Формирование профессиональной компетентности студентов среднего профобразования при интегрированном изучении дискретной математики и информатики

Кондурар, Марина Викторовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование профессиональной компетентности студентов среднего профобразования при интегрированном изучении дискретной математики и информатики

Автореферат

Автор научной работы: Кондурар, Марина Викторовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Тольятти
Год защиты: 2015
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация недоступна

Автореферат диссертации по теме "Формирование профессиональной компетентности студентов среднего профобразования при интегрированном изучении дискретной математики и информатики"

На правах рукописи

Кондурар Марина Викторовна

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ СРЕДНЕГО ПРОФОБРАЗОВАНИЯ ПРИ ИНТЕГРИРОВАННОМ ИЗУЧЕНИИ ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 з МАЙ Щ

Тольятти-2015

005568705

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Тольятгинский государственный университет».

Научный руководитель: Ярыгип Олег Николаевич, кандидат педагогических наук, доцент Официальные оппоненты:

Ильмушкин Георгий Максимович, доктор педагогических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Димитровградский инженерно-технологический институт-филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», заведующий кафедрой высшей математики.

Аниськин Владимир Николаевич, кандидат педагогических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Поволжская государственная социально-гуманитарная академия», декан факультета математики, физики и информатики, профессор кафедры информационно-коммуникационных технологий в образовании.

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Сахалинский государственный университет».

Защита состоится «5» июня 2015 г. в 16.00 на заседании диссертационного совета Д 212.264.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования в ФГБОУ ВПО «Тольятгинский государственный университет» по адресу: 445667, Самарская область, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, УНИ, 224.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Тольятпшский государственный университет». Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Тольятгинский государственный университет» «3» апреля 2015 г. Режим доступа http://edu.tltsu.ru.

Автореферат разослан « » 2015 г.

Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации «3» апреля 2015 г. Режим доступа http://vak.ed.gov.ru

Ученый се1фетарь

диссертационного совета

канди дат педагогических наук, доцент

JI.A. Сундеева

На п] писи

Кондурар Марина Викторовна

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Тольятти-2015

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет».

Научный руководитель: Ярыгин Олег Николаевич, кандидат педагогических наук, доцент Официальные оппоненты:

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Сахалинский государственный университет».

Защита состоится «5» июня 2015 г. в 16.00 на заседании диссертационного совета Д 212.264.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования в ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет» по адресу: 445667, Самарская область, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, УНИ, 224.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет». Электронная версия автореферата размещена на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет» «3» апреля 2015 г. Режим доступа http://edu.tltsu.ru.

Автореферат разослан «&>> 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат педагогических наук, доцент

Л.А. Сундеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Процессы, проходящие в экономической, политической и общественной жизни страны, породили необходимость разработки нового подхода к проблемам формирования интеллектуального и творческого потенциала личности не только в высших учебных образовательных учреждениях, но и в системе среднего профессионального образования. Недостаток рабочих и техников соответствующей современным требованиям квалификации ощущается на предприятиях высокотехнологичных отраслей промышленности. Сегодня все больше осознается необходимость в хорошо обученных работниках среднего звена, умеющих быстро принимать адекватные решения на своем уровне, имеющих нестандартный взгляд на сложившуюся ситуацию и обладающих стремлением к самореализации.

Проблема формирования профессиональной компетентности в процессе обучения актуальна как никогда в связи с внедрением компетентностного подхода в стандартах третьего поколения среднего профессионального образования, вследствие чего возникла необходимость в пересмотре традиционных методов и средств подготовки кадров.

Одним из базовых компонентов профессиональной компетентности является интеллектуальная компетентность, в которой основной составляющей для выпускников профессиональных образовательных организаций является алгоритмическая. Именно эта базовая компетентность особенно эффективно формируется при интегрированном изучении дискретной математики и информатики.

В связи с этим становится актуальной разработка новых инструментов компетентностного подхода для формирования профессиональной, а в отношении ИТ-специалистов - интеллектуальной компетентности. Особое внимание, которое уделяется ИТ-специалистам, не случайно, так как совершенствование компьютерных технологий — одно из наиболее перспективных направлений развития современной науки. Важно научить исследовательским умениям, способности самостоятельно мыслить и действовать, заложить основы к дальнейшему саморазвитию. И математика обладает для этого широким спектром возможностей: при ее изучении формирование интеллектуальной компетентности студентов осуществляется наиболее органично.

Новым направлением в формировании компетентного специалиста-техника является внедрение в учебный процесс методов интегрированного обучения. Интеграция позволяет усилить профессиональную направленность предметов, формирует целостное представление студентов среднего профессионального образования о будущей деятельности, способствует развитию широты мышления, повышает качество знаний и общей подготовки.

Степень разработанности проблемы. Процесс информатизации затронул все сферы жизни общества. Поэтому в последние десятилетия наблюдается особый интерес ученых-теоретиков к проблемам информатизации и использования информационного подхода в науке (Т.В.Ершова, А. И. Ракитов, А. Д. Урсул, А. А. Чернов и др.).

В контексте компетентностного подхода понятия «компетентность» и «компетенция» не нашли до сих пор единого толкования, различные взгляды на решение этой проблемы представлены в работах как российских исследователей Т. Ю. Базарова, М. Е. Бершадского, А. Н. Дахина, И. А. Зимней, Э. Ф. Зеера, Н. Ф. Радионовой, А. В. Хуторского, О. Н. Ярыгина и других, так и зарубежных ученых Дж. Равена, Д. Маклелланда и др.

