Обучающие компьютерные программы как средство формирования специальных компетенций будущих экологов

Гандрабурова, Ирина Владимировна

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: Обучающие компьютерные программы как средство формирования специальных компетенций будущих экологов

Автореферат

Автор научной работы: Гандрабурова, Ирина Владимировна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Ставрополь
Год защиты: 2012
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Обучающие компьютерные программы как средство формирования специальных компетенций будущих экологов"

На правах рукописи

005042942

Гандрабурова Ирина Владимировна

ОБУЧАЮЩИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ БУДУЩИХ ЭКОЛОГОВ

13.00.08 - теория и методика профессионального образования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 7 МАЙ 2012

Ставрополь - 2012

005042942

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольский государственный университет»

Научный руководитель доктор педагогических наук, доцент

Щербакова Татьяна Константнновпа

Официальные оппоненты Пасечник Владимир Васильевич,

доктор педагогических наук, профессор, ГОУ ВПО «Московский государственный областной университет», профессор кафедры методики преподавания биологии, географии и экологии

Московская Наталия Леонидовна,

доктор педагогических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», заведующая кафедрой лингвистики и лингводидактики

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Нижегородский

государственный педагогический университет им. Козьмы Минина»

Защита состоится «26» мая 2012 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.256.15 при ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный университет» по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный университет».

Автореферат разослан «26» апреля 2012 года.

Ученый секретарь __

диссертационного совета ^^^Т.В. Бакшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. На современном этапе развития общества все большую роль в работе специалистов разных категорий приобретают информационные средства и технологии. Под влияние информатизации попадают такие сферы жизни, как производство, политика, экономика, образование, культура. Информатизация определяет образование не как способ восприятия готовых знаний, а как информационный обмен, предполагающий получение, обработку, представление, передачу информации, что требует пересмотра содержания образования в процессе подготовки специалистов к профессиональной деятельности.

Специалист-эколог должен не только обладать знаниями о развитии и строении природных систем и их компонентов, оперировать фактами, подвергать информацию анализу, синтезу, работать с картами, документацией, но и использовать возможности современных информационных средств при работе с массивами информационных, статистической данных, требующих быстрой обработки с помощью специальных компьютерных программ.

Требования, предъявляемые к системе высшей школы, к уровню и качеству профессиональной подготовки специалистов, легли в основу многих исследований, посвященных проблемам совершенствования процесса подготовки специалистов с учетом быстрого роста информатизации, смены техники и технологий.

Ряд проблем, связанных с информатизацией и применением информационных технологий в учебном процессе, получили развитие в трудах О.И. Агапова, В.П. Беспалько, Ю.С. Брановского, П.Г. Буги, Я.М. Вагра-менко, Б.С. Гершунского, И.Г. Захарова, B.J1. Королева, Е.И. Машбица, И.В. Роберт, А.Ю. Уварова, A.C. Ушакова, T.JI. Шапошникова и др.

Подробный анализ психолого-педагогических проблем применения новых информационных технологий как средств учебной деятельности встречается в работах Л.Н. Бабанина, В.В. Гузеева, М.П. Лапчика, В.Я. Ляудиса, Е.И. Машбица, М.В. Моисеевой, В.М. Монахова, C.B. Паню-кова, В.В. Рубцова, В.А. Сластенина, а философские аспекты применения обсуждаются в работах М.М. Бахтина, В.П. Ворониной, А.И. Ракитова, И.П. Смирнова.

В педагогических и научных журналах Е.В. Аленичевой, И.Б. Горбуновой, Ж.Ж. Джанабаевым, Г.В. Ившиной, П.И. Образцовым, А.Л. Смирновым и др. освещается тема разработки электронных (мультимедийных) средств обучения.

Особое внимание уделяется вопросам профессиональной подготовки специалистов в работах И.М. Агибовой, Ю.К. Бабанского, А.И. Башкирско-

С.

го, В.А. Болотова, В.И. Горовой, Д.А. Иванова, В.А. Магина, Л.А. Петровской, Г.И. Серикова, О.В. Соколовой, Т.К. Щербаковой и др.

Исследование компетентностного подхода в современной системе образования отражается в работах таких исследователей, как И.А. Зимняя, Ю.В. Койнов, В.В. Краевский, O.E. Лебедев, Н.Л. Московская, В.В. Сериков, М.А. Холодная, A.B. Хуторской, Т.И. Шамова и др.

Различным аспектам проблемы формирования отдельных профессиональных компетенций у будущих специалистов большое внимание уделяют в своих исследованиях СЛ. Батьппев, Н.М. Борытко, В.Н. Введенский, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, Т.В. Поштарева, Г.К. Селевко, Ю.Г. Татур, A.B. Хуторской и др.

Формированием специальных компетенций в разных областях деятельности занимались такие исследователи, как E.H. Герасименко, Е.В. Дырнаева, Э.Ф. Зеер, Е.А. Кузина, A.A. Кулешов, М.А. Федулова и др.

Анализ литературы по проблемам совершенствования профессиональной подготовки студентов экологических специальностей на основе электронных средств обучения, а также изучение опыта работы в данном направлении позволяют констатировать успешное решение многих из поставленных задач.

Между тем теоретический анализ показывает, что накопленные научно-педагогические знания в данной сфере недостаточны для решения в образовательной практике вопроса эффективного использования таких средств обучения, как компьютерные программы.

Сказанное позволяет выделить ряд противоречий между:

- возросшими требованиями работодателей и рынка труда к уровню специальной подготовки специалистов-экологов и реальным состоянием этой готовности;

- необходимостью целенаправленного формирования специальных компетенций будущих экологов в процессе их профессиональной подготовки и недостаточной разработанностью в педагогической науке и практике теоретических представлений о сущности, специфике и дидактических условиях их успешного формирования;

- востребованностью информационных технологий как средства формирования специальных компетенций будущих экологов в процессе профессиональной подготовки и неглубокой исследованностью психолого-педагогических особенностей их использования в образовательном процессе;

- необходимостью внедрения компьютерных программ экологической направленности в образовательный процесс вуза и недостаточной разработанностью дидактических основ их использования в учебном процессе.

состоит в теоретическом осмыслении и поиске оптимальных путей использования обучающих компьютерных программ как средств формирования специальных компетенций в структуре профессиональной компетентности будущих экологов.

Объект исследования - процесс формирования специальных компетенций в структуре профессиональной компетентности будущих экологов в высшей школе.

Предмет исследования - обучающие компьютерные программы экологической направленности как средство формирования специальных компетенций студентов-экологов.

Цель исследования состоит в теоретическом обосновании, разработке и доказательстве эффективности обучающих компьютерных программ экологической направленности, выступающих средством формирования специальных компетенций будущих экологов.

Гипотеза исследования основана на том, что применение обучающих компьютерных программ в процессе формирования специальных компетенции у студентов-экологов будет эффективным, если:

- будут уточнены понятия «обучающая компьютерная программа» и «специальная компетенция»;

- будут выделены специальные компетенции, необходимые будущему специалисту-экологу для его профессиональной деятельности в современных условиях;

- обучающие компьютерные программы будут рассматриваться как педагогические средства, дидактическая модель которых включает инструментальный, функциональный и дидактический модули;

- будет предложена модель процесса формирования специальных компетенций, направленная на совершенствование предметной подготовки будущих экологов;

- будут разработаны критерии и показатели, позволяющие установить уровень сформированности специальных компетенций студентов-экологов.

