Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода

Костиков, Алексей Николаевич

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 обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода

Автореферат

Автор научной работы: Костиков, Алексей Николаевич
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Санкт-Петербург
Год защиты: 2003
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода"

На правах рукописи

Костиков Алексей Николаевич

МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ НА ОСНОВЕ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени канлилата пелагогичрпгих наук-

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

Санкт - Петербург 2003

Работа выполнена на кафедре информатики Российского государственного педагогического \ниверситета имени А И Герцена

Научный руководитель:

Власова Елена Зотиковна

доктор педагогических наук, профессор

Официальные оппоненты

Александров Виктор Васильевич доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники России, действительный член АЕН

Пискунова Елена Витальевна кандидат педагогических наук, доцент

Ведущая организация:

Красноярский государственный университет

Защита состоится «20» ноября 2003 г в П часов на заседании Диссертационного Совета Д 212 199 03 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук в Российском государственном педагогическом университете им А И Герцена (191186. Санкт-Петербург, наб р Мойки 48, корп 1, ауд. 237)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке РГПУ им А.И. Герцена.

Автореферат разослан «17» октября 2003 г.

Ученый секретарь .

Диссертационного Совета — ИВ. Симонова

-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. На рубеже XX и XXI веков высшая педагогическая школа переживает период реформ, обусловленных интеграцией Российской системы образования в мировую; ее переходом к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются интересы личности, адекватные тенденциям интенсивного развития общества; модернизацией общего образования, требующей осуществлять подготовку учителя, способного решать новый класс профессиональных задач. Проводимые преобразования инициируют появление новых целей высшего педагогического образования. Эти цели заключаются в достижении такого качества подготовки студента - будущего учителя, при котором уровень его профессиональной компетентности давал бы ему возможность решения профессиональных проблем и типовых профессиональных задач, возникающих в реальных ситуациях профессиональной педагогической деятельности.

В связи с этим появляется проблема поиска педагогических инноваций, обеспечивающих процесс качественной профессиональной подготовки будущих учителей. Одним из перспективных вариантов решения этой проблемы является использование идей компетентностного подхода в процессе профессиональной подготовки будущих учителей вообще, и учителей информатики, в частности. Социальная значимость компетентностного подхода для развития высшей педагогической школы России, открытость современного педагогического сообщества России к методическому и педагогическому зарубежному опыту по подготовке школьных учителей и недостаточная исследованность вопросов методики обучения информатике на основе компетентностного подхода позволяют говорить о своевременности и актуальности диссертационной работы.

Конкретной задачей данного диссертационного исследования является разработка методики обучения будущих учителей информатики компьютерной графике на основе компетентностного подхода, которая будет способствовать становлению и развитию профессиональной компетентности учителя информатики. Актуальность работы усиливается тем, что:

1) сформулированные на общеметодологическом уровне вопросы возможности применения компетентностного подхода в профессиональной подготовке учителя вообще и учителя информатики, в частности, пока ещё не нашли достаточного и широко представленного отражения в теоретических и практических исследованиях по вопросам совершенствования преподавания конкретных учебных дисциплин в педагогических вузах;

2) до настоящего времени отсутствует теоретическое обоснование необходимости и возможности эффективного использования развивающего потенциала компьютерной графики, как средства становления и развития профессиональной компетентности будущих учителей информатики;

3) существующие методики обучения компьютерной графике в педагогических вузах, в большинстве случаев остаются традиционными, не реализующими в практике образовательного процесса механизмы компетентностного подхода, как способа модернизации подготовки педагогических кадров.

Отмеченные положения показывают необходимость специальных научно-методических исследований, результатом которых должны быть теоретические основы и практические рекомендации по использованию идей компетентностного подхода в методической подготовке учителей информатики.

Проблема исследования связана с ориентацией на опережающий характер подготовки учителя информатики с использованием методики, способствующей его профессиональному становлению и готовящих его к инновационным преобразованиям в сфере будущей профессиональной деятельности.

Цель исследования заключается в разработке методики обучения компьютерной графике на основе компетентностного подхода, способствующей профессиональной подготовке будущих учителей информатики.

Объектом исследования является образовательный процесс подготовки будущих учителей информатики в области компьютерной графики с использованием методики, основанной на компетентностном подходе.