Психологическая и педагогическая диагностика, вопросы тестирования и разработка тестовых систем рассматриваются в работах Д. Б. Богоявленской, В. Н. Дружинина, А. В. Карпова, В. С. Кима, М. А. Холодной, А. Г. Шмелева и Др.

В диссертационных исследованиях представлены различные аспекты компетентностного подхода и новых образовательных стандартов. Среди авторов подобных работ можно назвать Н. И. Алмазову, Ю. В. Варданян, В. Г. Виненко, М. Д. Ильязову, Н. Л. Московскую, Л. В. Шавинину и др.

Проблемам интеграции дисциплин и направлений в образовании посвящены многочисленные монографии и диссертационные исследования

A. А. Вербицкого, О. Г. Ларионовой, Г. П. Максимовой, М. Е. Иванюк,

B. Р. Поповой и др.

Общим вопросам использования ИКТ в обучении посвящены работы Б. С. Гершунского, Л. И. Долинер, В. Р. Майера, Е. И. Машбица,

A. И. Назарова, И. В. Роберт, В. А. Стародубцева, Т. Л. Шапошниковой и др.

Различные аспекты интеграции наук как основы разработки интегрированного подхода к образованию рассмотрены в трудах

B. Г. Афанасьева, В. М. Бехтерева, Л. С. Выготского, П. Я. Гальперина, В. В. Давыдова, А. Н. Леонтьева, В. Н. Максимовой и др.

Вопросы, связанные с изучением интеллекта и интеллектуальной компетентности обучающегося, не выходят из сферы внимания философов и психологов Т. Куна, Н.Хомского, Г.Айзенка, Дж.Гилфорда, Е.П.Ильина, М. А. Холодной и др. Проблемы интеллектуальной деятельности как инструмента познания представлены в трудах этих ученых.

Изучение сущностных характеристик интеллектуальной компетентности явилось предметом исследования О. Г. Берестеневой, Г. И. Егоровой, И. А. Зимней, Н. В. Козловой, Е. Г. Марчук, Л. А. Сивицкой, О. Н. Ярыгина и др., каждый из которых внес свой вклад в разработку проблем ее формирования.

Исследование процессов формирования компетентностей, необходимых для эффективной деятельности в области информационных технологий, дало возможность выявить следующие недостатки подготовки:

- неоднозначная трактовка базовых терминов компетентностного подхода, таких как «компетентность» и «компетенция», в отношении профессиональной деятельности ИТ-специалистов в научной и психолого-педагогической литературе;

— недостаточная готовность выпускников использовать математический аппарат в решении профессиональных задач;

- неразработанность проблемы использования обширных возможностей дискретной математики в формировании профессиональной компетентности студентов в среднем профессиональном образовании;

- узость традиционного подхода, обеспечивающего усвоение декларативных и процедурных знаний по дискретной математике и информатике, но не раскрывающего взаимодействия знаний по этим дисциплинам;

- ограниченность существующих систем тестирования способностей, их неадекватность такому сложному явлению, как интеллектуальная компетентность.

Выявленные недостатки дают возможность сформулировать следующие противоречия между:

- возрастающими требованиями к профессиональной деятельности будущего ИТ-специалиста в соответствии с ФГОС третьего поколения и существующим недостаточным уровнем профессиональной компетентности выпускников профессиональных образовательных организаций;

- традиционно сложившейся моделью профессиональной подготовки в среднем профессиональном образовании и методологией компетентностного подхода, предполагающей формирование профессиональной компетентности выпускников профессиональных образовательных учреждений;

- широким распространением компетентностного подхода в системе образования и неоднозначностью определения базовых понятий и терминов компетентностного подхода в отношении профессиональной деятельности ИТ-специалистов;

- необходимостью формирования профессиональной компетентности и прежде всего её алгоритмической составляющей у будущих программистов в средних профессиональных образовательных учреждениях и недостаточным учебно-методическим обеспечением для комплексного изучения дискретной математики и информатики в контексте компетентностного подхода;

- существующими системами тестирования отдельных показателей интеллектуального развития студентов среднего профессионального образования и необходимостью оценивания базовых компетентностей и интеллектуальной компетентности в целом как основы компетентности профессиональной.

Указанные противоречия требуют разрешения, что и определяет проблему исследования, связанную с недостаточным теоретическим обоснованием и методическим обеспечением формирования профессиональной компетентности ИТ-специалистов (прежде всего её алгоритмической составляющей как наиболее востребованной в практической деятельности) в образовательном процессе в условиях динамично развивающегося среднего профессионального образования. Наиболее полное использование возможностей изучения дискретной математики и информатики происходит при интегрированном изучении этих дисциплин на основе общего алгоритмоориентированного подхода.

Такими причинами обусловлен выбор темы исследования: «Формирование профессиональной компетентности студентов профобразования при интегрированном изучении дискретной математики и информатики».

Цель исследования - повышение качества подготовки студентов средних профессиональных образовательных учреждений за счет теоретического обоснования, разработки и внедрения методического обеспечения формирования профессиональной компетентности ИТ-специалистов (прежде всего её алгоритмической составляющей как наиболее востребованной в практической деятельности).

Объект исследования - процесс подготовки студентов профессиональных образовательных организаций ИТ-профиля.

Предмет исследования - процесс формирования профессиональной компетентности в целом и интеллектуальной компетентности как её главного компонента на основе интегрированного изучения дискретной математики и информатики в среднем профессиональном образовании.