В соответствии с целью, предметом и объектом исследования сформулированы следующие задачи:

1. Уточнить научную сущность понятий «обучающая компьютерная программа» и «специальная компетенция».

2. Выделить специальные компетенции, необходимые будущему экологу для его профессиональной деятельности в современных условиях.

3. Определить специфику, структуру, дидактические функции и психолого-педагогические особенности модели обучающих компьютерных программ экологической направленности.

4. Разработать модель процесса формирования специальных компетенций в системе профессиональной подготовки студентов-экологов

средствами обучающих компьютерных программ, апробировать и экспериментально проверить эффективность её использования.

5. Разработать критерии и показатели, устанавливающие уровень сформированности специальных компетенций у студентов-экологов.

Методологической основой исследования являются: общая теория познания, системный подход к анализу явлений и процессов, современные психолого-педагогические концепции учебной деятельности, концепции экологического образования, общенаучные положения о целостном, диалектическом подходах, разработанных в науке (философии, педагогике, экологии и в других отраслях знания), философские положения о всеобщей связи и взаимообусловленности явлений и процессов окружающего мира, экологические идеи о коэволюции человека и природы, о переходе от антропоцентрического к экоцентрическому типу экологического сознания.

Теоретические основы исследования составляют: концептуальные положения теории новых информационных технологий обучения (FIB. Апатова, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, М.П. Лапчик, Е.И. Машбиц,

B.М. Монахов, И.В. Роберт, Н.Ф. Талызина и др.); личносгно-ориентированный подход к профессиональной подготовке специалиста (В.В. Давыдов, И.А. Зимняя, В.П. Зинченко, А.Н. Леонтьев, C.B. Панюкова, СЛ. Рубинштейн и др.); технологический подход к организации образовательного процесса (В.П. Беспалько, М.В. Кларин, П.И. Образцов, В.А. Сла-стенин, Л.И. Фишман и др.); информатизация образовательного процесса в высшей школе (B.C. Гершунский, В.П. Боголюбов, Ю.С. Брановский, Ю.М. Дубинский, O.A. Козлов, ГШ. Образцов, О.П. Околелов, A.A. Слобо-дянюк, В.Ф. Шолохович и др.); достижения современного экологического образования, относящиеся к исследуемой проблеме и изложенные в трудах

C.B. Алексеева, А.Г. Бусыгина, С.Н. Глазачева, С.Д. Дерябо, Н.В. Добрецо-вой, О.И. Дониной, А.Н. Захлебного, В.А. Левина, И.Н. Пономаревой, С.Ю. Прохоровой, И.Т. Суравегиной, О.Г. Тавстуха, Е.В. Тушниной и др.

В ходе работы были использованы следующие методы исследования: теоретические - анализ философской, психолого-педагогической, экологической, научно-методической литературы, нормативно-правовых актов, электронных ресурсов в области исследования; анализ диссертационных работ, выполненных ранее; изучение и обобщение традиционного и инновационного педагогического опыта; педагогическое моделирование; эмпирические - анкетирование, беседы, включенное наблюдение; педагогический эксперимент; методы математической обработки данных — статистические методы обработки данных, качественный анализ экспериментальных данных, графическая интерпретация.

Этапы исследования:

Первый этап - аналитико-поисковый или констатирующий (2004 — 2006 гг.) - в ходе данного этапа осуществлялся теоретический анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблемам исследования, изучалась степень разработанности проблемы. В рамках данного этапа были предложены методические рекомендации по разработке обучающих компьютерных программ экологической направленности, реализующие возможности информационных технологий на базе прикладных и инструментальных программных средств и способствующие формированию профессиональной компетентности будущих специалистов-экологов.

Второй этап - опытно-экспериментальный (2006 - 2009 гг.) - на данном этапе были выделены специальные компетенции в структуре профессиональной компетентности студентов-экологов, проектировался процесс их формирования средствами обучающих компьютерных программ (ОКП) экологической направленности, проводилась опытно-экспериментальная работа по проверке эффективности использования ОКП в учебном процессе.

Третий этап - оценочный или обобщающий (2010 — 2011 гг.) - этап осуществления анализа, систематизации, обобщения данных, полученных в ходе опытно-экспериментальной работы; результаты исследования были оформлены в виде диссертации.

Общий объем проделанной работы. В ходе исследования было изучено и проанализировано 194 литературных источника, в том числе 33 диссертации (докторские и кандидатские), монографии, научные статьи, учебники, учебные пособия, электронные ресурсы и др. В экспериментальной работе приняло участие 99 студентов 1 — 4 курсов направления подготовки «Экология и природопользование», проведен педагогический эксперимент.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что в нем:

- уточнен педагогический контекст использования электронных средств обучения, представленных обучающими компьютерными программами, имеющими дидактическую модель, структурированную инструментальным, функциональным и дидактическим модулями;

- разработаны и предложены специальные компетенции в структуре профессиональной компетентности, необходимые будущим специалистам-экологам в процессе реализации их профессиональной деятельности;

продукты с массивами информации о природных объектах, процессах и явлениях и возможности работы с ними в процессе подготовки студентов к профессиональной деятельности;

- выделена и обоснована совокупность психолого-педагогических особенностей использования обучающих компьютерных программ в учебном процессе профессиональной подготовки экологов;

- предложена и экспериментально проверена модель процесса формирования специальных компетенций студентов экологических специальностей на основе использования информационных средств в виде обучающих компьютерных программ экологической направленности, занимающих особое место в информатизации высшего образования и создающих условия для педагогически активного информационного взаимодействия преподавателей и студентов;

- в рамках предложенной модели выделены критерии (когнитивный, деятельностный, информационно-интеллектуальный) и показатели, позволяющие установить уровни овладения студентами-экологами специальными компетенциями.

Положения, выносимые на защиту:

1. Специальная компетенция будущего эколога рассматривается как интегративная личностно-профессиональная характеристика специалиста, отражающая его способность и готовность применять комплекс экологических знаний и умений на практике, проявляя при этом такие профессионально важные качества, как владение специальными методами обработки, анализа и синтеза экологической информации, эколого-технологическое мышление, самостоятельность в реализации экологических проектов.

Специальные компетенции, входящие в структуру профессиональной компетентности, необходимы в узконаправленной специфичной деятельности будущего эколога в областях «Экология», «Природопользование» и «Геоэкология» и могут быть эффективно сформированы средствами обучающих компьютерных программ экологической направленности.

2. Обучающие компьютерные программы выступают как эффективные дидактические средства в формировании специальных компетенций в структуре профессиональной компетентности студентов-экологов. Модель обучающей компьютерной программы экологической направленности включает в свою структуру инструментальный (технические составляющие ОКП), функциональный (функции, выполняющие ОКП) и дидактический (сконструированный педагогический сценарий работы с ОКП) модули.

3. Модель процесса формирования специальных компетенций в системе профессиональной подготовки будущих экологов средствами обучающих компьютерных программ строится на основе системно-

структурного подхода и представляет собой совокупность компонентов: целевой (целеполагание), содержательный (на уровне учебного материала), процессуальный (дидактический процесс, организационные формы) и оценочно-результативный (критериально-дидактический инструментарий, система тестов, практических заданий).

