать основные методы реализации информационных систем с помощью системы управления базами данных Access;

-иметь навыки по программированию на объектно-ориентированном языке, например, Delphi.

При переходе к овладению знаниями, умениями и навыками уровня разработчика, необходимо иметь знания, умения и навыки по теории информационных систем пользовательского характера:

-знать основные понятия теории информационных систем; -уметь пользоваться уже созданными информационными системами, например, электронным телефонным справочником, информационными системами, содержащими учебную информацию по разным предметам и т.д.

-иметь навыки по созданию информационных систем с помощью встроенных мастеров системы управления базами данных Access.

Перечисленные знания, умения и навыки формируются поэтапно, от простого к сложному, от легкого к трудному, от известного к неизвестному, что отражено в трехуровневой архитектуре системы заданий.

К заданиям пользовательского уровня были отнесены задачи, выполняя которые студенты учатся самостоятельно создавать с помощью встроенных мастеров системы управления базами данных Access:

-таблицы, хранящие данные какой-либо информационной системы, формы;

-формы, позволяющие вводить новую информацию в систему;

-запросы, обрабатывающие данные по каким-либо параметрам, либо критериям;

-отчеты, выводящие полученные результаты о запрашиваемых данных информационной системы.

Задания уровня разработчика содержат задачи, выполнение которых формирует у учащихся знания, умения и навыки по разработке, проектированию и реализации информационной системы. Студенты разрабатывают функциональную, концептуальную схемы проектируемой информационной системы с помощью CASE-средств, например, Design/IDEF 3.7, а также создают физическую модель в конкретной системе управления базами данных, например, Access, либо с помощью языков программирования, позволяющих работать с базами данных, в частности, Delphi.

По овладению уровня разработчика, для закрепления приобретенных знаний, умений и навыков студентам предлагаются проектные задания, в которых формулируется цель проекта, приводятся требования к его выполнению и оформлению, указываются сроки и этапы выполнения проекта. Заключительным этапом выполнения учебного проекта является его публичная презентация и защита.

К уровню - преподавателя системы заданий, относятся задачи по построению методической системы обучения, содержащей учебный материал по разделу «Базы данных» школьного курса информатики для разных возрастных категорий учащихся, изучающих информатику в пропедевтическом, базовом, профильном курсах в школе.

В процессе исследования проводился педагогический эксперимент, состоящий из трех этапов: констатирующий, формирующий и этап оценки эффективности применения методической системы курсов по изучению информационных систем.

На первом этапе были выявлены уровни сформированное™ основных понятий из области информационных систем у студентов, а также получена необходимая информация об использовании программных средств в процессе подготовки по учебным курсам "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике"

студентов при изучении учебного материала в области информационных систем.

На втором этапе была апробирована описанная методическая система курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем при обучении по специальности 030100-информатика.

На третьем этапе была оценена эффективность данной методической системы курсов.

На основании результатов оценки были сделаны следующие выводы:

- методическая система курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем в подготовке учителей информатики эффективна;

- построение структуры и выбор содержания системы курсов обеспечивает фундаментальную подготовку студентов в области информационных систем.

- система понятий и система заданий позволяют системно и поэтапно организовать процесс формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем в обучении студентов по специальности "информатика".

В заключении сформулированы основные результаты диссертационного исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В процессе теоретического и экспериментального исследования получены следующие результаты:

1. Разработана методическая система курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе, основанная на требованиях ГОСВПО второго поколения 2000 года. Данная система курсов представлена в виде подсистем, которые находятся на разных уровнях иерархии по формированию знаний и умений у студентов: уровень пользователя, уровень разработчика, уровень преподавателя. Процесс формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем на уровне пользователя осуществляется в учебном курсе "Программное обеспечение ЭВМ", на уровне разработчика - в учебной дисциплине "Информационные системы", а на уровне преподавателя в курсе "Теория и методика обучения информатике".

2. Отобрано содержание обучения при использовании методической системы курсов по изучению информационных систем по специальности 030100-информатика, которое представлено в виде системы понятий и системы заданий.

будущих учителей информатики. Данная система понятий основана на методе структурного анализа и проектирования.

4. Создана система заданий, которая представляет собой практическое содержание методической системы курсов. Данная система заданий построена с помощью системного подхода в обучении и основана на теории поэтапного (последовательного) формирования знаний, умений и навыков. Она имеет трехуровневую архитектуру: задания первого уровня формируют знания, умения и навыки в области информационных систем пользовательской направленности, выполнение заданий второго уровня позволяет студентам достичь уровня разработчика информационных систем, а задания третьего уровня - уровня преподавателя.