Гипотеза исследования. В основе гипотезы исследования лежит предположение о том, что повышение качества подготовки студентов средних профессиональных образовательных организаций будет достигнуто, если:

- будут конкретизировано содержание профессиональной компетентности выпускников организаций среднего профобразования по ИТ-специальностям;

- обучение дискретной математике и информатике будет проводиться интегрировано на основе алгоритмического подхода;

- будет разработана и внедрена методика формирования и оценивания интеллектуальной компетентности студентов среднего профессионального образования, использующая междисциплинарные связи дискретной математики и информатики.

В полном соответствии с целью, объектом, предметом, проблемой и гипотезой исследования ставятся следующие задачи:

- конкретизировать содержание терминов компетентностного подхода в условиях образовательного процесса ИТ-специалистов в системе среднего профессионального образования;

- разработать методику интегрированного изучения дискретной математики и информатики и методику диагностики уровня сформированное™ базовых компетентностей и интеллектуальной компетентности в целом;

- разработать комплект учебных задач для интегрированного изучения дискретной математики и информатики и провести его опытно-экспериментальную проверку при формировании профессиональной компетентности студентов среднего профессионального образования (специальность 230115 «Программирование в компьютерных системах»);

- спланировать педагогический эксперимент и выполнить проверку методики формирования и оценивания интеллектуальной компетентности студентов профессиональных образовательных учреждений на основе интегрированного изучения дискретной математики и информатики.

Теоретико-методологической основой исследования явились положения педагогики, психологии, философии, социологии, методики преподавания, раскрывающие общие вопросы проблемы, опирающиеся на работы предшественников в области:

- теоретических подходов к исследованию познавательной деятельности в психологии и педагогике (В.В.Давыдов, В.Н.Дружинин, А.Н.Леонтьев, Д. Макклелланд, Дж. Равен, С. Л. Рубинштейн, М. А. Холодная, Д. Б. Эльконин и др.);

- теоретических и методологических аспектов компетентностного подхода в образовании (С. Я. Батышев, М. Е. Бершадский, И. А. Зимняя, Э. Ф. Зеер,

B. А. Козырев, Дж. Равен, Н. Ф. Радионова, А. П. Тряпицина и др.);

- вопросов психологической и педагогической диагностики (Г. Айзенк, Р. Аткинсон, А. Анастази, Л. Ф. Бурлачук, С. М. Морозов, С. Урбина,

A. Г. Шмелев и др.);

- проблем теории, методологии и практики компьютерного моделирования и информационных технологий (А. А. Емельянов, Н. Н. Лычкина, Ю. Н. Павловский и др.);

- положений, раскрывающих структуру и содержание и профессиональной компетентности специалиста с педагогических позиций (В. И Байденко, И. А. Зимняя, Н. Н. Нечаев, Ю. Г. Татур, А. В. Хуторской, О. Н. Ярыгин и др.);

- теоретического обоснования педагогического взаимодействия и межпредметных связей как базовых условий повышения эффективности образовательного процесса (Т. Л. Аракелова, Т. В. Безродных, Ю. В. Братчикова,

C. К. Бондырева, С. Ю. Бурилова, Г.Ю.Вишневская, Н. В. Евдокимова, Л. П. Качалова, Е. В. Коротаева, М. В. Ломаева, О. Н. Хан);

- различных аспектов математического образования (В. М. Беркутов, 3. У. Колокольникова, Е. А. Москвина, А. А. Прокофьев, В. А. Садовничий,

B. М. Тихомиров, И. Ф. Шарыгин и др.); аспектов педагогического контроля (В. П. Беспалько, П. Я. Гальперина, и др.); проблем педагогического мониторинга, диагностики процесса и результата обучения, управления и оценки качества образования (В. С. Аванесов, Т. Г. Калугина, Т. Е. Климова, Н. Г. Корнещук, Э. М. Коротков, А. Н. Майоров, И. В. Непрокина, Р. М. Чумичёва и др.).

Методы исследования определялись поставленными задачами: теоретический анализ научной и психолого-педагогической литературы по проблеме исследования; математическое моделирование исследуемых явлений; анализ действующих программ, учебников и учебных пособий по дискретной математике и информатике с точки зрения проблематики работы; синтез, сравнение, обобщение, проектирование; наблюдение; анкетирование; беседа; проведение педагогического эксперимента по проверке методики; статистическая обработка данных.

Опытно-экспериментальная база исследования. Работа выполнялась на кафедре менеджмента организации Института финансов, экономики и

управления ФГБОУ ВПО «Тольятгинский государственный университет» и апробировалась в ГБОУ СПО «Тольятгинский политехнический техникум».

Результаты исследования опубликованы в научных и методических работах общим объёмом 30,5 п.л., в том числе 1,65 п.л. статьях в журналах из перечня ВАК РФ, 5,65 п.л. в других изданиях, 23,1 п.л. учебно-методических пособий.

Материалы исследования внедрены в образовательный процесс ГБОУ СПО «Тольятгинский политехнический техникум», ГБОУ СПО «Тольятгинский машиностроительный колледж», ГБОУ СПО «Жигулевский государственный колледж».

Организация и этапы исследования. Исследование проводилось в четыре этапа.

Первый этап (2009-2011) - поисковый, в течение которого выявлялось состояние проблемы компетентностного подхода и его реализации в условиях среднего профессионального образования, вопроса развития профессиональной компетентности, разрабатывалась методика преподавания курса «Дискретная математика» в интеграции с дисциплинами информатики; определялись предмет, объект, цель, задачи и гипотеза исследования; конкретизировался терминологический аппарат компетентностного подхода в условиях среднего профессионального образования.