4. Критериями и показателями, устанавливающими уровень сформированное™ специальных компетенций у студентов-экологов выступают: когнитивный (владение различным объемом знаний экологического характера и умение использовать их на практике); деятелъност-пый (интерактивное управление экологическими системами и процессами; моделирование и прогнозирование сложных экологических систем, процессов и явлений); информационно-интеллектуальный (умение работать с большими объемами информации, владение методами поиска, сбора, анализа, синтеза и графической интерпретации).

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:

- доказаны положения, вносящие вклад в расширение представлений о содержании специальных компетенций будущих экологов в структуре их профессиональной компетентности;

- изложены теоретические основы создания и использования обучающих компьютерных программ по экологии в процессе профессиональной подготовки будущих экологов с учетом требований современного информационного пространства;

- раскрыты специфика содержания и дидактические возможности разработанного в ходе исследования комплекса обучающих компьютерных программ экологической направленности, использующих компьютерные и телекоммуникационные средства визуальной статической (текст, графика, фото, картины) и динамической (речь, звуковое сопровождение, видео, анимация) информации и обоснована эффективность их применения в процессе формирования специальных компетенций будущих экологов.

Практическая значимость исследования состоит в том, что:

- разработаны обучающие компьютерные программы экологической. направленности: «Биоценоз пресноводного водоема» (Свидетельство об отраслевой регистрации № 5834 от 14.03.2006), «Экология млекопитающих» (Свидетельство об отраслевой регистрации № 5715 от

15.02.2006), «Экосистема буково-грабового леса» (Свидетельство об отраслевой регистрации № 5900 от 28.03.2006), «Биоразнообразие Ставропольского края» (Свидетельство об отраслевой регистрации № 9654 от

21.12.2007) и внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный университет», ГОУ ДОД «Краевой центр экологии, туризма и краеведения»;

- определены перспективы использования материалов исследования в практике профессиональной подготовки студентов-экологов, позволяющие с большей степенью наглядности и доступности строить образовательный процесс на основе использования информации нового качества о состоянии природного объекта, процесса или явления, открывающие возможности применения информационных средств в формировании специальных компетенций в структуре профессиональной компетентности будущих экологов и позволяющие охватить новые категории студентов (дистанционное обучение, дополнительное образование);

- создана модель процесса формирования специальных компетенций студентов экологических специальностей на основе использования обучающих компьютерных программ, позволяющая констатировать целесообразность дальнейшей разработки и применения ОКП в качестве одного из средств, способствующих организовать контролируемый и управляемый образовательный процесс и совершенствовать профессиональную подготовку будущих студентов-экологов средствами мультимедиа;

- представлены методические рекомендации, отражающие особенности создания комплекса обучающих компьютерных программ, имеющие практические, технические, психолого-педагогические, эргономические предписания для усовершенствования методики разработки новых обучающих компьютерных программ, необходимых для осуществления предметной подготовки студентов-экологов.

Достоверность и обоснованность выводов и результатов исследования обеспечена чёткостью исходных теоретико-методологических позиций; междисциплинарным, системным, аксиологическим подходами научной методологии; единством научного знания и основных подходов в изучении педагогических явлений; применением комплекса методов, адекватных объекту, предмету, целям, задачам и логике исследования; методологической обоснованностью теоретических положений, связанных с процессом профессиональной подготовки студентов экологических специальностей в условиях его информатизации; подтверждением гипотезы исследования, давшей положительные результаты; длительным характером исследования, позволившим провести его тщательный количественный и качественный анализ.

Апробация и внедренне результатов исследования в практику осуществлялось через публикацию статей, выступления на научно-практических и научно-методических конференциях: международного уровня - «Актуальные проблемы науки» (Тамбов, 2011), «Проблемы и перспективы развития образования» (Пермь, 2011), «Проблемы управления качеством образования в гуманитарном вузе» (СПб., 2010), «Информационное пространство современной науки» (Чебоксары, 2010); всероссийского уровня - «Проблемы экологии в современном мире» (Тамбов, 2005), «Вопросы региональной географии и геоэкологии» (Ря-

зань, 2005); регионального уровня - «Образование, здоровье и культура в XXI веке» (Ставрополь, 2004), «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2007), «Университетская наука - региону» (Ставрополь, 2011).

Результаты исследования представлены в 23 публикациях автора, из которых 4 статьи - в журналах из перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, включающего 194 наименования. Общий объем диссертации 193 страницы, иллюстрирована 17 приложениями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность избранной темы исследования, определяется объект, предмет, цель и задачи исследования, дана характеристика методологических и теоретических основ исследования, раскрываются гипотеза, научная новизна исследования, проведено описание этапов и методов исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, определены теоретическая и практическая значимость работы, указана экспериментальная база исследования.

В первой главе «Теоретические основы использования обучающих компьютерных программ в формировании специальных компетенций у будущих экологов» проведен анализ понятий «компетенция», «компетентность», «профессиональная компетентность», «ключевые компетенции» «базовые компетенции», «специальные компетенции»; выделены специальные компетенции в аспекте профессиональной компетентности; рассмотрены дидактические возможности обучающих компьютерных программ в образовательном процессе специалистов-экологов.

В диссертации отмечено, что в России в 2001 году Программой «Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года» был нормативно закреплен переход на компетентностно-ориентированное образование. С позиций компетентностного подхода основным непосредственным результатом образовательной деятельности в высшей школе становится формирование профессиональной компетентности, которая в свою очередь подразделяется на ряд компетенций.

Теоретико-методологический анализ исследований (Г.Н. Стайнов, Б.С. Гершунский, С.М. Вишнякова, А.Г. Пашков, A.A. Деркач, H.H. Герасименко, К.А. Киричек и др.) позволил уточнить, что авторы часто обращаются к понятию «профессиональная компетентность», важным признаком которой применительно к специалистам-экологам, на наш взгляд, является: система знаний, их содержание и глубина; потребность в научных исследованиях, знание о методах сравнения, синтеза, анализа; наличие пространственного воображения, творческого мышления, ro-

товности быстро и четко действовать в нестандартных ситуациях, желание и стремление к профессиональному росту, способности быстро адаптироваться к изменяющимся условиям труда.

В ходе исследования установлено, что профессиональная компетентность специалиста-эколога является составной частью его профессиональной культуры и рассматривается как процесс становления профессионализма, где образование и самообразование выступают одним целым двустороннего процесса. Таким образом, мы придерживаемся обобщенного определения профессиональной компетентности будущего специалиста как интегральной характеристики, определяющей способность специалиста решать профессиональные проблемы и типичные профессиональные задачи, возникающие в реальных ситуациях профессиональной деятельности с использованием знаний, профессионального и жизненного опыта, ценностей и наклонностей. При этом профессиональная компетентность современного специалиста нами рассматривается как совокупность ключевых, базовых и специальных компетенций.