Предметом исследования является методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

Гипотеза исследования заключается в том, что разработка и использование методики обучения компьютерной графике та основе компетентностного подхода будет способствовать профессиональному становлению будущих учителей информатики, если:

- содержание курса будет отобрано в соответствии с развиваемыми у обучаемых компетентностями на различных этапах их профессионального образования;

- будет разработана система задач, используемая для формирования и развития у них различных компетс нтностей и предполагающая их активную деятельностную позицию;

- будет разработана система оценки их профессиональной компетентности как в компьютерной графике, так и в способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.

В соответствии с поставленной целью несформулированной гипотезой определены следующие задачи исследования:

1. Определить пути повышения качества профессиональной подготовки будущих учителей информатики в области компьютерной графики на основе теоретического анализа и опросно-диагностических методов работы с преподавателями высшей' школы, с учителями и со студентами. -

2. Проанализировать особенности обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода. •>

3. Предложить методику обучения компьютерной графике, разработанную' на основе компетентностного подхода и способствующую профессиональному становлению будущего учителя информатики.

4. Разработать учебно-методический комплекс «Компьютерная графика», включающий учебные программы, комплекс разноуровневых учебных задач, пакет демонстрационных программ, веб-базируемый курс по обучению компьютерной графике.

5. Разработать систему оценки профессиональной компетентности будущего учителя информатики в области компьютерной графики и его способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.

6. Подтвердить эффективность предложенной методики для профессионального становления будущего учителя информатики.

Теоретико-методологической базой исследования являются: философские, психологические и дидактические основы теории научного познания (В.Г. Афанасьев, A.C. Никифоров, JI.C. Выготский, П.Я. Гальперин, М.А. Скаткин, М.И Махмутов, И.Я. Лернер и др.); концепция развивающего и воспитывающего обучения (В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, И.Я. Лернер, Л.С. Выготский); концептуальные подходы, раскрывающие особенности современного высшего педагогического образования (С.И. Архангельский, A.A. Вербицкий, Г.А. Бордовский, В.В. Лаптев, Е.В. Пискунова Н.Ф. Радионова, И.И. Соколова, Н.Л. Стефанова, А.П. Тряпицына); работы посвященные активизации познавательной деятельности обучаемых (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, И.Я. Ланина, И.Я. Лернер, Н.Ф. Талызина); исследования по информатизации педагогического образования (В.В. Александров, В.В. Александрова, С.В. Алексеев, Е.З. Власова, ЦБ. Готская, В.В. Лаптев, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, Й.А. Румянцев, В.П. Соломин, A.B. Смирнов);* концептуальные основы компьютеризации образования (Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский,

A.П. Ершов, В.А. Извозчиков, В.В. Лаптев, Н.В. Макарова, Е.И. Машбиц,

B.Ф. Шолохович), компетентностный подход в информатике (В.В. Александров, Е.В. Баранова, Е.З. Власова, И.Б. Мылова, О.Г. Смолянинова, И.В. Симонова, Е.В. Степанова).

Диссертационное исследование выполнено с учетом результатов, полученных представителями научно-педагогической школы РГПУ им. АИ. Герцена, которые явились исполнителями проекта «Разработка рекомендаций и учебных материалов для подготовки специалистов в области образования, реализующих стратегические цели обновления школы».

Экспериментальная работа проводилась иа базе: Российского государственного педагогического университета им. А.И Герцена (кафедра информатики, кафедра электронно-коммуникативных

средств обучения); Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Коряжемский филиал); лицея № 214 Санкт-Петербурга; МУК Адмиралтейского района Санкт-Петербурга.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит:

- в определении путей повышения профессиональной компетентности будущих учителей информатики при обучении их компьютерной графике в логике компетенгностного подхода;

- в разработке методики обучения будущих учителей информатики компьютерной графике на основе компетенгностного подхода;

- в обосновании факта повышения результативности подготовки будущих учителей информатики к их профессиональной деятельности с использованием разработанной методики.

Работа выполнена в рамках общеуниверситетской темы РГПУ им. А. И. Герцена «Интегративная система непрерывного педагогического образования», направление - «Методология проектирования педагогических систем и их информационное обеспечение» по Государственному заказу министерства образования РФ.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

- разработана методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компете нтностного подхода, которая может быть тиражирована в другие вузы;

- разработан и готов к использованию учебно-методический комплекс «Компьютерная графика», предназначенный для подготовки будущих учителей информатики в логике разработанной методики;

Результаты исследования внедрены в практику работы педагогических вузов северо-запада.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетенгностного подхода.

2. Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика».