Второй этап (2011-2012) - теоретико-экспериментальный, в рамках которого были разработаны методика алгоритмоориентированного преподавания дискретной математики во взаимодействии с информатикой на основе компетентностного подхода; составлен сборник задач по дискретной математике (с компетентностной структурой заданий) и опытно-экспериментальная программа исследования.

Третий этап (2012-2013) - Завершающий, в процессе которого проводилась опытно-экспериментальная работа по внедрению предложенной методики формирования интеллектуальной компетентности; осуществлялось обучение будущих ИТ-специалистов по разработанной методике, проводилось групповое тестирование по методу парных сравнений, сравнивались результаты обучения по ■традиционной и экспериментальной методике изучения дискретной математики и информатики.

Четвертый этап (2013-2014) - итоговый, в результате которого были обобщены и систематизированы теоретические и экспериментальные данные проведенного исследования; подготовлены и изданы учебные и учебно-методические пособия, статьи по теме работы и подготовлена диссертация.

Научная новизна наиболее существенных результатов, полученных соискателем лично, заключается в том, что

- конкретизировано содержание понятий «компетентность» и «компетенция» в отношении подготовки ИТ-специалистов в средних профессиональных образовательных организациях и их профессиональной деятельности (определена компетенция ИТ-специалистов как круг задач и обязанностей по созданию, внедрению и сопровождению информационных систем, а их профессиональная компетентность как система способностей,

обеспечивающих решение указанных задач в составе рабочей группы специалистов);

- на основе исследования структуры интеллектуальной компетентности как главного компонента профессиональной компетентности ИТ-специалиста выделена алгоритмическая компетентность как основа интегрированного изучения дискретной математики и информатики;

- разработана методика интегрированного изучения дискретной математики и информатики, обеспечивающая повышение качества подготовки будущих ИТ-специалистов в части формирования профессиональной компетентности;

- разработана система группового тестирования интеллектуальной компетентности и ее составляющих на основе метода парных сравнений.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что

- обоснованы необходимость и возможность интегрированного изучения дискретной математики и информатики для формирования профессиональной компетентности;

- выявлены основные взаимосвязи данных образовательных областей на основе алгоритмического подхода как системообразующего стержня;

- теоретически обоснованы критерии оценки уровней сформированности базовых компетентностей и интеллектуальной компетентности в целом;

- усовершенствован и применен в организациях среднего профессионального образования метод парных сравнений для диагностики уровней сформированности интеллектуальной компетентности в целом и её алгоритмической составляющей.

Практическая значимость исследования состоит в том, что

- предложены специфические приемы интегрированного изучения дискретной математики и информатики, представленные в методических пособиях;

- на основе структуры интеллектуальной компетентности сформирован комплекс заданий, требующих для своего решения интегрированного проявления декларативных и процедурных знаний дискретной математики и информатики;

- предложены эффективные пути совершенствования процесса изучения дискретной математики и информатики в профессиональных образовательных организациях (разработано содержание дисциплины «Элементы математической логики» с учетом требования направленности на интегрированное изучение математической логики и информатики);

- разработана рабочая программа изучения «Элементов математической логики», а также учебные материалы, отражающие возможности формирования профессиональной компетентности студентов;

- представленная процедура диагностики уровня базовых компетентностей (в том числе и алгоритмической) позволяет оценивать степень проявления интеллектуальной компетентности индивидов, а также определять профили интеллектуальной компетентности, для чего разработана процедура группового

тестирования, методика расчета результатов на основе метода парных сравнений;

- составленный и экспериментально проверенный курс повышает готовность студентов к профессиональной деятельности, что проявляется в увеличении уровней базовых компетентностей, демонстрируемых при итоговом тестировании, уровня успеваемости и индекса посещаемости по группе, уровня мотивации к интеллектуальной деятельности (количество поступлений в высшие учебные заведения). Изменяются также результативность работы дипломников (качество дипломных работ, самостоятельность их выполнения) и выполнение профессиональных обязанностей (отзывы работодателей и самих выпускников);

- разработанная система составления диагностических заданий позволяет гармонизировать формируемый тест по отношению к требуемому уровню проявления базовых компетентностей.

Достоверность и научная обоснованность результатов работы обусловлены комплексным применением методов теоретического и экспериментального исследования, адекватных задачам, предмету и объекту исследования; значимостью экспериментальных данных и их подтверждением статистическими методами обработки и анализа; внедрением результатов исследования в педагогическую практику.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись посредством проверки промежуточных гипотез, выводов и рекомендаций, которые нашли отражение в 10 научно-методических и учебных пособиях, 16 научных статьях и тезисах (в том числе в 5 журналах из Перечня изданий, рекомендованных ВАК). Основные положения и результаты исследования обсуждались на всероссийских и областных научно-практических конференциях в городах России: Москве, Екатеринбурге, Чебоксарах, Челябинске, Воронеже, Тольятти, Новокуйбышевске, Жигулевске.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Интегрированное на основе алгоритмического подхода изучение дискретной математики и информатики повышает качество подготовки студентов средних профессиональных образовательных организаций в части формирования профессиональной компетентности.

2. При интегрированном изучении дискретной математики и информатики на основе алгоритмического подхода у будущего ИТ-специалиста формируется интеллектуальная компетентность в целом как единство декларативных и процедурных знаний.

3. Разработанная методика преподавания, содержание и структурное взаимодействие компонентов дисциплин при интегрированном изучении дискретной математики и информатики обеспечивает повышение уровня профессиональной компетентности ИТ-специалиста.

4. Построенная методика диагностирования интеллектуальной компетентности в рамках интегрированного изучения курсов позволяет адекватно оценивать эффективность обучения.