Анализ трёх поколений государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования позволил констатировать, что произошёл переход от «знаниевого» подхода к «компетентностно-му», так как современному специалисту важнее применять имеющиеся знания при решении конкретных проблем, чем обладать набором знаний в определенной области. Кроме того, анализ стандарта бакалавра по направлению 022000 «Экология и природопользование» показал, что после освоения основных образовательных программ студент должен обладать определенными общекультурными и профессиональными компетенциями. Особого выделения специальных компетенций в стандарте не предусмотрено, несмотря на то, что они отражают специфику конкретной предметной сферы профессиональной деятельности в отличие от общеобразовательных дисциплин. Их формирование происходит в рамках становления профессиональных компетенций у будущих экологов при изучении блоков «Экология», «Природопользование» и «Геоэкология» и представлено семью компетенциями, из которых три схожи, по сути, и только четыре являются характерными для своих областей знаний. Мы считаем, что содержания, а также объема, в которых представлены специальные компетенции в стандарте, недостаточно для формирования профессиональной компетентности будущих специалистов-экологов. В результате нами был выделен и предложен дополнительный перечень специальных компетенций студента-эколога (таблица 1).

Выделенные специальные компетенции наиболее эффективно могут быть сформированы в процессе обучения студентов-экологов в вузе средствами обучающих компьютерных программ экологической направленности.

Таблица 1

Компетенции бакалавра по направлению 022000 «Экология и природопользование» (ФГОС ВПО)

Профессиональные компетенции (ПК)

В области Специальные компетенции

«Экология» - знать теоретические основы биогеографии, экологии животных, растений и микроорганизмов (ПК-8); - владеть методами прикладной экологии, экологического картографирования, экологической экспертизы и мониторинга; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике (ПК-9); - владеть анализом, синтезом и методом систематизации сведений экологической направленности и использовать их для представления процессов взаимодействия флоры и фауны в графической форме (ПК-15)*: - владеть навыками анализа и прогнозирования последствий антропогенного воздействия на живую природу и окружающую человека среду и разрабатывать рекомендации по уменьшению и предотвращению этого воздействия (ПК-]6)*;

«Природопользование» - знать теоретические основы биогеографии, общего ресурсовсде-ния и регионального природопользования, картографии (11К-10); - владеть методами экологического проектирования и экспертизы, экологического менеджмента и аудига, экологического картографирования; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике (ПК-11); - уметь диагностировать проблемы окружающей среды и разрабатывать практические рекомендации по её сохранению и улучшению в отдельных регионах на кратко- и среднесрочную перспективу (ПК-17) *; - уметь разрабатывать рекомендации по улучшению государственных и региональных программ в области охраны окружающей среды (в регионе, стране, мире), используя эколого-правовые знания и административные нормы взаимодействия человека и природы (ПК-18)*;

«Геоэкология» - знать и уметь решать глобальные и региональные геоэкологические проблемы; владеть методами ландшафтно-геоэкологического проектирования, мониторинга и экспертизы (ПК-12); - знать теоретические основы геохимии и геофизики окружающей среды, владеть методами геохимических и геофизических исследований; владеть методами общего и геоэкологического картографирования (ПК-13); - владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной геоэкологической информации и использовать теоретические знания в практике (ПК-14);

- владеть практическими навыками организации устойчивого природопользования (ПК-19)*;

- уметь оценивать природный, хозяйственный и производственный потенщач отдельных территорий и реализовывать экологически грамотные управленческие решения в осуществлении танируемой

__деятельности (ПК- 20)*_

* нумерация предложенных специальных компетенций в областях «Экология», «Природопользование» и «Геоэкология» начинается после сквозной нумерации, зафиксированной в ФГОС ВПО.

В диссертации отмечается, что современный этап развития цивилизации характеризуется возросшим могуществом информационных и коммуникационных технологий, что привело к многообразию форм и методов применения компьютера в процессе обучения и решения с его помощью различных дидактических задач. Кроме того, электронные продукты, применяемые в учебном процессе, различаются по направленности обучающего воздействия, по широте охвата учебного материала, по реализации форм учебной работы, выполнению дидактических функций, устройству и принципу действия, и пока нет достаточного опыта в их систематизации. Вместе с тем, поскольку объединение программ в крупные программные блоки является универсальной тенденцией и подобного программного продукта становится все больше, назревает необходимость в их изучении и классификации.

Место компьютера как технического средства в учебном процессе во многом определяется типом обучающей компьютерной программы, ее методическим назначением, решаемыми с ее помощью педагогическими задачами. Мы считаем, что обучающая компьютерная программа - комплексное средство в решении педагогических задач, выполняющее дидактические функции. Она представляет собой набор определенной учебной информации в виде системы заданий, требующей от обучающихся выполнения мыследеятельности, направленной на формирование знаний и владение ими.

При создании обучающих компьютерных программ необходимо учитывать как методические принципы, связанные со спецификой изучаемого предмета, особенностями представляемого материала, необходимостью использования различных форм, методов, средств и педагогических технологий в процессе изучения темы, так и психолого-педагогические особенности использования программ, среди которых: четкая постановка цели каждого курса и его задач; учет индивидуальных особенностей студента в процессе обучения; организация самоконтроля с целью повышения мотивации обучения.

Психолого-педагогической характеристикой преподавания в условиях применения компьютерных обучающих программ является разви-

тие и саморазвитие потенциальных возможностей обучаемого и его творческой инициативы. Это обеспечивается предоставлением самостоятельности в извлечении знаний, выборе режима организационных форм и методов учебной деятельности, средств наглядности, визуализации, возможности самовыражения личности. Использование возможностей компьютера активизирует процессы развития наглядно-образного, теоретического типа мышления, творческий, интеллектуальный потенциал обучаемого.

Исследование показало, что существующий социальный заказ общества на высококвалифицированных специалистов в области экологии обязывает будущих экологов уметь работать с информацией, профессионально мыслить и действовать, знать основы строения и функционирования природных систем, быть готовым к работе в меняющихся социально-экономических условиях с применением новых информационных технологий и информационных средств обучения. В связи с этим в основу образования должна быть положена разносторонняя подготовка, связанная с использованием информационных технологий и информационных средств обучения, в частности, обучающих компьютерных программ.

Полученные в ходе исследования данные позволили заключить, что большинство программных продуктов, которые можно применять в образовательном процессе при обучении студентов-экологов, выполнены по образу печатного традиционного учебника или энциклопедии, с недостаточным уровнем интерактивности, что не обеспечивает индивидуализированного контроля, взаимодействия обучаемого с предлагаемой информацией. С учетом этих недостатков, были разработаны обучающие компьютерные программы «Биоценоз пресноводного водоема», «Экология млекопитающих», «Экосистема буково-грабового леса», «Биоразнообразие Ставропольского края», которые в своем содержании учитывали: наличие сложных систем, процессов и явлений, быстротечных или растянутых во времени; формировали при выполнении заданий такие профессиональные качества, как умение интерпретировать внешние проявления процессов, прогнозирование развития ситуаций; способствовали изучению и запоминанию различного учебного материала и необходимости самостоятельного изучения некоторой его части.

Говоря об общей структуре модели разработанных обучающих компьютерных программ экологической направленности, можно отметить, что она включает три модуля - инструментальный, функциональный и дидактический, каждый из которых представлен отдельными компонентами (рис. 1).