3. Результаты педагогического эксперимента по внедрению методики обучению компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

Апробация исследования осуществлялась автором в процессе работы с преподавателями различных вузов страны, учителями школ и средних

специальных учебных заведений. Основные теоретические положения и результаты исследования обсуждались на кафедре информатики РГТТУ им. А.И.Герцена (2000 - 2003 гг.), на кафедре информатики и прикладной математики Коряжемского филиала ПГУ им. М.В.Ломоносова. (2000 - 2003 г.г.), на учебно-методических семинарах по международной программе корпорации Intel® «Обучение для будущего» (2003). «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» (2002, 2003), на межвузовской научно - методической конференции (Герценовские чтения -2002), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2002», на конференциях Федерации Интернет Образования (СПб, 2000-2002), на методических семинарах программы ЮКОС «Новая цивилизация» (г. Москва, 2002), на российско-американской конференции РГПУ им. А.И.Герцена (2001), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2001», на ХП Ломоносовских чтениях ПГУ им. MB. Ломоносова (г. Архангельск, 2000 г.).

Внедрение результатов осуществлено в период с 2000 по 2003 годы.

Результаты исследования внедрены в образовательный процесс:

I. При обучении студентов педагогического вуза, получающих специальное образование в области информатики. Конкретно, при изучении ими дисциплин: «Языки и методы программирования», «Компьютерное моделирование», «Математическое моделирование и основы вычислительного эксперимента» на кафедре информатики математического факультета в Российском государственном педагогическом университете им. А.И.Герцена.

П. В практику работы со студентами математического и физического факультетов Pi 11У им. А. И. Герцена при реализации Международной программы корпорации Intel® «Обучение для будущего» (2002-2003 гг.)

Ш. В учебный процесс Поморского Государственного университета имени М. В. Ломоносова (Коряжемский филиал) на кафедре информатики и прикладной математики математического факультета Коряжемского филиала Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова. в курсе «Языки и методы программирования» и «Компьютерное моделирование» (2000-2003 гг.).

IV. Программные средства учебного назначения, созданные лично автором, внедрены в учебный процесс РГПУ им. А. И. Герцена, ПГУ им. М. В. Ломоносова, лицея № 214 Санкт-Петербурга и МУК Адмиралтейского района Санкт-Петербурга.

V. Веб-базируемые курсы «Компьютерная графика для веб-дизайна», являющиеся составной частью учебно-методического комплекса «Компьютерная графика», опубликованы на сайтах в ИНТЕРНЕТ (СПИИ РАН, ИТМО, РГПУ).

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов исследования обеспечены согласованностью его основных результатов с тенденциями развития системы высшего профессионально-педагогического образования, обоснованностью выбранных методологических позиций; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; применением комплекса методов, адекватных этой проблеме; длительным характером и положительными результатами педагогического эксперимента, их апробацией в условиях конкретных образовательных систем региона.

Публикации по работе: всего автору принадлежит 7 публикаций.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений; содержит 163 страницы, из которых 154 страницы текста, 11 таблиц; список литературы включающий 158 наименований' на русском и иностранном языках, ссылки на ресурсы Интернет, 7 приложений на 69 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Коренное изменение современного образования, которое все более ориентируется на «свободное развитие челЬвека», на творческую инициативу и самостоятельность обучаемых, конкурентоспособность и мобильность будущих специалистов, создает предпосылки для поиска новых путей совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей. Динамизм и инновационность информатики заставляет с особым вниманием отнестись к исследованию вопросов по качественному изменению в подготовке будущих учителей информатики.

В первой главе диссертации обосновывается необходимость совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода. Ожидаемым результатом подготовки будущего учителя информатики в логике компетентностного подхода является становление его профессиональной компетентности. Анализ психолого-педагогической литературы, результатов научных исследований, опыта общения с преподавателями высшей педагогической школы и учителями основных и профильных школ, проведенный в параграфе 1.1, позволил сделать вывод, что профессиональная компетентность учителя рассматривается как интегральная характеристика и определяет его способность (умение) решать профессиональные проблемы и типичные профессиональные задачи, которые могут возникнуть в процессе реальной практической деятельности учителя.

Показана возможность перехода от организации образовательного процесса на основе знаний-умений-навыков к организации образовательного процесса подготовки современного учителя на основе компетентностного подхода. Это согласуется с идеями модернизации общего образования и является ведущей задачей, которую предстоит решать педагогическим вузам России. Проанализированы существующие представления о понятиях компетенция и компетентность, прослежено в историческом аспекте формирование представлений о реализации компетентностного подхода в образовательном процессе зарубежной и отечественной высшей школы. Выделены инновации, которые необходимо вносить в традиционный образовательный процесс подготовки будущего учителя с целью переориентации его на логику компетентностного подхода. Сделан вывод о том, что необходим такой образовательный процесс, который позволит осуществить качественный переход от традиционного подхода в подготовке учителя к новому - компетентностному.