Структура диссертации обусловлена логикой и последовательностью решения задач исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы из 142 наименований и 3 приложений; содержит 31 рисунок, 13 таблиц. Общий объем работы составляет 190 страниц, из них текста 157 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы, обосновываются ее актуальность, проблема, объект и предмет исследования, выдвигается гипотеза, определяются задачи исследования, его теоретико-методологическая основа, методы и база, основные этапы исследования, раскрыта теоретическая и практическая значимость исследования, научная новизна, приводятся положения, выносимые на защиту.

В первой главе «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ КАК ОСНОВНОЙ КОМПОНЕНТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

КОМПЕТЕНТНОСТИ» проведен анализ имеющихся трактовок понятий «компетенция» и «компетентность», описана профессиональная компетентность техников и техников ИТ-специальностей и одной из ее ключевых компетентностей - интеллектуальной, представлена системная модель интеллектуальной компетентности, показано использование дискретной математики как средства формирования интеллектуальной компетентности, рассмотрены особенности и возможности взаимодействия таких дисциплин как информатика и дискретная математика на уровне изучения в среднем профессиональном образовании, приведены примеры интегрированного изучения дисциплин.

Одной из основополагающих компетентностей в профессиональном образовании является профессиональная компетентность. Профессиональная деятельность выпускников связана с разработкой и администрированием программных модулей, баз данных, сетевых ресурсов, что требует высокой интеллектуальной, а следовательно, алгоритмической, компетентности.

В качестве исследуемого инструмента формирования интеллектуальной компетентности рассматривается изучение дискретной математики во взаимосвязи с информационными технологиями.

Теории дискретной математики обладают такой отличительной особенностью, как частое использование алгоритмических, а не аналитических решений. В связи с этим рассмотрение всех разделов дискретной математики предлагается вести «алгоритмоориентированно», то есть с позиции алгоритмического подхода. Любое описываемое понятие, прием или метод практически приводят студентов среднего профессионального образования к тому, чтобы сформулировать тот или иной алгоритм для решения широкого класса задач: от теории множеств до теории графов.

Информатика сама по себе является базовым инструментом развития интеллектуальных способностей студентов среднего профессионального образования. При реализации учебных программ по основам алгоритмизации и программирования можно успешно использовать то множество задач, которое

предоставляет дискретная математика. Задачи дискретной математики, реализуемые в программном виде, способствуют более прочному усвоению материала, развитию интеллектуальной компетентности, нестандартного мышления, интеллекта, накоплению опыта для дальнейшей профессиональной деятельности.

Практически во всех колледжах нашего города основы математической логики и основы программирования преподаются по отдельности. Однако эта две дисциплины на современном уровне изучения разделять во времени недопустимо. При разделении возникает только знание алгоритма, умение его выстраивать, но не формируется целостной алгоритмической компетентности, а алгоритмическая компетентность подразумевает умение конструировать алгоритм и создавать его программную реализацию.

Тесная взаимосвязь дискретной математики и информатики, описанная в работе, приводит к необходимости интегрированного изучения дисциплин. Такой подход к обучению обуславливает возникновение системного эмерджентного свойства - возможности формирования интеллектуальной компетентности.

Курс дискретной математики вводит студентов в такие ее разделы, которые составляют теоретическую фундаментальную основу информатики. Все перечисленное и обеспечивает сформированную на основе дискретной математики целостную интеллектуальную компетентность. Взаимосвязи дискретной математики и информатики представлены на рисунке 1.

Взаимодействие дискретной математики и информатики способствует формированию алгоритмической компетенции, выражающейся в структурировании данных, алгоритмизации и моделировании, дедуктивной, индуктивной, проявляющейся в аналогиях и обобщениях, и языковой, способствующей правильным формулировкам теорий, описаниям моделей и алгоритмов, составляющих интеллектуальную компетентность, что и является главным результатом этого процесса.

Во второй главе «ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ

КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ СРЕДНЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» описана методика интегрированного изучения дискретной математики и информатики в среднем профессиональном образовании, процедура парного тестирования и компетентностной оценки решений, проведение экспериментальной проверки положений, выносимых на защиту.

Рисунок 1 - Взаимодействие дисциплин, изучаемых студентами среднего профессионального образования

Особенностью изучения математических и информационно-технологических дисциплин в рамках среднего профессионального образования должна стать не ограниченность изучаемого материала по сравнению с учебными курсами высшего образования, но их большая практическая ориентированность. В случае изучения дискретной математики и информатики это обеспечивается, во-первых, алгоритмоориентированным подходом при изучении каждой дисциплины, а во-вторых, изучением теоретических и практических разделов одной дисциплины согласованно по времени и содержанию с определенными разделами второй дисциплины.

Предпосылками такой интеграции.являются

- глубокая взаимосвязь теоретических основ дискретной математики (математическая логика) и информатики (булево исчисление, битовые операции);

- необходимость реализации численных методов и алгоритмических решений дискретной математики с помощью компьютерных программ для проверки решений и свойств изучаемых алгоритмов;

- решение задач дискретной математики, связанных с динамическими системами (рекуррентные соотношения), которые необходимо рассматривать на больших интервалах дискретного времени, что практически невозможно без программной реализации средствами информатики;

- широкие возможности информационных технологий для отображения дискретно-математических объектов, рассматриваемых в различных разделах дискретной математики;

- необходимость отыскания решения сложных задач дискретной математики, не имеющих аналитического решения и не поддающихся решению «вручную» с помощью программно реализованных алгоритмов;

- возрастающие потребности в математическом описании и компьютерном моделировании дискретно-событийных систем.