1/»<>е7| ОКП МОДУЛ И

Иаетртиенглльннй

Функциональный ■ ±

Дидд ктич е скнн

Выделение главных 1 технических состав- I ляющих ОКП [ Выделение функций, 1 выполняющих ОКП | Сконструированный педагогический сценарий работы с ОКП

Рис.1. Структура модели разработанных обучающих компьютерных программ экологической направленности

Кроме того, следуя классификациям ОКП, представленным в диссертационной работе, разработанные программы являются: по характеру выполняемых функций: контролирующие средства, обеспечивающие обратную связь а коррекцию; по степени полноты обучающих функций, возлагаемых на ЭВМ: выполняющие отдельные функции управления обучением; по особенностям взаимодействия обучающегося с ЭВМ: программы с различными типами диалога (деловым, педагогическим и др.); по способу управления учебной деятельностью: программы с управлением по ответу или по процессу; по уровням индивидуализации образования: средства, осуи(ествляющие индивидуализированное образование; по форме представления учебного материала: мультимедиа-книга (текст, звук, изображения, видеоклипы); по способу предъявления информации: аудиовизуальные; по назначению: тренирующие; с учетом методического назначения: обучающие программные средства, методическое назначение которых — предъявление набора информации, формирование умений, навыков учебной и практической деятельности; по типу обучающих программ: тренировочные (формирующие определенные навыки) и моделирующие.

Во второй главе «Опытно-экспериментальная работа по формированию специальных компетенций будущих экологов средствами обучающих компьютерных программ» разработан дидактический модуль обучающей компьютерной программы экологической направленности, модель процесса формирования специальных компетенций средствами обучающих компьютерных программ, разработаны критерии и показатели, устанавливающие уровень сформированное™ специальных компетенций у студентов-экологов и представлены методические реко-

мендации по созданию и применению данных программ для формирования специальных компетенций студентов-экологов и приведены результаты экспериментальной проверки.

Опытно-экспериментальная работа была проведена в 2004 -2011 годах со студентами Ставропольского государственного университета географического факультета, кафедры «Экология и природопользование», по направлению «Экология и природопользование» 1,2, 3,4 курса (бакалавриат), проходивших обучение в течение 2004 - 2008 учебных годов; 2005 - 2009 учебных годов; 2006 - 2010 учебных годов (три потока).

Проведенное исследование показало, что повысить продуктивность применения обучающих компьютерных программ в вузе можно за счет использования достижений современной педагогической науки, оптимизации учебного процесса, улучшения содержания обучения, всестороннего учета индивидуальных психофизиологических характеристик и психологического состояния обучаемых. Проектирование программ на этой основе является непременным условием создания педагогических систем качественно нового уровня, имеющих свои цели, теоретическую базу, методику организации, функционирования и оценки, способных обеспечить современные требования социального заказа на подготовку современных профессионалов.

Модель процесса формирования специальных компетенций студента-эколога средствами обучающих компьютерных программ экологической тематики включает такие компоненты, как целевой, содержательный, процессуальный, оценочно-результативный. Таким образом, организация учебного процесса у студентов в соответствии с выделенными компонентами образовательной технологии позволит сочетать методическую, теоретическую и практическую подготовку с овладением современными способами самореализации в профессиональной деятельности, что в целом направлено на конечный результат образовательного процесса повышения уровня профессиональной компетентности - подготовку высококвалифицированных кадров в области экологии. Модель процесса формирования специальных компетенций показана на примере использования ОКП «Модель биоценоза водной экосистемы» (рис.2).

Для формирования предложенных специальных компетенций у студентов-экологов были выделены в учебном плане такие дисциплины, как «Геоэкология», «Основы природопользования», «Охрана природы и заповедное дело», «Общая экология», которые наиболее полно позволяли использовать обучающие компьютерные программы в процессе обучения.

Рассмотрим на примере дисциплины «Общая экология», которая изучается на 1 курсе (2-й семестр) и 2 курсе (3-й семестр), процесс формирования специальных компетенций студентов-экологов. В рамках данной дисциплины начинается формирование специальных компетен-

ций, предложенных нами: ПК-15, ПК-16,1Ж-19, ПК-20. Они вырабатываются с применением обучающих компьютерных программ «Экология млекопитающих», «Биоценоз пресноводного водоема», «Имитационная модель динамики популяции» и «Экосистема буково-грабового леса» при изучении таких тем, как среды жизни на планете Земля, основы ау-тэкологии, демэкологии, синэкологии.

F Зт1моом1^шо с V'kj' iIII.Iм герии лом ]

S s

Рис. 2. Модель процесса формирования специальных компетенций студентов-экологов в результате применения программы «Модель биоценоза водной экосистемы»

По завершении изучения дисциплины студентам были предложены профессионально направленные задания, рассчитанные как на выполнение в процессе аудиторных занятий, так и на самостоятельную контролируемую работу, например:

1. Используя виды животных и растений, характерных для Ставропольского края, составьте трофическую сеть биоценоза леса. В программе Microsoft Word создайте таблицу и укажите, к каким элементам трофической структуры (продуцентам, консументам 1, 2, 3-го порядка, редуцентам) относятся используемые вами виды. Скриншотами выбранных видов проиллюстрируйте таблицу (ПК-15).

2. Найдите в газете или журнале статью, отражающую экологическую проблему любого уровня, и проведите работу по следующему плану:

1) Внимательно прочитайте статью.

2) Кратко сформулируйте проблему, о которой идет речь.

3) Определите масштаб проблемы (глобальный, региональный, местный).

4) В чем автор статьи видит причину проблемы, ее опасность? Какие предлагает пути решения?

5) Предложите свои собственные пути решения данной проблемы. Результаты представьте в форме презентации (ПК-16).

3. Оцените вклад наиболее крупных отраслей хозяйства на территории Ставропольского края в загрязнение природной среды. Какие отходы представляют наибольшую экологическую опасность для человека и природных сообществ? Перечислите комплекс мероприятий, направленных на снижение последствий негативного воздействия на окружающую среду (ПК-19).

4. Проведите исследование, как отличаются по набору видов флоры и фауны участки естественного биоценоза (по выбору: «Таманский лес», «Русский лес», «Мамайская лесная дача») и антропогенного - городского парка (по выбору: «Парк Победы», «Центральный парк») (ПК-20).

На рисунках 3 и 4 представлены примеры заданий из разных ОКП.

Рис. 3. Задание № 3 «Постройте Рис, 4. Задание № 7 «Заказник» трофические (пищевые) цепи» программы «Биоразнообразие

программы «Биоценоз Ставропольского края»

пресноводного водоема»

Средние данные групп студентов из трех потоков (2004 - 2008 гг., 2005 - 2009 гг., 2006 - 2010 гг.), изучавших дисциплину «Общая экология», приведены в диаграмме на рисунке 5.

Сравнив результаты педагогического эксперимента у студентов экспериментальной и контрольной групп после окончания изучения дисциплин «Общая экология», «Геоэкология», «Охрана природы и заповедное дело», «Основы природопользования», пришли к следующим выводам. Так как предложенные задания в ОКП не имели заранее готового ответа и могли быть решены различными способами, то при их оценке обращалось внимание на такие критерии ответа, как когнитивный, деятелъностный, информационно-интеллектуальный, и оценивались по трем уровням: высокий, средний, низкий.