Это, в свою очередь, обуславливает необходимость обновления дидактической системы с учетом особенностей организации и проведения образовательного процесса в условиях компетентностного подхода, что показано в параграфе 1.2. Данный подход требует изменения образовательного процесса с ориентацией на создание учебных ситуаций, позволяющих обучающему моделировать и осуществлять активный

контроль за деятельностью обучаемого, а обучаемому быть активным участником собственного профессионального становления. Учебные ситуации моделируются на основе профессионально-ориентированных и разноуровневых по сложности задач, которые в компетентностном подходе являются, с одной стороны, единицей построения содержания, а, с другой стороны, одним из критериев оценивания уровня компетентности будущего учителя. В основу создания системы задач для профессионально-ориентированной подготовки будущих учителей информатики компьютерной графике предлагается положить различные классификации средств компьютерной графики по различным основаниям. Конкретно: по способам визуализации изображений, по средствам реализации компьютерной графики, по областям применения компьютерной графики. Это описано в параграфе 1.3.

Заданный принцип отбора содержания профессиональной подготовки будущих учителей информатики компьютерной графике на ряду с такими принципами как: личностная ориентированность на обучаемого, деягельностный подход к обучению, междисциплинарность, практико-ориенгированность, модульный характер изложения и изучения материала, являются основополагающими для разработанной автором методики обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетенгностного подхода.

Разработанная методика (параграф 2.1) предполагает поэтапное формирование и развитие ключевой, базовой и специальной компетенгносгей у будущих учителей информатики в процессе изучения ими компьютерной графики. С этой целью автором разработаны взаимосвязанные на содержательной и процессуальной основе, логически завершенные учебные модули.

Модуль 0. Предназначен для формирования и развития ключевой компетентности будущего учителя информатики. Он ориентирован на студентов, не изучавших или недостаточно владеющих встроенными средствами компьютерной графики в стандартных офисных приложениях (MS Office: MS Word, MS Excel, MS PowerPoint, MS Paint, MS Publisher). В этом модуле обучаемым предлагаются задачи, которые должен уметь решать любой специалист в независимости от их будущей профессиональной

ориентации с использованием компьютерной графики. Результат обучения по данному модулю - свободное владение деловой компьютерной графикой.

Модуль 1. Предназначен для формирования и развития базовой компетентности будущего учителя. Студенты изучают стандартные пакеты компьютерной графики типа Adobe PhotoShop, CorelDraw, Cool3D, Xara3D, 3D Studio MAX, Macromedia Flash. Содержание модуля составляют задачи, ориентированные на знание и умение использовать средства компьютерной графики в профессиональной деятельности учителя. Результат обучения по данному модулю - самостоятельное владение иллюстративной компьютерной графикой. Решение задач Модуля 1 способствует дальнейшему развитию ключевой компетентности, формирует и развивает его базовую компетентность.

Модуль 2. Предназначен для развития базовой компетентности и формирования-развития специальной компетентности будущего учителя информатики. Студенты изучают стандартные пакеты со встроенными графическими функциями (научная графика) для решения задач визуального моделирования в средах типа: Mathematica, MathCAD, MathLab. Решают профессиональные задачи на междисциплинарном уровне, актуализируя свои знания в предметной области, в методике обучения информатике, в педагогике. Учатся социальному взаимодействию при обучении в рабочих группах, включающих учигелей-прсдмстников; способам поведения при работе в группах; исследовательской деятельности. Результат обучения по данному модулю - самостоятельное владение научной компьютерной графикой и применение ее в школьном образовательном процессе (видеть ученика в образовательном процессе, строить образовательный процесс на основе междисциплинарности, устанавливать взаимодействие с другими субъектами образовательного процесса). Решение задач Модуля 2 способствует дальнейшему развитию базовой компетентности, формированию специальной компетентности и ее развитию у студента, ориентирующегося на работу в основной школе.