Интегрированное изучение двух рассматриваемых дисциплин позволяет развивать:

- креативность, инициативность, активность при решении математических задач;

- умение контролировать процесс и результат учебной математической деятельности, составления и отладки компьютерных программ;

- умение находить в различных источниках, в том числе и в информационных системах, локальных и глобальных сетях, информацию, необходимую для решения математических проблем;

- принимать решение в условиях неполной и избыточной, точной и вероятностной информации, в том числе с использованием компьютерных моделей рассматриваемых проблем;

- умение видеть различные стратегии решения задач, связанных с дискретными системами, применять аналитические методы дискретной математики и алгоритмические решения с применением информационных технологий;

- умение самостоятельно ставить цели, выбирать и создавать алгоритмы для решения учебных математических задач, самостоятельно создавая требующиеся структуры данных;

- эффективное применение информационных технологий для реализации сложных вычислений в учебной и профессиональной деятельности.

Задачи, входящие в компетенцию будущих ИТ-специалистов, выпускаемых учреждениями среднего профессионального образования, требуют, чтобы они обладали не только знаниями теоретических положений и методов дискретной математики, с одной стороны, и владели некоторыми языками программирования и информационными техническими средствами, с другой стороны. Для того чтобы стать компетентными ИТ-специалистами, выпускники должны овладеть дискретной математикой и информатикой как единым комплексом декларативных и процедурных знаний, быть мотивированными на решение задач, входящих в их компетенцию, обладать готовностью к преодолению трудностей и способностью к командной работе при решении коллективных задач. Таким образом, основной составляющей профессиональной компетентности выпускника должна стать интеллектуальная компетентность, представляемая как единство четырех базовых компетентностей: алгоритмической, дедуктивной, индуктивной и языковой.

Новейший вид измерителей, пока находящийся в стадии разработки во всех странах мира, - это компетентностные тесты, ориентированные на современный интегративный подход к оценке качества обучения с позиций прогнозирования дальнейших жизненных успехов студентов.

Для определения степени проявления каждой из составляющих ИК компетентностей, решениям задач, предлагаемых студентам в контрольных заданиях, придаются весовые коэффициенты. Эти показатели указывают на проявление базовых компетентностей, уровень их проявления при данном решении. Таким образом, каждое решение задачи будет оцениваться его компетентностной структурой. Такой подход дает возможность выбора заданий с целью гармонизации уровней проявления компетентностей для выполнения задания.

Описанная в работе методика интерактивного парного сравнения компетентностей разработана исследователями Тольяттинского государственного университета при участии соискателя. В учебном процессе данная методика ранжирования интеллектуальной компетентности использовалась для промежуточного тестирования группы учащихся техникума, целью которого было повышение мотивации к достижению у испытуемых.

Проведение тестирования возможно по двум объектам: задача дискретной математики - программная реализация полученного задания дает комплексную оценку уровня сформированности компетентности не только по результатам обучения дискретной математики, но и информатики. Интерактивное парное тестирование является частью экспериментальной методики и представляет собой учебное и развивающее (а не только контрольное) мероприятие. Процесс реализации математической задачи позволяет учащемуся не только продемонстрировать комплекс знаний, но и проявить себя с точки зрения творческого подхода, нестандартного решения, умения достигать поставленных задач, самостоятельности, дает положительную мотивацию к дальнейшим успехам.

Педагогический эксперимент. Экспериментальная работа состояла в оценке эффективности разработанной методики формирования интеллектуальной компетентности у студентов направления ИТ-подготовки.

Для выявления эффективности педагогических инноваций сравнивались результаты обучения в экспериментальной и контрольной группах. Так как на констатирующем этапе была установлена статистическая однородность выбранных групп, то назначение контрольной и экспериментальной групп производилось случайным образом. В экспериментальной группе был введен в учебный процесс экспериментальный фактор, а в контрольной группе обучение проводилось традиционными методиками.

Экспериментальная методика состояла в интегрированном изучении дискретной математики и информатики, компетентностном оценивании заданий, используемых на контрольных и практических занятиях, и промежуточном тестировании по предложенной системе.

Кроме проведения тестирования знаний и умений по дискретной математике, было проведено исследование коэффициента 10 по тесту Айзенка с целью выявления ИК-профиля испытуемых и его изменения в процессе изучения дисциплины.

На основании полученных данных построены диаграммы, отражающие уровни владения компетентностями по изучаемой дисциплине и изменения уровня сформированности интеллектуальной компетентности контрольной и экспериментальной групп до и после обучения, представленные на рисунках 1 -4.

В процентном соотношении прирост составил: по контрольной группе 39%, в экспериментальной 49%, что показывает эффективность предложенной методики. Прирост уровня сформированности интеллектуальной компетентности в контрольной группе составил 2,634, в экспериментальной 4,459.

Анализ полученных результатов показал, что наиболее низкие показатели ответов свидетельствуют о том, что для студентов являются трудновыполнимыми задания, предполагающие умение анализировать условие задачи, выполнять дополнительные построения, преобразования с помощью законов логики.

Помимо всего вышесказанного анализ среднего балла по группе по всем изучаемым дисциплинам показал прирост на 0,643 в контрольной группе, на 1,012 в экспериментальной, что указывает на более успешное применение полученных знаний в других отраслях науки, а также неявно показывает более высокий уровень развития интеллектуальной компетентности.