Когнитивный критерий отражает систем}' знаний студента, их глубину, стремление обобщать и анализировать материал, давать оценку фактам и явлениям профессиональной сферы, реализован по таким показателям, как:

- полнота, глубина, прочность, систематизированность и осмысленность знаний в сфере профессиональной деятельности, их специфика и основные тенденции развития;

- прикладные знания об общих приёмах и способах организации профессиональной деятельности;

- знания, необходимые для оперирования данными средствами информационных технологий;

- знания информационных ресурсов в сфере образования и предметной области.

1 подгруппа 2 подгруппа

(контрольная) ¡(экспериментальная)

Рис.5. Уровни владения компетенциями после изучения дисциплины

«Общая экология»

Деятельностный критерий характеризует практическую сторону обученности студентов, осознание студентом профессиональной направленности учебного процесса:

- наличие умений (коммуникативных, конструктивных, аналитических), необходимых для осуществления профессиональных обязанностей;

- активное участие в учебном процессе;

- умение приобретать знания самостоятельно;

- умение использовать приобретенные знания в процессе практической деятельности;

- практическое владение знаниями, выходящими за рамки образовательной программы;

- возможность применения полученных знаний в широком спектре ситуаций.

Информационно-интеллектуальный критерий отражает умение использовать различные средства для приобретения знаний и умение их перерабатывать в соответствии с потребностями:

- умение работать с большими объемами информации;

- умение составления информационных запросов, владение методологией документального и фактографического поиска;

- умение воспринимать, собирать, отбирать, систематизировать, анализировать, классифицировать информацию;

- владение в равной мере декларативными и процедурными знаниями;

- умение быстро актуализировать знания;

- гибкость мыслительного процесса.

Студенты экспериментальных групп оказались более технологически подготовленными к использованию информационных средств в ходе своей работы, их ответы отличались большей информационной насыщенностью, наглядностью, творческим подходом к оформлению и представлению материала. Это отразилось на преобладании ответов с высоким и средним показателем, уменьшении числа ответов с низким уровнем у экспериментальных групп над контрольными группами.

Кроме того, анализ динамики сформированности каждой специальной компетенции с применением обучающих компьютерных программ в рамках экспериментальных групп трех потоков обучения (средний показатель по 2004 - 2008 гг., 2005 - 2009 гг., 2006 - 2010 гг.) показал, что также наблюдаются положительные изменения показателей (рис. 6, 7).

низкий средний высиим уровень уровень уровень

Эдис^птиз "Общая

зкопмия" В дисфгоина 'Охрана

природы" Одшупгаиа'Оноаы природопользования"

Рис. 6. Степень сформированности Рис. 7. Степень сформированности специальной компетенции ПК-15 специальной компетенции ПК-20

Анализ полученных результатов позволил констатировать, что при формировании специальных компетенций на протяжении нескольких лет обучения разным дисциплинам наблюдается положительная динамика изменения показателей. Так, например, специальная компетенция КП-19 формируется на протяжении изучения всех 4 дисциплин («Общая экология», «Геоэкология», «Охрана природы и заповедное дело», «Основы природопользования»). Процесс формирования данной компетенции на-

чался при изучении дисциплины «Общая экология», результаты ответов после проведения контрольного задания были следующие: низкий уровень - 35 %, средний уровень - 41 %, высокий уровень — 24 %, дисциплины «Геоэкология»: низкий уровень — 29 %, средний уровень - 47 %, высокий уровень - 24 %, дисциплины «Охрана природы и заповедное дело»: низкий уровень - 18 %, средний уровень - 41 %, высокий уровень - 41 %. Четвертая дисциплина «Основы природопользования» была завершающей, итоговый контроль показал такие результаты: низкий уровень - 12 %, средний уровень - 35 %, высокий уровень - 53 %. Мы наблюдаем уменьшение показателей с низким уровнем и постепенное увеличение средних и высоких показателей. Такие тенденции характерны и для формирования других специальных компетенций. Это рассматривается нами как показатель того, что предложенные специальные компетенции, формируемые средствами разработанных обучающих компьютерных программ, способствуют общему развитию профессиональной компетентности, а именно практических умений, профессионального мышления, самостоятельного оценивания экологических фактов и явлений, применения нестандартных решений и т. п., что затруднено в массовой образовательной практике при традиционном обучении.

Проведенный анализ существующих методик разработки программных продуктов учебной направленности (Т.Б. Бабаковой, А.И. Башмакова, E.H. Балыкиной, С.И. Маслова) показал, что они являются унифицированными, метапредметными и представлены общими этапами и рекомендациями. В диссертационной работе были предложены методические рекомендации по созданию обучающих компьютерных программ экологической направленности. При их разработке учитывалась необходимость включения в программные продукты таких возможностей, как моделирование процессов и явлений, анализ экологических ситуаций, наглядность и эмоциональность представляемого материала.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ

В заключении диссертации изложены выводы, сформулированные на основе теоретического анализа выполненного исследования:

1. Специальные компетенции будущих экологов представляют собой интегрированное сочетание знаний, умений, способностей в области экологической деятельности, благодаря которым будущий специалист-эколог будет готов осуществлять свою профессиональную деятельность.

Специальные компетенции необходимы будущему экологу для его профессиональной деятельности в современных условиях. Нами предложен дополнительный перечень специальных компетенций, которые

должны быть сформированы у студента-эколога в процессе его профессиональной подготовки.

2. Обучающая компьютерная программа - это программа комплексного назначения, содержащая набор учебной информации, заложенной в виде определенной системы заданий и средств для проверки её усвоения.

Разработанный комплекс обучающих компьютерных программ экологической тематики - «Биоценоз пресноводного водоема», «Экосистема буково-грабового леса», «Биоразнообразие Ставропольского края», «Экология млекопитающих», включенный в учебный процесс при изучении отдельных дисциплин, служит эффективным средством обучения и обеспечивает результативность процесса формирования специальных компетенций будущих экологов.

3. Предложенная модель процесса формирования специальных компетенций средствами ОКП, включающая целевой (целеполагание), содержательный (на уровне учебного материала), процессуальный (дидактический процесс, организационные формы) и оценочно-результативный (критериально-дидактический инструментарий, система тестов, практических заданий) компоненты в своей структуре может быть использована в учебном процессе в ходе лекционных, практических, индивидуальных и самостоятельных занятий.

4. Разработанные критерии и показатели сформированное™ специальных компетенций служат достоверным доказательством эффективности интеграции ОКП в учебный процесс. Применение обучающих компьютерных программ влияет на изменение уровня знаний и формирование профессиональной компетентности студентов. Это выражено в развитии практических умений, профессионального мышления, самостоятельного оценивания экологических фактов и явлений, применения нестандартных решений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предложенные методические рекомендации по созданию обучающих компьютерных программ экологической тематики включают такие стадии разработки, как стратегическое планирование, проектирование, реализация, подготовка продукта к распространению, необходимые для успешной разработки новых обучающих компьютерных программ.

2. Разработанные, апробированные и предложенные ОКП экологической тематики, возможно применять в процессе подготовки специалистов других направлений при изучении дисциплин «Экология», «Экология и рациональное природопользование», «Концепция современного естествознания».

Основные выводы и предложения автора по теме диссертационного исследования изложены в следующих публикациях:

а) Публикации в изданиях, включенных в перечень ВАКМинобрнауки РФ:

1. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г., Зенкина С.И. Интерактивные компьютерные программы в эколого-биологическом образовании // Биология в школе. М., 2008. №2. С. 36-38.

2. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г. Технология проектирования интерактивных обучающих компьютерных программ и их применение в системе регионального эколого-биологического образования // Проблемы региональной экологии. М., 2008. № 2. С. 132-136.

3. Гандрабурова И.В., Щербакова Т.К. Моделирование экологических процессов с помощью обучающих компьютерных программ // Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». М., 2011. № 4. С. 100-104.

4. Гандрабурова И.В. Формирование профессиональной компетентности экологов с использованием обучающих компьютерных программ /У Вестник СГУ. Выпуск 77 (6). 2011. С. 123-127.

б) Статьи и тезисы в научных изданиях и сборниках материалов конференций:

5. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В. Изучение водных экосистем методами компьютерного программирования // Экологические проблемы Ставрополья. Ставрополь, 2002. № 4. С. 74-75.

6. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В. Моделирование процессов для биоценоза грабово-букового леса // Экология, культура, образование. Ставрополь, 2003. Выпуск 10-11. С. 19.

7. Гандрабурова И.В. Компьютерные игры в экологии. Современные геоэкологические проблемы горных регионов России // Материалы Всероссийской научной конференции. Карачаевск: Издательство КЧГУ, 2003. С. 53-57.

8. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В. Современные методы обучения в курсе экологии // Экология, культура, образование. Ставрополь, 2004. Выпуск 14-15. С. 43^45.

9. Гандрабурова И.В. Моделирующие программы как средство формирования экологических знаний // Проблемы экологии в современном мире. Ставрополь, 2004. С. 186-189.

10. Гандрабурова И.В. Особенности интерактивного программного обеспечения курса «Биоэкология» в системе дополнительного образования // Тезисы докладов XI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов — 2004», секция «Биология». М., 2004. С. 29-30.

11. Гандрабурова И.В. Социальные исследования по результатам применения компьютерной программы по экологии // Международная научно-практическая конференция «Проблемы экологической безопас-

ности и сохранения нрнродно-ресурсного потенциала». Ставрополь, 2004. С. 239-240.

12. Гандрабурова И.В. Обучающая компьютерная программа «Экология млекопитающих» в системе экологического образования // Естествознание и гуманизм. Томск, 2005. Том 2. № 5. С. 10-12.

13. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В. Использование обучающих компьютерных программ в ходе изучения курса «Биоэкология» // Вопросы региональной географии и геоэкологии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Межвузовский сборник научных трудов. Рязань, 2005. Вып. 5. С. 186-190.

14. Гандрабурова И.В., Бондарь Е.В. Проблемы использования компьютерных программ учителями-предметниками // Проблемы экологии в современном мире: Материалы II Всероссийской Internet-конференции (с международным участием). Тамбов: Издательство ТГУ им. Державина, 2005. С. 186-189.

15. Гандрабурова И.В., Мишвелов Е.Г. Интерактивные компьютерные программы в системе эколого-биологического образования // Дополнительное образование: современное состояние и перспективы: Материалы международной конференции. Ставрополь: РИО филиала МГОПУ им. М.А. Шолохова в г. Ставрополе, 2006. С. 123-125.

16. Гандрабурова И.В. Проблемы использования интерактивных обучающих компьютерных программ в системе регионального эколого-биологического образования // Естествознание и гуманизм. Межвузовский сборник научных трудов «Современный мир, природа и человек». Томск, 2007. Том 4. № 3. С. 3.

17. Гандрабурова И.В. Научно-методические основы подготовки интерактивных обучающих компьютерных программ в системе регионального экологического образования // Информационное пространство современной науки: Материалы Международной заочной научно-практической конференции. Чебоксары: НИИ педагогики и психологии, 2010. С. 239-243.

18. Гандрабурова И.В., Харченко Л.Н. Сравнительный анализ технологий формирования информационно-технологической компетентности будущих учителей // Модернизация системы непрерывного образования: Материалы 2-й Международной научно-практической конференции. Дербент, 2010. С. 264-268.

19. Гандрабурова И.В., Харченко Л.Н., Гудзь О.С. Информационно-технологическое обеспечение качества образовательного процесса в вузе // Проблемы управления качеством образования в гуманитарном вузе: Материалы XV Международной научно-методической конференции. СПб., 2010. С. 108-109.

20. Гандрабурова И.В. Формирование профессиональной компетентности будущих экологов в условиях информатизации обучения //

Проблемы и перспективы развития образования. Пермь: Меркурий, 2011. С. 55-57.

21. Гандрабурова И.В. Формирование профессиональной компетентности экологов с использованием обучающих компьютерных программ // Сборник трудов молодых ученых: Материалы 56-й научно-методической конференции «Университетская наука - региону». Ставрополь: Изд-во СГУ, 2011. С. 27-30.

22. Гандрабурова И.В. Применение обучающих компьютерных программ в процессе формирования профессиональной компетентности экологов // Актуальные проблемы науки: Сборник трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Тамбов, 2011. С. 36-38.

23. Гандрабурова И.В. Формирование информационной компетентности студентов-экологов средствами компьютерных программ // Инновационные подходы к подготовке современного преподавателя / учителя в классическом университете: Материалы 56-й научно-методической конференции «Университетская наука - регион)'». Ставрополь, 2011. С. 7-9.

в) Учебные и учебно — методические пособия:

24. Бондарь Е.В., Гандрабурова И.В. Экология млекопитающих: обучающая компьютерная программа. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки ОФАП от 15.02.2006 № 5715.

25. Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В., Гандрабурова И.В. и др. Биоценоз пресноводного водоема: обучающая компьютерная программа. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки ОФАП от 14.03.2006 № 5834.

26. Мишвелов Е.Г., Бондарь Е.В., Гандрабурова И.В. и др. Экосистема буково-грабового леса: обучающая компьютерная программа. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки ОФАП от

28.03.2006 №5900.

27. Мишвелов Е.Г., Зенкина C.B., Гандрабурова И.В. и др. Биоразнообразие Ставропольского края: обучающая компьютерная программа. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки ОФАП от

21.12.2007 №9654.

Общий объем публикаций - 5,41 п. л.

Подписано в печать 25.04.12 Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л.1,51 Уч.-изд.л. 1,41

Бумага офсетная_Тираж 100 экз._Заказ 104

Отпечатано в Издательско-полиграфическом комплексе Ставропольского государственного университета. 355009, Ставрополь, ул. Пушкина, 1.