Модуль 3. Предназначен для дальнейшего развития специальной компетентности будущего учителя информатики. Студенты изучают компьютерную графику, программируя на языке Borland Pascal с последующим изучением Visual С++, используя графическую 3D-библиотеку OpenGL. Содержание модуля составляют задачи,

ориентированные на знание и умение программировать компьютерную графику. Студенты учатся: строить графики функций в декартовых, графики кривых в полярных координатах; строить графики функций, заданных в параметрической форме; изображать поверхности второго порядка в различных аксонометрических проекциях; создавать динамические и интерактивные многогранники. Алгоритмы разрабатываются студентами, что развивает их алгоритмическую культуру и активизирует математические знания. Также данный модуль ориентирован на программирование графических комплексов с помощью стандартных графических библиотек, типа OpenGL. Результат обучения по данному модулю - самостоятельное владение программированием компьютерной графики на одном из языков программирования, умение ставить и решать разноуровневые задачи с ориентацией на «сильного ученика», * проектировать его самообразовательную деятельность. Решение задач Модуля 3 способствует развитию специальной компетентности у студента, необходимой ему для работы в профильной (физико-математической, технической) школе.

Для эффективной реализации предложенной методики лично автором разработан учебно-методический комплекс (УМК) «Компьютерная графика». Он представлен традиционными печатными материалами, их электронной версии и веб-базируемыми учебными курсами. УМК - это система учебных материалов, включающая' в.себя: теоретический материал, практические рекомендации по работе со средствами компьютерной графики, задания для контроля и самоконтроля уровня сформированное™ и развития компетентностей обучаемых в области компьютерной графики. Его структура, методика использования в образовательном процессе педагогического вуза и содержание в виде комплекса лабораторных работ, системы оценочных работ для каждого из 4-х модулей описаны в параграфах 2.2,2.3 и Приложениях 1-7.

В педагогическом наблюдении и эксперименте( 1999-2003 гг.) приняли участие студенты РГПУ им. А.И. Герцена, ПТУ им. MB. Ломоносова (125 человек). Его цель заключалась в том, чтобы оценить уровень развития компетентности студентов в области компьютерной графики при использовании разработанной методики. Было спланировано и проведено педагогическое наблюдение и анкетирование (Модуль 0, Модуль 1), констатирующий и формирующий эксперименты (Модуль 2, Модуль 3).

Полученные экспериментальные данные обработаны методом «Критерия знаков» и методом проф. Н.В. Хованова на компьютере. На основании результатов эксперимента по методу «Критерия знаков» альтернативная гипотеза позволяет сделать вывод о развитии профессиональной компетентности студентов после обучения по Модулю 2 с использованием УМК «Компьютерная графика». Кроме того, результаты оценивания степени сформированности компетентности представлены в матрице оценивания компетентностей, разработанной автором.

Метод Н.В. Хованова используется при принятии решения о выборе наиболее предпочтительного многопараметрического объекта. В качестве такого объекта в педагогическом эксперименте выступал студент, профессиональная компетентность которого, являясь интегральной характеристикой, характеризуется многими параметрами, в том числе: знаниями синтаксиса языка программирования и стандартных графических процедур, умением решать задачи компьютерной графики,

1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000

Критерий 1 Критерий 2 Критерий 3 Критерий 4 |йК/р № 1 ЯК/р№2| Рис. 1

применяя имеющиеся математические знания и эффективные алгоритмы.

.Были выделены следующие критерии для оценивания объекта:

- способность решения задач с использованием знаний синтаксиса языка Паскаль (критерий 1),

- способность решения задач с использованием знаний стандартных графических процедур и функций языка Паскаль (критерий 2),

- способность применения математических знаний при решении задач программирования компьютерной графики (критерий 3),

- задач программирования компьютерной графики (критерий 4).

Диаграмма на рис. 1.1 показывает повышение уровня профессиональной

компетентности студентов.

Заключение

1. Определены пути повышения качества профессиональной подготовки будущих учителей информатики в области компьютерной графики на основе теоретического анализа и опросно-диагностических методов работы с преподавателями высшей школы, с учителями и со студентами.

2. Проанализированы особенности обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

I \

3. Предложена методика обучения компьютерной графике, разработанную на основе компетентностного подхода и способствующую профессиональному становлению будущего учителя информатики.

4. Разработан учебно-методический комплекс «Компьютерная графика», включающий учебные программы, комплекс разноуровневых учебных задач, пакет демонстрационных программ, веб-базируемый курс по обучению компьютерной графике.

5. Разработана система оценки профессиональной компетентности будущего учителя информатики в области компьютерной графики и его способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.

6. Подтверждена эффективность предложенной методики для профессионального становления будущего учителя информатики.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Костиков А.Н., Карелин Н.М. Дополнительные задачи на деление рёбер многогранников в заданном отношении с программным обеспечением их решения // XII Ломоносовские чтения: Сборник научных трудов. - г.Архангельск, ПГУ им. М.В. Ломоносова, 2000,-С. 23-40, (авторский вклад составляет 0,5 п. л.).