5. Проведена апробация разработанной методической системы курсов, анализ результатов которой показал эффективность ее использования при изучении вопросов в области информационных систем в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 030100-информатика.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Маркина М.Л. (Соболева М.Л.) Необходимость введения учебного курса "Электронный документооборот в корпоративных сетях в высшей школе" /Инновационные проблемы в учреждениях российского образования: Межвузовский сборник научных трудов. -Магнитогорск, МаГУ, 1999. С.96-99. -0,2 п.л.

2. Маркина М.Л. (Соболева М.Л.) Основные положения методики обучения информационной системе электронного документооборота /Студенческая конференция - 2000. -Магнитогорск, МаГУ, 2000. С. 17-18. -0,1 п.л.

3. Жданов С.А., Соболева М.Л. Структура и содержание учебного курса "Информационные системы'ТНаучные труды Mill У. Серия: Естественные науки. Сборник статей. -М., Прометей, 2002. С.321-323.(авт. вклад 50%). -0,2 п.л.

4. Жданов С.А., Соболева М.Л. Некоторые аспекты формирования понятия "информационная система" у студентов педагогических вузов /НАУКА-ВУЗ-ШКОЛА: Сборник науч. трудов молодых исследователей. -Магнитогорск, МаГУ, 2002. -Вып.7. С.466-468. (авт. вклад 50%). -0,1 п.л.

«в -7 4 9 9

Подл, к печ. 21.04.2003 Объем 1 п.л. Заказ № 171 Тир. 100

Типография МПГУ

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Соболева, Марина Леонидовна, 2003 год

Введение.

Глава 1. Теоретические основы формирования понятия "информационная система" в обучении будущих учителей информатики

1.1. Философские и логические основы теории понятий и понятия "информационная система".

1.2. Анализ различных концепций обучения в области информационных систем в педагогическом вузе.

1.3. Психолого-педагогические аспекты методической системы курсов по изучению информационных систем в подготовке учителей информатики.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Методическая система курсов по изучению информационных систем в профессиональной подготовке учителей информатики

2.1. Структура методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем в подготовке учителей информатики.

2.2. Содержание методической системы курсов по формированию знаний, умений навыков в области информационных систем в педагогическом вузе.

2.3. Апробация методической системы курсов по изучению информационных систем в подготовке учителей информатики.

Выводы по второй главе.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика изучения информационных систем в высшей педагогической школе"

В связи с процессом информатизации современного общества происходит повсеместное внедрение вычислительной техники и роботизированных комплексов, использование новых информационных технологий и применение прогрессивных методов во всех сферах деятельности человека.

Максимальную эффективность в трудовой деятельности при развитии информатизации можно достигнуть при грамотном использовании компьютерной техники и при наличии нового информационного мышления. По мнению специалистов Я.Дитриха, Е.Зиндер [32, 39] и др., решающую роль в информатизации общества играет комплексное использование средств вычислительной техники, объединение элементов компьютеризации в проектировании, подготовке производства и управлении технологическими процессами.

Таким образом, уровень развития государства в условиях информатизации непосредственно связан с проникновением информационных технологий во все сферы жизни, при этом принципиально важную роль играет опережающая информатизация образования как основа развития интеллектуального потенциала страны. Изменения, происходящие в обществе в процессе информатизации, существенно влияют на систему образования. В данных условиях необходимо проектировать и строить новую практику образования, соответствующую потребностям общественного развития.

Информатизация оказывает значительное влияние на образование, которое перестает быть средством усвоения готовых общепринятых знаний и превращается в способ информационного обмена, предполагающий не только усвоение, но и передачу, представление, генерирование информации в обмен на полученную. Данный процесс превращения порождает качественное изменение подходов к содержанию образования на основе изучения новых технологий обучения, которые представляются средствами предъявления, обработки и усвоения информации.

Психолого-педагогические аспекты образования в условиях процесса информатизации рассматривались в исследованиях Г.А.Балла, П.Я.Гальперина, Б.С.Гершунского, Е.И.Машбица, Н.Ф.Талызиной и др.

Дидактико-методические аспекты нашли свое отражение в работах С.А.Бешенкова, А.П.Ершова, С.А.Жданова, А.А.Кузнецова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, В.Л.Матросова, И.В.Роберт и др.

С помощью новых технологий обучения вузовское образование должно подготавливать специалистов качественно нового уровня. Специалист качественно нового уровня должен владеть современными методами поиска, обработки использования информации; быть способен к проектной деятельности на основе системного подхода; уметь пересматривать накопленную информацию, в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики; иметь навыки работы с ЭВМ нескольких типов, различными вспомогательными устройствами, с системными и прикладными программными средствами общего назначения; владеть умениями работы в локальных сетях, системах телекоммуникаций и др.