Рисунок 1 - Динамика решенных задач в контрольной группе по тестам 1 - 2

Рисунок 2 - Динамика решенных задач в экспериментальной группе по тестам

1-2

1 I 3 * 5 в 7 в 9 10 И 12 13 14 15 1С 17 1в 19 20 21 22 23 24 }$ 26 27 28 я Коюмг»рую«и8 мсшрменг ■ОорымрумшиЛ хюнршммт

Рисунок 3 - Динамика коэффициента сформированности ИК в контрольной

группе

Экспериментальная группа

1 2 3 4 $ 6 7 8 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 аКснсптруюциЯпкпернменг ■Оорммрующхй »слерям»ит

Рисунок 4 - Динамика коэффициента сформированности ИК в экспериментальной группе

Проведенная опытно-экспериментальная работа показала, что изучение курса «Элементы математической логики» в рамках интегрированного изучения дискретной математики и информатики студентами среднего профессионального образования направления подготовки 230115 «Программирование в компьютерных системах» способствует успешному развитию интеллектуальной компетентности, что доказывает выдвинутую гипотезу и правильность основных положений, вынесенных на защиту.

В заключении диссертационной работы подведены итоги исследования и сформулированы следующие выводы:

1. Компетенция ИТ-специалиста включает совокупность методов и средств разработки, сопровождения и эксплуатации про1раммного обеспечения компьютерных систем, настройки, мониторинга и диагностики программно-технических средств. Объектами будущей профессиональной деятельности являются различные компьютерные системы, обслуживаемые первичными трудовыми коллективами. Исходя из компетенции будущих техников-программистов, определяется их профессиональная компетентность: единство декларативных («знаю, что») и процедурных («знаю, как») знаний, практической и психологической готовности выпускника к профессиональной деятельности - осуществлять разработку, установку, администрирование, эксплуатацию, контроль, защиту и восстановление различных составляющих компьютерных сетей, умение работать с документацией, решение проблем,

оценка рисков и принятие решения с принятием ответственности за результат; способности к постоянному профессиональному и личностному развитию; умения работать в трудовом коллективе, осуществлять взаимодействие с общественными институтами, эффективно общаться с подчиненными, коллегами и руководством; способность действовать в нестандартных ситуациях.

2. Интеллектуальная компетентность выделяется в качестве одной из составных частей профессиональной компетентности современного специалиста, и ее формирование особенно эффективно при интегрированном изучении курса дискретной математики и информатики.

3. Интегрированное изучение дискретной математики и информатики (на примере содержания дисциплины «Элементы математической логики»), принципов преподавания дисциплины, ее связей с дисциплинами информатики, примеров использования алгоритмов, комплектов задач по каждому разделу с компетентностным анализом каждого типа решений (заданий) повышает качество образования студентов среднего профессионального образования.

4. Методика тестирования интеллектуальной компетентности на основе интерактивных парных сравнений является контрольным, учебным и формирующим средством, позволяющим получить комплексную оценку не только с точки зрения количества правильных решений, но также получить количественную и качественную интерпретацию результата.

Анализ результатов опытно-экспериментального обучения позволяет сделать вывод об эффективности разработанной методики и возможности ее применения на занятиях по обучению дискретной математики и информатики и развитию интеллектуальной компетентности у студентов профессиональных образовательных организаций. Критерием результативности стала положительная динамика развития всех структурных компонентов интеллектуальной компетентности, как ключевой составляющей компетентности профессиональной.

Результаты исследования представлены в следующих публикациях: Публикации в изданиях, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ:

1. Кондурар М.В. Процедура интерактивного парного тестирования [Текст] / М. В. Кондурар // «Педагогическое образование в России». - Екатеринбург: Научное издание ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет», 2013. - №2. - ISSN 2079-8717. - С. 118-120. - 0,25 печ.л.

2. Кондурар М.В. Развитие индуктивной компетентности через изучение графических инструментов теории множеств [Текст] / М.В. Кондурар // «Вектор науки Тольяттинского государственного университета». - Тольятти: 1ГУ, 2012. - №4(22). - С.383-388. - 0,6 печ.л.

3. Кондурар М.В. Развитие алгоритмической компетентности при интегрированном изучении дискретной математики и информатики студентами колледжа [Текст] / М.В. Кондурар // «Вектор науки Тольяттинского

государственного университета». - Тольятти: ТГУ, 2014. - № 1(27). - С.235-238.-0,4печ.л.

4. Кондурар М.В. Преодоление ложной эвристики непрерывности с помощью дискретно-событийного имитационного моделирования [Текст] / О.Н. Ярыгин, М.В. Кондурар // «Вектор науки Тольятгинского государственного университета». - Тольятти: ТГУ, 2013. - №3(25). - С. 472479. - 0,8 печ.л. / 0,4 печ.л.

Статьи:

5. Кондурар М.В. Диаграммы Эйлера и диаграммы Венна в преподавании дискретной математики (статья) [Текст] / М.В. Кондурар // Сборник материалов заочной Всероссийской научной конференции «Теория и практика в гуманитарных и социологических науках». - Чебоксары: филиал федерального государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет», 2012 - Ч. 1. - С. 159-162. - 0,2 печ.л.

6. Кондурар М.В. Интеграция изучения дискретной математики и информатики в системе подготовки ИТ-специалистов [Текст] / М.В. Кондурар И Теоретические и практические исследования психологии и педагогики: 2 Часть, XXI международная научно-практическая конференция для студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Москва, 30.04.2014г. - М.: Московский научный центр психологии и педагогики. - С. 134-137. - 0,2 печ.л.