2. Костиков А.Н. Использование компьютерной графики как средства формирования устойчивых знаний в области математики и информатики у студентов педвузов // Информатика - исследования и инновации. Выпуск 5. Межвузовский сборник научных трудов. -СПб: ЛГОУ им. А.С. Пушкина, 2001,- С. 23-25, (0,2 п. л.).

3. Костиков А.Н., Титова Н.Г. Творческая деятельность студентов и учащихся в области компьютерной графики // Информатика -исследования и инновации. Выпуск 5. Межвузовский сборник научных трудов. - СПб: ЛГОУ им. А.С. Пушкина, 2001,- С. 25-27, (авторский влад составляет 0,1 п. л.).

4. Костиков А.Н. Анализ современных графических 3D - библиотек // Информатика - исследования и инновации. Выпуск 6. Межвузовский

. сборник научных трудов. - СПб: СПИИРАН, ЛГОУ им. А.С. Пушкина, 2002,- С. 69-72, (0,3 п. л.).

5. Костиков" А.Н. VRML. Трёхмерный Internet // Информатика -исследования и инновации. Выпуск 6. Межвузовский сборник научных трудов. - СПб: СПИИРАН, ЛГОУ им. А.С. Пушкина, 2002.-С. 228-230, (0,2 п. л.).

6. Костиков А.Н. Профессионально - ориентированный подход к изучению средств компьютерной графики в педагогическом вузе // Межвузовский сборник научных трудов, 2002,- С. 39-42, (0,2 п. л.).

7. Костиков А.Н. К вопросу об изучении компьютерной графики в педагогическом вузе // Актуальные проблемы обучения в школах и вузах малых городов России: Материалы региональной научно-практической конференции 3-4 декабря 2002 года, г. Коряжма, Поморский государ-сгвенный университет им. М.В.Ломоносова, 2003,- С. 42-44, (0,2 п. л.).

Отпечатано в ООО «АкадемПринт». С-Пб ул Миллионная, 19 Тел 315-11-41 Подписано в печать 16 10 03 Тираж 100 экз

2.00 Izñ HJ/Io

» 16 92 0

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Костиков, Алексей Николаевич, 2003 год

ф Введение.

Глава 1. Теоретические основы обучения компьютерной графике

§1.1. Компетентностный подход в современном педагогическом образовании.

§ 1.2. Дидактическая система в условиях компетентностного подхода.

§1.3. Обучение компьютерной графике в логике компетентностного подхода.

Глава 2. Методика обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода

§2.1. Особенности обучения компьютерной графике в условиях компетентностного подхода.

§ 2.2. Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика».

§ 2.3. Методические рекомендации по использованию учебнометодического комплекса «Компьютерная графика».

Глава 3. Педагогический эксперимент

§3.1. Констатирующий и формирующий эксперименты.

§ 3.2. Описание и результаты эксперимента.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода"

• Актуальность исследования. На рубеже XX и XXI веков высшая педагогическая школа переживает период реформ, обусловленных интеграцией Российской системы образования в мировую [25]; ее переходом к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются интересы личности, адекватные тенденциям интенсивного развития общества [51, 95]; модернизацией общего образования, требующей осуществлять подготовку учителя, способного решать новый класс профессиональных задач [86, 87]. Проводимые преобразования инициируют

• появление новых целей высшего педагогического образования. Эти цели заключаются в достижении такого качества подготовки студента - будущего учителя, при котором уровень его профессиональной компетентности давал бы ему возможность решения профессиональных проблем и типовых профессиональных задач, возникающих в реальных ситуациях профессиональной педагогической деятельности.

В связи с этим появляется проблема поиска педагогических инноваций, обеспечивающих процесс качественной профессиональной подготовки будущих учителей. Одним из перспективных вариантов решения этой проблемы является использование идей компетентностного подхода в процессе профессиональной подготовки будущих учителей вообще, и учителей информатики, в частности [51, 124]. Социальная значимость компетентностного подхода для развития высшей педагогической школы России, открытость современного педагогического сообщества России к методическому и педагогическому зарубежному опыту по подготовке школьных учителей и недостаточная исследованность вопросов методики обучения информатике на основе компетентностного

• подхода позволяют говорить о своевременности и актуальности диссертационной работы.