Одно из направлений современной информатики — это область разработки и проектирования информационных систем, изучение которой является неотъемлемой частью современной подготовки специалистов качественно нового уровня по специальности "информатика".

Вопросам из области информационных систем посвящены многие работы отечественных Г.Г.Балыко, В.В.Бойко, А.М.Вендров, В.И.Пугач, Г.И.Ревунков, В.М.Савинков, В.Н.Четвериков и др. и зарубежных исследователей К.Бегг, К.Дейт, Я.Дитрих, Т.Коннолли, Дж.Мартин, Д.Мейер, А.Саймон и др. Однако, их работы отражают специфику проектирования и разработки баз данных и предназначены для студентов технических вузов и специальностей.

Методические аспекты преподавания темы "Базы данных" в учебных курсах подготовки будущих учителей естественно-математических специальностей представлены в исследованиях В.А.Буцика, С.А.Жданова, Э.И.Кузнецова, М.П.Лапчика, И.П.Моисеева и др., которые основывались на Государственном образовательном стандарте поколения до 1995 года.

Для педагогических специальностей естественно-математического направления с учетом требований Государственного стандарта высшего профессионального образования (1995 года) были разработаны методики обучения в области баз данных и систем управления базами данных следующих авторов: С.В.Лаптева, Т.А.Никифорова, Н.В.Сазонова, А.М.Яшин и др. Данные методические разработки носят несистемный характер изучения информационных систем, либо отражают вопросы проектирования и построения баз данных, либо создания систем управления базами данных, что недостаточно для формирования знаний, умений и навыков студентов-будущих учителей информатики в области информационных систем с учетом требований Государственного стандарта нового поколения (2000 года).

Отсюда, возникает необходимость в разработке методической системы обучения в области информационных систем по специальности 030100-информатика. Из предписаний Госстандарта 2000 года следует, что вопросы в области информационных систем могут изучаться в разных учебных дисциплинах, таких как "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике", следовательно, для эффективного формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем необходимо системное обучение, которое требует разработки методической системы курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе.

Информатика, в частности, информационные системы - область ее изучения, как и любая другая наука, имеет свой понятийный аппарат, который необходимо систематизировать и постоянно пополнять с учетом стремительного развития информатики, а соответственно и информационных систем.

Существуют попытки систематизации основных понятий в области информационных систем, но недостаточно использован научный потенциал психологов и педагогов при разработке принципов преподавания информационных систем и формировании данного понятия у будущих учителей информатики. Также недостаточно адаптирован учебный материал по информационным системам для педагогических вузов. Отсюда, организация процесса формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем при подготовке специалистов по специальности -030100-информатика требует разработки методической системы обучения, системы понятий, системы задач, рекомендаций по их применению в учебном процессе.

Таким образом, актуальность исследования обусловлена тенденцией совершенствования методики обучения информационным системам при подготовке будущих учителей информатики, основанной на требованиях Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения (2000 года), и, следовательно, необходимостью формирования у студентов знаний, умений и навыков в области информационных систем.

Анализ теории и практики обучения в области информационных систем будущих учителей информатики показал, что в процессе преподавания возникает противоречие между необходимостью системного изучения информационных систем в профессиональной подготовке будущих учителей информатики с одной стороны, и недостаточной проработанностью соответствующих методических разработок с другой.

Вышесказанное определило тему диссертационного исследования: "Методика изучения информационных систем в высшей педагогической школе ".

Объект исследования - процесс обучения информатике по специальности 030100-информатика.

Для достижения поставленной цели на основании выдвинутой гипотезы были сформулированные следующие задачи:

2. Спроектировать структуру и выделить содержание обучения в области информационных систем, а также разработать методическую систему курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе.

4. Экспериментально проверить эффективность разработанной методической системы курсов и системы понятий при изучении вопросов теоретических аспектов информационных систем в подготовке учителей информатики.

Для решения поставленных задач в диссертационном исследовании использовались следующие методы:

-изучение и анализ научной, философской, дидактической, методической и специальной литературы отечественных и зарубежных авторов;

-анализ Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (1990 год, 1995 год, 2000 год), программ, учебных пособий и методических рекомендаций школьного и вузовского курсов информатики в области информационных систем;

-педагогические методы: анкетирование, беседа с преподавателями и учащимися, наблюдение за ходом учебного процесса и деятельностью студентов, экспертные оценки;

-проведение педагогического эксперимента; -анализ и обобщение экспериментальной апробации; -системный метод;

-метод структурного анализа и проектирования.