7. Кондурар М.В. Межпредметные связи дискретной математики и информатики в процессе подготовки 1Т-специалистов [Текст] / М.В. Кондурар // Сборник материалов региональной научно-практической конференции «Модернизация образовательного процесса как условие подготовки компетентного специалиста». - Тольятти: ГБОУ СПО «Тольятганский машиностроительный колледж», 2013 - С. 54-57. - 0,15 печ.л.

8. Кондурар М.В. Оценивание степени проявления интеллектуальной компетентности [Текст] / М.В. Кондурар // Актуальные проблемы современной психологии и педагогики. Материалы международной научно-практической конференции. - Челябинск: Академия образования и воспитания, 2012 - С. 6164. - 0,35 печ.л. http://conf-a.narod.ru/ll-12.12.2012.htm

9. Кондурар М.В. Понятия компетенция и компетентность в образовании [Текст] / М.В. Кондурар // «Вектор науки Тольятгинского государственного университета». - Тольятти: ТГУ, 2012. - №1(8). - С. 189-192 / [Электронный ресурс] Ь«р:/ЫиЛКзи.гиМе5Ме.рЬр?8=1238&т=39035. - 0,4 печ.л.

10. Кондурар М.В. Применение алгоритмов в преподавании дискретной математики для студентов специальности 230105 «Программное обеспечение ВТ и АС» [Текст] / М.В. Кондурар // Сборник материалов Второй Областной научно-практической конференции «1Т-технологии в образовательной среде». -Новокуйбышевск: ГОУДПО Центр профессионального образования Самарской области, 2012. - С. 46-49. - 0,15 печ.л.

11. Кондурар М.В. Применение информационных технологий в преподавании дисциплины «Дискретная математика» [Текст] / М.В. Кондурар // Научно-практический семинар Применение информационных технологий в

образовательном процессе// Сборник тезисов. - Тольятти: ФГОУ СПО ТПК, 2010. - С. 48-54. - 0,4 печ.л.

12.Кондурар М.В. Программная реализация алгоритмов дискретной математики [Текст] / М.В. Кондурар // Сборник материалов пятой областной научно-практической конференции «От творческого поиска к профессиональному становлению». - Жигулевск: ГБОУ СПО «Жигулевский государственный колледж», 2013 - С. 49-51. - 0,15 печ.л.

13.Кондурар М.В. Развитие компетентности в моделировании с помощью информационных технологий при решении сетевых задач в экономике [Текст] / М.В. Кондурар // «Вектор науки Тольяттинского государственного университета». - Тольятти: ТГУ, 2012. - №4(11). - С. 92-94. - 0,25 печ.л.

14. Кондурар М.В. Интеллектуальная компетентность как цель изучения математических дисциплин [Текст] / О.Н. Ярыгин, М.В. Кондурар // Педагогическая секция V Международной конференции «Современные проблемы прикладной математики, теории управления и математического моделирования». Часть П: Сб. статей / под ред. Н.Х. Розова, A.B. Боровских. — Воронеж, гос. ун., Моск. гос. ун., С.-Петерб. гос. ун„ Воронеж, гос. ун. инж. технолог., Воронеж, гос. тех. ун. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2012. - ISBN 978-5-92731970-1. -С. 41-52.-0,7 печ.л./0,35 печ.л.

15.Кондурар М.В. Диагностика сформированности компетентности [Текст] / О.Н. Ярыгин, М.В. Кондурар // Азимут научных исследований: педагогика и психология. - Тольятти: НП «Институт направленного образования», 2014. -№1. - С. 90-93. - 0,4 печ.л./0,2 печ.л

16. Кондурар М.В. Индуктивное мышление как компонент интеллектуальной компетентности [Текст] / О.Н. Ярыгин, М.В. Кондурар // «Карельский научный журнал». - Петрозаводск: НП «Институт направленного образования», 2012. - №1. - С. 40-42. - 0,4 Кондурар М.В. печ.л. 0,4 / 0,2 печ.л.

Учебные и методические пособия:

17. Кондурар М.В. Методические указания по дисциплине «Элементы математической логики» Тема 2.1 Алгебра высказываний Специальность: 230115 «Программирование в компьютерных системах» [Текст] / М.В. Кондурар, ГБОУ СПО «ТПТ», Тольятти, 2014. - 36 с. - 2,25 печ.л.

18. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Автоматы» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст] / М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 21 с. -1,3 печ.л.

19. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Алгоритмическое перечисление» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст]/ М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 17 с. - 1 печ.л.

20. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Булевы функции» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст]/ М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 30 с. -1,8 печ.л.

21. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Предикаты» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст]/ М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 16 с. -1 печ.л.

22. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Основы теории графов» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст]/ М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 64 с. - 4 печ.л.

23. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Основы теории множеств» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст]/ М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 24 с. - 1,5 печ.л.

24. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Формулы логики» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст] / М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 22 с. -1,4печ.л.

25. Кондурар М.В. Методические указания по решению задач на тему «Шифрование» по дисциплине «Дискретная математика» (методические рекомендации) [Текст] / М.В. Кондурар, ФГОУ СПО ТПК, Тольятти, 2009. - 24 с. -1,5 печ.л.

26. Кондурар М.В. Сборник задач по дисциплине «Элементы математической логики» Специальность: 230115 «Программирование в компьютерных системах» [Текст] / М.В. Кондурар, ГБОУ СПО «ТПТ», Тольятти, 2014. - 160 с. - 10 печ.л.

Подписано в печать 20.04.2015. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Усл. п. л. 1,22. Тираж 120 экз. Заказ № 3-236-15.

Издательство Тольяттинского государственного университета 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14