Конкретной задачей данного диссертационного исследования является разработка методики обучения будущих учителей информатики Ф компьютерной графике на основе компетентностного подхода, которая будет способствовать становлению и развитию профессиональной компетентности учителя информатики. Актуальность работы усиливается тем, что:

• совершенствования преподавания конкретных учебных дисциплин в педагогических вузах;

Гипотеза исследования заключается в том, что разработка и использование методики обучения компьютерной графике на основе компетентностного подхода будет способствовать профессиональному становлению будущих учителей информатики, если:

• содержание курса будет отобрано в соответствии с развиваемыми у обучаемых компетентностями на различных этапах их профессионального образования;

• будет разработана система задач, используемая для формирования и развития у них различных компетентностей и предполагающая их активную деятельностную позицию;

• будет разработана система оценки их профессиональной компетентности как в компьютерной графике, так и в способности использовать средства компьютерной графики для решения профессиональных задач.

В соответствии с поставленной целью и сформулированной гипотезой определены следующие задачи исследования;

9 студентами.

2. Проанализировать особенности обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

3. Предложить методику обучения компьютерной графике, разработанную на основе компетентностного подхода и способствующую профессиональному становлению будущего учителя информатики.

Ф 4. Разработать учебно-методический комплекс «Компьютерная графика», включающий учебные программы, комплекс разноуровневых учебных задач, пакет демонстрационных программ, веб-базируемый курс по обучению компьютерной графике.

• A.A. Вербицкий, Г.А. Бордовский, В.В. Лаптев, Е.В. Пискунова Н.Ф. Радионова, И.И. Соколова, Н.Л.Стефанова, А.П. Тряпицына); работы посвященные активизации познавательной деятельности обучаемых (С.И.

Архангельский, Ю.К. Бабанский, И .Я. Лернер, Н.Ф. Талызина); теория формирования знаний (А.Н. Звягин, Л.Я. Зорина, И.Н. Пономарева, В.А. Щенев); исследования по информатизации педагогического образования

В.В. Александров, В.В. Александрова, C.B. Алексеев, Е.З. Власова, В.А.

Извозчиков, В.В. Лаптев, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, И.А. Румянцев, В.П. Соломин, A.B. Смирнов); концептуальные основы компьютеризации образования (Г.А. Бордовский, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, В.В. Лаптев, Н.В. Макарова, Е.И.Машбиц, В.Ф.Шолохович), компетентностный подход в информатике (В.В. Александров, Е.В. Баранова, Е.З. Власова, И.Б. Мылова, О.Г. Смолянинова, И.В. Симонова, Е.В. Степанова).

Экспериментальная работа проводилась на базе: Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (кафедра информатики, кафедра электронно-коммуникативных средств обучения); Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Коряжемский филиал); лицея № 214 Санкт-Петербурга, МУК Адмиралтейского района Санкт-Петербурга.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит:

- в определении путей повышения профессиональной компетентности будущих учителей информатики при обучении их компьютерной графике в логике компетентностного подхода;

- в разработке методики обучения будущих учителей информатики компьютерной графике на основе компетентностного подхода;

Работа выполнена в рамках общеуниверситетской темы РГПУ имени А. И. Герцена «Интегративная система непрерывного педагогического образования», направление — «Методология проектирования педагогических систем и их информационное обеспечение» по Государственному заказу министерства образования РФ. » Исследование проводилось по программе научно-педагогической школы в области «Методологии и технологии образования в информационном обществе».

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

- разработана методика обучения компьютерной графике будущих учителей 4 информатики на основе компетентностного подхода, которая может быть тиражирована в другие вузы;

Результаты исследования внедрены в практику работы педагогических вузов северо-запада.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Методика обучения компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

2. Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика».

3. Результаты педагогического эксперимента по внедрению методики * обучению компьютерной графике будущих учителей информатики на основе компетентностного подхода.

Апробация исследования осуществлялась автором в процессе работы с преподавателями различных вузов страны, учителями школ и средних специальных учебных заведений. Основные теоретические положения и результаты исследования обсуждались на кафедре информатики РГПУ им. А.И.Герцена (2000 - 2003 г.г.), на кафедре информатики и прикладной математики Коряжемского филиала ПТУ им. М.В.Ломоносова. (2000 — 2003 г.г.), на учебно-практических семинарах по международной программе корпорации Intel® «Обучение для будущего» (2003). «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» (2002, 2003), на межвузовской научно - методической конференции (Герценовские чтения -2002), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2002», на российско-американской конференции РГПУ им. А.И.Герцена (2001), на межвузовской конференции «Информатика и информационные технологии в образовании ИИТО - 2001», на XII Ломоносовских чтениях ПТУ им. М.В.Ломоносова (г. Архангельск, 2000 г.).