Общей теоретико-методологической основой исследования послужили системный подход к действительности, в частности, процессу обучения, отраженный в работах В.Г.Афанасьева, Ю.К.Бабанского, В.П.Беспалько, Л.В.Занкова, А.В.Усовой А.Д.Холла и др.

Особое значение на нашу работу оказали исследования в области проектирования и конструирования систем (А.М.Вендров, К.Дейт, Я.Дитрих, Дж.Мартин, Д.Марка, К.МакГоуэн, Д.Мейер и др.); идеи структуризации и систематизации в педагогических исследованиях (В.К.Белошапка, В.П.Беспалько, С.А.Бешенков, П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина и др.); исследования по проблемам психологии обучения (Л.С.Выготский, Н.А.Менчинская, Д.Н.Богоявленский, С.Л.Рубинштейн и др.). Организация, база и основные этапы исследования: Теоретические и экспериментальные исследования проводились с 2000 по 2003 годы в Московском педагогическом государственном университете. Всего в исследовании было охвачено около 100 человек - студенты математического факультета.

Исследования по выбранной проблеме проводилось в три этапа. На первом этапе (2000-2001гг.) был проведен теоретический анализ философской, психолого-педагогической, методической и специальной литературы, а также диссертационных исследований по проблеме исследования с целью определения методологических основ создания системы формируемых понятий в области информационных систем, определения успешного применения метода структурного анализа и проектирования в педагогическом процессе.

На втором этапе (2001-2002гг.) уточнялась и корректировалась рабочая гипотеза исследования, анализировался системный подход, разрабатывалась методическая система курсов изучения информационных систем, строилась система понятий посредством метода структурного анализа и проектирования и система заданий, основанная на системном подходе и теории поэтапного (последовательного) формирования знаний, умений и навыков, проводились констатирующий и формирующий этап педагогического эксперимента.

На третьем этапе (2002-2003гг.) проводилась формирующая и систематическая опытно-экспериментальная работа, на основе результатов апробирования корректировалась методическая система курсов по изучению информационных систем, система понятий и система заданий, был проведен завершающий этап работы в виде оформления результатов теоретического исследования и педагогического эксперимента в форме диссертации.

Научная новизна исследования определяется: 1) построением структуры и выделением содержания методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в процессе изучения информационных систем; 2) разработкой системы понятий структурированной на основе метода структурного анализа и проектирования; соответствующих требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения по специальности "информатика".

Практическая значимость исследования заключается в разработке: 1) структуры и содержания методической системы курсов на основе системного подхода; 2) системы понятий посредством метода структурного анализа и проектирования; и их внедрения в учебный процесс специальности 030100-информатика.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась посредством публикаций в различных научно-методических сборниках (1999-2003 гг.), через выступления на ежегодной научно-практической конференции Московского педагогического государственного университета (МПГУ), а также через внедрение результатов исследования в учебный процесс математического факультета МПГУ (2001-2002, 2002-2003 уч. гг.).

На защиту выносятся:

1. Методическая система курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по второй главе

Методическая система курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем должна иметь трехуровневую архитектуру: уровень пользователя, уровень разработчика, уровень преподавателя. Учитывая требования Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (2000 год), сделан вывод, что процесс формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем на уровне пользователя осуществляется в учебном курсе "Программное обеспечение ЭВМ", на уровне разработчика - в учебной дисциплине "Информационные системы", а на уровне преподавателя в курсе "Теория и методика обучения информатике".

Для достижения поставленной цели методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем система понятий должна иметь иерархическую структуру и состоять из базовых (родовых) понятий и понятий видовых теории информационных систем, а система заданий для приобретения студентами умений и навыков по проектированию, разработке и реализации информационных систем должна быть основана на трехуровневой архитектуре (уровень пользователя, уровень разработчика, уровень преподавателя) и содержать в себе учебные задачи (задания) разной степени сложности.

Для проверки эффективности применения методической системы курсов, а также ее подсистем: системы понятий и системы заданий, необходимо ввести ее в учебный процесс подготовки учителей информатики по учебным курсам "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике".

Результаты опытно-экспериментальной работы подтвердили гипотезу исследования о том, что методическая система курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем в обучении будущих учителей информатики эффективна и помогает в достижении целей обучения по курсам "Программное обеспечение ЭВМ", "Информационные системы", "Теория и методика обучения информатике", изучающие вопросы в области информационных систем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с бурным развитием информатизации общества во всех его сферах, в том числе и в образовании возникает необходимость в подготовке специалистов качественно нового уровня. Одним из направлений подготовки специалистов качественно нового уровня по информатике в условиях информатизации образования является обучение студентов в области информационных систем.