Внедрение результатов осуществлено в период с 2000 по 2003 годы. Результаты исследования внедрены в учебный процесс студентов вузов:

I. При обучении студентов педагогического вуза по специальностям математика и информатика, информатика при изучении ими дисциплин «Языки и методы программирования», «Компьютерное моделирование», «Математическое моделирование и основы вычислительного эксперимента» на кафедре информатики математического факультета в Российском государственном педагогическом университете им. А.И.Герцена.

И. В практику работы со студентами математического и физического факультетов Pi И У им. А.И. Герцена при реализации Международной программы корпорации Intel® «Обучение для будущего» (2002-2003 гг.)

III. В учебный процесс Поморского Государственного университета имени М. В. Ломоносова (Коряжемский филиал) на кафедре информатики и прикладной математики математического факультета Коряжемского филиала Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова, в курсе «Языки и методы программирования» (2000-2003 гг.) и «Компьютерное моделирование» (2002-2003 гг.).

V. Веб-базируемые курсы «Компьютерная графика для веб-дизайна», являющиеся составной частью учебно-методического комплекса «Компьютерная графика», опубликованы в Интернет (ИТМО, РГПУ).

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов исследования обеспечены согласованностью его основных результатов с тенденциями развития системы высшего профессионально-педагогического образования, обоснованностью выбранных методологических позиций; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; применением комплекса методов, адекватных этой проблеме; длительным характером и положительными результатами педагогического эксперимента, их широкой и длительной апробацией в условиях конкретных образовательных систем региона.

Публикации по работе: всего автору принадлежит 7 публикаций.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений; содержит 163 страницы, из которых 154 страницы текста, 11 таблиц; список литературы включающий 158 наименований на русском и иностранном языках, ссылки на ресурсы Интернет, 7 приложений на 69 страницах.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Костиков, Алексей Николаевич, Санкт-Петербург

1. Методические указания по изучению курса;

2. Учебно-практические пособия (опорный конспект, план-конспект лекций);

3. Тесты (входные, промежуточные, идентификационные, итоговые)6. Аудиокассеты;

4. Видеокассеты с записями установочных или обзорных лекций, или видеосъемка работы оборудования, опытов по физике, химии и другим дисциплинам;

5. Обучающие программы на компьютерах в обычном и мультимедийном (CD-ROM) вариантах исполнения;

6. Совокупность программных средств для выдачи на дисплей в графической форме промежуточных и окончательных результатов решения задач и для работы с графическими изображениями.

7. Синтез изображения. Основной задачей, решаемой в этой области, является генерация изображения и вывод его на конкретное устройство графического вывода (дисплей, графопостроитель, принтер).

8. Анализ изображения. В этой области решается задача исследования изображения на предмет распознавания в нем элементарных объектов по их абстрактным обобщенным описаниям, включающим характерные особенности исследуемого объекта.

9. Иллюстративная графика. . Включает 6 взаимосвязанных областей:

10. Создание рисунков растровой графики графические редакторы PaintBrush (ZSoft) V, Dr. Halo, FantaVision (BroderBund), StoryBoard Plus (IBM), ShowPartner, C-Pen (советский), Pictor.

11. Настольные издательские системы Adobe PageMaker, Corel Ventura. Приближаются к ним по возможностям текстовые редакторы Lotus Word Pro, Microsoft Word, Corel WordPerfect.

12. Художественные иллюстрации с векторной графикой Corel Draw, Adobe Ilustrator, MicroGrafx Designer, Visio, MarcoMedia FreeHand.

13. В базовой программе по информатике для общеобразовательных учреждений существует раздел по изучению веб-дизайна. Проанализируйте, какие средства при изучении этого раздела целесообразно предложить учащимс'я. Обоснуйте ваш выбор.

14. Каждая подгруппа выполнят только одну тему в течение всех практических занятий.

15. Создайте собственное резюме, которое будет включать в себя ваше фото. Какими средствами можно создать такое резюме?

16. Перечислите, какими средствами вы можете наглядно показать результаты своей работы, как наиболее наглядно можно представить свои результаты8?

17. Основы представления графических данных: понятие компьютерной графики, виды компьютерной графики, компьютерная графика в MS Office. Лекция

18. Необходимо ли обучать учащихся работе со сканером? Для чего нужно уметь сканировать изображения и нужно ли их ретушировать?

19. Как вы думаете, векторные или растровые графические пакеты наиболее популярны? Ответ обосновать.