Анализ научной, методической литературы по проблеме преподавания информационных систем в педагогическом вузе показал, что на сегодняшний день недостаточно существующих методических разработок в области информационных систем в подготовке учителей информатики, основанных на требованиях Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения (2000 года).

Таким образом, вышесказанное подтверждает актуальность данного диссертационного исследования.

Диссертационное исследование было направлено на: 1) разработку методической системы курсов по изучению информационных систем в обучении будущих учителей информатики; 2) построение системы понятий в области информационных систем при подготовке по специальности 030100-информатика в педагогическом вузе; 3) апробацию разработанной методической системы курсов и построенной системы понятий для формирования знаний, умений и навыков в области информационных систем при обучении студентов - будущих учителей информатики.

В процессе решения поставленных задач, в ходе исследования были получены следующие результаты:

1. Разработана методическая система курсов по изучению информационных систем в педагогическом вузе, основанная на требованиях

Госстандарта второго поколения 2000 года. Данная методическая система курсов представлена в виде подсистем, которые находятся на разных уровнях иерархии по формированию знаний и умений у студентов: уровень пользователя, уровень разработчика, уровень преподавателя. Отсюда, методическая система курсов имеет трехуровневую архитектуру. Первый пользовательский уровень, второй уровень разработчика, третий преподавателя. Каждый последующий уровень предполагает наличие сформированности знаний и умений у учащихся по предыдущему. При обучении на уровне разработчика необходимы знания и умения пользовательского характера; при переходе к уровню обучения преподавателя, студентам необходимо иметь знания и умения по проектированию, разработке и реализации информационных систем.

Формирование знаний, умений и навыков в области информационных систем на уровне пользователя осуществляется в учебном курсе "Программное обеспечение ЭВМ", на уровне разработчика - в учебной дисциплине "Информационные системы", а на уровне преподавателя в курсе "Теория и методика обучения информатике".

3. Построена система понятий, которая отражает теоретическое содержание обучения методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем при подготовке будущих учителей информатики. Данная система понятий основана на методе структурного анализа и проектирования.

4. Разработана система заданий, которая представляет собой практическое содержание методической системы курсов по формированию знаний, умений и навыков в области информационных систем у студентов по специальности "информатика". Данная система заданий построена с помощью системного подхода в обучении и основана на теории поэтапного (последовательного) формирования знаний, умений и навыков. Таким образом, она имеет трехуровневую архитектуру: задания первого уровня формируют знания, умения и навыки в области информационных систем пользовательской направленности, выполнение заданий второго уровня позволяет студентам достичь уровня разработчика информационных систем, а задания третьего уровня - уровня преподавателя.

5. Проведена апробация разработанной методической системы курсов, анализ результатов которой показал эффективность ее использования при изучении вопросов в области информационных систем в учебном процессе при подготовке студентов - будущих учителей информатики.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Соболева, Марина Леонидовна, Москва

1. Аверьянов А.Н. Системное познание мира. -М., Политиздат, 1985. -263с.

2. Андреев В.И. Педагогика творческого саморазвития. Инновационный курс. Кн.1. -Казань, Издательство Казанского университета, 1996. -567с.

3. Андросова Е.Г. Методические и содержательные аспекты построения курса программирования на основе объектно-ориентированного подхода (для физико-математических специальностей педагогических вузов) Дисс.к.п.н. (13.00.02)-М.,МПГУ, 1996.-193с.

4. Аристотель. О душе. Зеленогорский Ф.А. Учение Аристотеля «О душе» в связи с учением о ней Сократа и Платона. -СПб., 1871.

5. Афанасьев В.Г. Общество: системность, познание и управление. -М., Политиздат, 1981. -432с.

6. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. -М., Педагогика, 1989. -558с.

7. Базы и банки данных: Учебное пособие для вузов по спец. "АСУ" /В.Н. Четвериков, Г.И. Ревунков, Э.Н. Самохвалов; Под ред. В.Н. Четверикова. -М., Высшая школа, 1987. -248с.: ил.

8. Балыко Г.Г., Пугач В.И. Программирование в СУБД dBASE II на ПЭВМ «YAMAHA» (MSX-2) Учебное пособие для студентов пед. институтов. -Самара, Самарский педагогический институт, 1991. -150с.

9. Балыко Г.Г., Пугач В.И., Фишман Л.И. Управление школами и БД. -Самара, САГПИ, 1992. -247с.

10. Белошапка В., Лесневский А. Основы информационного моделирования //Информатика и образование. -1989. №3 -С. 17-24.

11. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем: Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем /Под ред. В.П.Беспалько —Воронеж, Издательство воронежского университета, 1977.-304с.

12. Беспалько В.П. Программированное обучение (дидактические основы) -М., 1970. -300с.

13. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. —М., Педагогика, 1989. -192с.: ил.

14. Бешенков С.А. Развитие содержания обучения информатике в школе на основе понятий и методов формализации: Дисс. .д.п.н. -М., 1994. -418с.

15. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. -2-е изд., перераб. и доп. -М., Финансы и статистика, 1989. -351с.: ил.

16. Бондарев В.М., Рублинецкий В.И., Качко Е.Г. Основы программирования. -Харьков, Фолио; Ростов на Дону, Феникс, 1998. -368с.

17. Бороненко Т.А. Концепция школьного курса информатики. Учебное пособие. -СПб., Высшая административная школа мэрии Санкт-Петербурга, 1995.

18. Булатов М.А. Логические категории и понятия. -Киев., Наук, думка, 1981.

19. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. -М., Финансы и статистика, 2000. -348с.

20. Выготский Л.С. Избранные психологические исследования. -М., Издательство АПН РСФСР, 1956. -519с.

21. Выготский Л.С. Мышление и речь.-М., Лабиринт, 1996. 14с.: ил.

22. Выготский Л.С. Педагогическая психология. -М., Педагогика, 1991. -419с.

23. Выготский Л.С., Сахаров Л.С. Исследование образования понятий. //Хрестоматия по общей психологии. -М., 1981.

24. Гальперин П.Я. Развитие исследований по формированию умственных действий. -В кн.: Психологическая наука в СССР. Т. 1. -М., 1959.

25. Гербарт И.Ф. Избранные педагогические сочинения. Т. 1. -М., Учпедгиз, 1940. -292с.

26. Гершунский Б.С. Философия образования для XXI века. -М., «Интердиалет+», 1997. -697с.

27. Горский Д.П. Обобщение и познание. -М., Мысль, 1985.

28. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по специальности 030100-информатика.

29. Давыдов В.В. виды обобщения в обучении (логико-психологические проблемы построения учебных предметов) -М., Педагогика, 1972,—424с.

30. Дейт К. Введение в системы баз данных /Перевод В.М. минаева, И.А. Маслаковой. -М., Наука. Глав, редакция физикоматематической литературы, 1980. -464с.

31. Дистервег В.А. Избранные педагогические сочинения. -М., Учпедгиз, 1956.-373с.

32. Дитрих Я Проектирование и конструирование: Системный подход. Пре. с польск. -М., Мир, 1981. -456с.: ил.

33. Дмитриева М.С. Управление учебным процессом в высшей школе. Новосибирск, 1971.-180с.

34. Дункан Р. Замещение операторов и функций в Си и Си++ //PC Magazine/USSR/ -1991. -№3.

35. Дункан Р. Инкапсуляция данных и наследование свойств в Си++ //PC Magazine/USSR/ -1991ю -№3.

36. Жданов С.А. Применение информационных технологий в учебном процессе пединститута и педагогических исследованиях. Автореф.к.п.н. — М., 1992. -34с.

37. Загузов Н.И. Информатизация исследовательского пространства педагогической науки // Педагогическая информатика №4, 1998. С.76-82.

38. Занков J1.B. Избранные педагогические труды. —М., Педагогика, 1990. -424с.

39. Зиндер Е. Реинжиниринг бизнес-процессов и автоматизация офиса. Первая Российская конференция «Офисные информационные системы '96' 19-21 ноября 1996г.» М., Изд-во «Открытые системы», 1996.

40. Змитрович А.И. Базы данных: Учебное пособие для вузов. -Мн., Университетское, 1991.-271с.

41. Иезуитов А.И. О философских основах информатики //Педагогическая информатика, 1998, -№4. С.54-64.

42. Ильясов И.И. Структура процесса учения. —М., Издательство Московского университета, 1986. -199с.

43. Информатика. Базовый курс /Симонович С.В. и др. -Спб., Издательство "Питер", 1999. -640с.: ил.

44. Информатика: Учебное пособие для студентов пед. вузов /А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. -М., 1999. -816с.

45. Информационные системы в управлении производством /Пер. с англ. под ред. Ю.П. Васильева. -М., Прогресс, 1973. -352с.

46. Информационные системы общего назначения (аналитический обзор СУБД): Пер. под ред. ЕЛ. Ющенко. -М., Статистика, 1975. 471с.

47. Казиев В.М. Информация: понятия, виды, получение, измерение и проблема обучения //Информатика и образование, 2000, -№4. С. 12-22.

48. Клименко С.В., Крохин И.В., Кущ В.М., Лагутин Ю.Л. Электронные документы в корпоративных сетях: второе пришествие Гутенберга. -М., Анкей Экотрендз, 1999. -272с.

49. Клини С.Н. Введение в метаматематику. -М., 1957. С. 15.

50. Колин К.К. Информатика сегодня и завтра. //Информационные технологии, 2000. -№1. С.2-8.

51. Коменский Я.А. Избранные педагогические сочинения. В 2Т. Т.2. -М., Педагогика, 1982. -576с.

52. Кондаков Н.И. Логический словарь-справочник. —М., Наука, 1975.

53. Коннолли Т., Бегг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика, 2-е изд.: Пер. с англ.: Учеб. пособие. -М., Издательский дом "Вильяме", 2000. -1120с.: ил. -Парад, тит. англ.

54. Корнещук Н.Г. Методика формирования творческих способностей студентов педвуза на занятиях по информатике (на примере конструирования графического интерфейса пользователя) Дисс. .к.п.н. (13.00.02)-М., 1997.

55. Крупич В.И. Теоретические основы обучения решению школьных математических задач. Дисс.д.п.н. -М., 1992.

56. Крысько В.Г. Психология и педагогика в схемах и таблицах. -Мн., Библиотека практической психологии, Харвест, 1999. —384с.

57. Кузнецов А.А. Развитие методической системы обучения информатике в средней школе. Автореф.д.п.н. (13.00.02) -М., 1998. -47с.

58. Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и профессионально-прикладные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогическом институте. Автореф.д.п.н. (13.00.02) -М., 1990. -45с.

59. Куракин Д.В. Состояние информационных ресурсов системы образования и задачи по их развитию //Педагогическая информатика, 1999. -№3. С.8-16.

60. Лай В.А. Школа действия. -СПб., 1920. -158с.

61. Лаптева С.В. Методика обучения проектированию СУБД в профессиональном образовании учителя информатики. Автореф.дисс. к.п.н. (13.00.02)-Тольяти, 1998. -17с.

62. Лапчик М.П. Методика преподавания информатики: Учебное пособие для студентов физико-математических факультетов пединститутов. -Свердловск, Свердловский пед. институт, 1987. -240с.

63. Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. Полное собрание сочинений. Т. 18. 1961.

64. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения: В 2Т. Т.1. -М., Педагогика, 1983. -392с.

65. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. Серия "Информатизация России на пороге XXI века". -М., СИНТЕГ, 1999. 224с.

66. Макаровский Б.Н. Информационные системы и структуры данных: Учеб. пособие. -М., Статистика, 1980. -199с.: ил.

67. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования: Пер.с англ. —М., 1993. -240с.

68. Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения, т.23. С.337.

69. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. -М., Мир, 1980. -662с.

70. Мейер Д. Теория реляционных баз данных. -М., Мир, 1986. -608с.

71. Менчинская Н.А., Богоявленский Д.Н. Психология усвоения знаний в школе. -М., Изд-во Акад.пед.наук РСФСР, 1959. -347с.

72. Методы системного педагогического исследования. Учебное пособие /Под ред. В.Н.Немнонова. -Л., Издательство ЛГУ, 1980. -172с.

73. Мешалкин В.П., Фефелов В.Н., Пермяков М.А. Введение в базы данных. Учебное пособие. -М., Издательство РосЗИТЛП, 1993.

74. Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревский Р.С. Научно-техническая информация, сер. 2. -М., 1983. -№5. СЛ.

75. Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревский Р.С. Научные коммуникации и информатика. -М., 1976. -С.73.

76. Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем: учебник. -4-е изд., доп. и перераб. -М., Финансы и статистика, 2000. -240с.:ил.

77. Модин А.А. Автоматизированные системы управления. -М., знание, 1978.

78. Никифорова Т.А. Комплексная подготовка будущих учителей к использованию СУБД. Дисс.к.п.н. (13.02.00)-Екатеринбург 1999. -142с.

79. Образ и логика в изложении курса «Педагогические теории, системы и технологии»: Пособие для студентов педвузов /В.А.Беликов -Магнитогорск, МаГУ, 2000. -67с.

80. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. -М., Финансы и статистика, 1997. -336с.: ил.

81. Папернов А.А., Подымов В.Я. Методы упорядочевания информации в цифровых системах. -М., Наука, 1973.

82. Педагогика. Учебное пособие для студентов педагогических институтов /Ю.К.Бабанский, В.А.Сластенин, Н.А.Сорокин и др. /Под ред. Ю.К.Бабанского. -2-ое издание дополненное и переработанное. -М., Просвещение. -1988. -479с.

83. Петухова М.В. Методика формирования системы понятий. Дисс. .к.п.н. (13.00.02)-М., 1997.-194с.

84. Пиаже Ж. Избранные психологические труды. -М., Межд.пед.акад., 1994. 680с.

85. Плотинский Ю.М. Теоретические и эмпирические модели социальных процессов. Учеб. пособие для высших учеб. заведений. -М., Издательская корпорация "Логос", 1998. 280с.: ил.

86. Подласый И.П. Педагогика: Учеб. пособие для студентов высших пед. учеб. заведений. -М., Просвещение. Гуманитарный издательских центр ВЛАДОС, 1996.-432с.

87. Полищук Ю.М., Хон В.Б. Теория автоматизированных банков информации: Учеб. пособие для вузов по спец. "Автоматизированные системы обработки информации и управления". -М., Высшая школа, 1989. -184с.: ил.

88. Пышкало A.M. Методическая система обучения геометрии в начальной школе. Автореф.дисс.д.п.н. (13.00.02)-М., 1975. -80с.

89. Рубинштейн С.Jl. Основы общей психологии. -СПб., Питер, 1999. -720с.: ил.

90. Рузавин Г.И. Методология научного исследования: Учебное пособие для вузов. -М., ЮНИТИ -ДАНА, 1999. -317с.

91. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. —М., Наука, 1974. -278с.

92. Сазонова Н.В. Методика преподавания раздела «Базы данных» в курсе информатики педагогичсекого вуза. Дисс.к.п.н. (13.00.02) -СПб., 1995.

93. Саймон А.Р. Стратегические технологии баз данных: Менеджмент на 2000 год: пер. с англ. /Под ред. и с предисл. М.Р. Когаловского. -М., Финансы и статистика, 1999. -479с.: ил.

94. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие. -М., Народное образование, 1998. -256с.

95. Словарь по кибернетики /Под ред. В.Н. Глушкова. Главная редакция Украинской советской Энциклопедии. -Киев, 1979. -623с.

96. Советский энциклопедический словарь /Под ред. С.М. Ковалева. -М., Советская Энциклопедия, 1980. -1600с. с ил.

97. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. -М., Издательство МГУ, 1975. -343с.

98. Ульман Дж. Основы систем баз данных. -М., Финансы и статистика, 1983.

99. Усова А.В. Психолого-дидактические основы формирования у учащихся научных понятий: Учебное пособие к спецкурсу. -Челябинск, Изд-воЧГПИ, 1986.-88с.

100. Ушинский К.Д. Педагогические сочинения: В 6Т. Т.1. /Составитель С.Ф.Егоров. -М., Педагогика, 1988. -414с.

101. Фрейман В.Э. Методика обучения школьников использованию баз данных при изучении основ информатики. Автореф.дисс.к.п.н. —М., 1990.-16с.

102. Холл А.Д., Фейджин Р.Е. Определение понятия системы. //Исследования на общей теории систем. -М., Прогресс, 1966. -252с.

103. Цикритапс Д., Лоховски Ф. Модели данных. -М., Финансы и статистика, 1985.-356с.

104. Шардаков М.Н. Мышление школьника. -М., Учпедгиз, 1963.289с.

105. Шубинский B.C. Воспитывающие и развивающие функции познавательных целей и обобщений в обучении. Сборник научных трудов: Формирование познавательной деятельности школьников и студентов. -Тюмень, Издательство ТГУ, 1982. —160с.

106. Эльконин Д.Б. К проблеме периодизации психического развития в детском возрасте. /Вопросы психологии, 1971. -№4, С.6-20.

107. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. -М., Финансы и статистика, 1996. -368с.: ил.

108. Яшин A.M. Использование методического комплекса по базам данных на основе INTRANET технологий в системе подготовки будущих учителей информатики в педагогическом вузе. Автореф. дисс.к.п.н. (13.00.02)-М., 2000.-19с.

109. A.M. McDonough and L.J. Garrett, Management Systems: Working Concepts and Practices, Homewood, 111.: Richard D. Irwin, Inc., 1965, p.61.

110. G.A. Steiner, Top Management Planning Toronto: Collier-Macmillan Canada, Ltd., 1969, pp.487-491.

111. IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology 610.12-1990.

112. R.G. Murdick, J.E. Ross, Information System for Modern Management, Prentice-Hall, Inc., Englewood cliffs, New Jerssy, 1971.

113. Tsang E. Business Process Reengineering and why it requires business event analysis //Case Trends. -March, 1993.

114. Yourdon E. Modern Structured Analysis. -Yourdon Press/Prentice -Hall.-1989.