Текст диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Гандрабурова, Ирина Владимировна, Ставрополь

61 12-13/1525

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный университет»

На правах рукописи

Гандрабурова Ирина Владимировна

ОБУЧАЮЩИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ БУДУЩИХ ЭКОЛОГОВ

13.00.08 - Теория и методика профессионального образования

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Научный руководитель: доктор педагогических наук, доцент Т.К. Щербакова

Ставрополь - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

Глава 1. Теоретические основы использования обучающих компьютерных программ в формировании специальных компетенций будущих экологов 16

1.1. Специальные компетенции в структуре профессиональной компетентности будущих экологов 16

1.2. Компьютерные программы как обучающее средство в контексте информатизации образования 37

1.3. Психолого-педагогические особенности использования обучающих компьютерных программ в учебном процессе 54

1.4. Обучающие компьютерные программы экологической направленности 68

Выводы по первой главе 82

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по формированию специальных компетенций будущих экологов средствами обучающих компьютерных программ 85

2.1. Реализация моделей обучающих компьютерных программ экологической направленности в процессе формирования специальных компетенций будущих экологов 85

2.2. Организация и этапы опытно-экспериментальной работы ЮЗ

2.3. Результаты опытно-экспериментальной работы по формированию специальных компетенций студентов-экологов средствами обучающих компьютерных программ 119

2.4. Методические рекомендации по разработке обучающих компьютерных программ экологической направленности 136

Выводы по второй главе 150

Заключение 152

Библиографический список Приложения

Введение

На современном этапе развития общества все большую роль в работе специалистов разных категорий приобретают информационные средства и технологии. Под влияние информатизации попадают такие сферы жизни, как производство, политика, экономика, образование, культура. Информатизация определяет образование не как способ восприятия готовых знаний, а как информационный обмен, предполагающий получение, обработку, представление, передачу информации, что требует пересмотра содержания образования в процессе подготовки специалистов к профессиональной деятельности.

Расширение информационного пространства приводит к необходимости повышения профессиональной подготовки участников образовательного процесса. Для этого, в первую очередь, требуется добиться компьютерной грамотности всех участников процесса обучения.

Современное общество нуждается в специалистах в области экологии, способных организовать свою работу в меняющихся социально-экономических условиях с применением новых информационных средств и технологий. Современный эколог должен не только обладать знаниями о развитии и строении природных систем и их компонентов, оперировать фактами, подвергать информацию анализу, синтезу, работать с картами, документацией, но и использовать возможности информационных средств при работе с данными.

Повышение качества профессионального образования является одной из ключевых задач реформирования и приведение его в соответствие с потребностями общества. В «Концепции модернизации российского образования до 2010 года», прописаны пути реализации образовательной политики государства, отображены повысившиеся требования к уровню компетентности специалистов, а в связи с переходом на государственный образовательный стандарт третьего поколения становится важным решение проблемы структуры и содержания процесса формирования профессиональных компетенций. В связи с этим поднимается вопрос об изменении содержания и форм

обучения в системе профессионального образования. Для формирования профессиональной компетентности будущего специалиста-эколога необходим комплексный подход, который включает не только усвоение системы экологических знаний и умений, необходимых для профессиональной деятельности, но и умение их применять на новом высоком технологичном уровне.

В последние годы проводится много теоретических исследований совершенствования процесса профессиональной подготовки специалистов с учетом быстрого роста информатизации, смены техники и технологий.

Ряд проблем, связанных с информатизацией и применением информационных технологий в учебном процессе, получили развитие в трудах О.И. Агапова, В.П. Беспалько, Ю.С. Брановского, П.Г. Буги, Я.М. Ваграменко, Б.С. Гершунского, И.Г. Захарова, B.JI. Королева, Е.И. Машбица, И.В. Роберт,

A.Ю. Уварова, A.C. Ушакова, Т.Д. Шапошникова и др.

Подробный анализ психолого-педагогических проблем применения новых информационных технологий как средств учебной деятельности встречается в работах Л.Н. Бабанина, В.В. Гузеева, М.П. Лапчика, В.Я. Ляудиса, Е.И. Машбица, М.В. Моисеевой, В.М. Монахова, C.B. Панюкова, В.В. Рубцова, В.А. Сластенина, а философские аспекты применения обсуждаются в работах М.М. Бахтина, В.П. Ворониной, А.И. Ракитова, И.П. Смирнова.

Особое внимание уделяется вопросам профессиональной подготовки специалистов в работах И.М. Агибовой, Ю.К. Бабанского, А.И. Башкирского,

B.А. Болотова, В.И. Горовой, Д.А. Иванова, В.А. Магина, Л.А. Петровской, Г.И. Серикова, О.В. Соколовой, Т.К. Щербаковой и др.

Исследование компетентностного подхода в современной системе образования отражается в работах таких исследователей, как И.А. Зимняя, Ю.В.

Койнов, B.B. Краевский, O.E. Лебедев, Н.Л. Московская, В.В. Сериков, М.А. Холодная, A.B. Хуторской, Т.И. Шамова и др.

Различным аспектам проблемы формирования отдельных профессиональных компетенций у будущих специалистов большое внимание уделяют в своих исследованиях С.Я. Батышев, Н.М. Борытко, В.Н. Введенский, Э.Ф. Зеер, И.А. Зимняя, Т.В. Поштарева, Г.К. Селевко, Ю.Г. Татур, A.B. Хуторской и др.

Формированием специальных компетенций в разных областях деятельности занимались такие исследователи, как E.H. Герасименко, Е.В. Дырнае-ва, Э.Ф. Зеер, Е.А. Кузина, A.A. Кулешов, М.А. Федулова и др.

Сказанное позволяет выделить ряд противоречий между:

- востребованностью информационных технологий как средства формирования специальных компетенций будущих экологов в процессе профес-

сиональной подготовки и неглубокой исследованностью психолого-педагогических особенностей их использования в образовательном процессе;

Данные противоречия обусловили выбор темы исследования «Обучающие компьютерные программы как средство формирования специальных компетенций будущих экологов», научная задача которой состоит в теоретическом осмыслении и поиске оптимальных путей использования обучающих компьютерных программ как средств формирования специальных компетенций в структуре профессиональной компетентности будущих экологов.

Гипотеза исследования основана на том, что применение обучающих компьютерных программ в процессе формирования специальных компетенций у студентов-экологов будет эффективным, если:

- будут уточнены понятия «обучающая компьютерная программа» и «специальная компетенция»;

- обучающие компьютерные программы будут рассматриваться как педа-

гогические средства, дидактическая модель которых включает инструментальный, функциональный и дидактический модули;

В соответствии с целью, предметом и объектом исследования сформулированы следующие задачи:

1. Уточнить научную сущность понятий «обучающая компьютерная программа» и «специальная компетенция».

4. Разработать модель процесса формирования специальных компетенций в системе профессиональной подготовки студентов-экологов средствами обучающих компьютерных программ, апробировать и экспериментально проверить эффективность её использования.

к экоцентрическому типу экологического сознания.

Теоретические основы исследования составляют: концептуальные положения теории новых информационных технологий обучения (Н.В. Апа-това, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, O.K. Тихомиров, М.П. Лапчик, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов, И.В. Роберт, Н.Ф. Талызина и др.); личностно-ориентированный подход к профессиональной подготовке специалиста (В.В. Давыдов, И.А. Зимняя, В.П. Зинченко, А.Н. Леонтьев, C.B. Панюкова, С.Л. Рубинштейн и др.); технологический подход к организации образовательного процесса (В.П. Беспалько, М.В. Кларин, П.И. Образцов, В.А. Сластенин, В.Л. Шатуновский, Л.И. Фишман и др.); информатизация образовательного процесса в высшей школе (Б.С. Гершунский, В.П. Боголюбов, Ю.С. Брановский, Ю.М. Дубинский, O.A. Козлов, П.И. Образцов, О.П. Околелов, A.A. Слобо-дянюк, В.Ф. Шолохович и др.); достижения современного экологического образования, относящиеся к исследуемой проблеме и изложенные в трудах C.B. Алексеева, А.Г. Бусыгина, Н.Ф. Винокуровой, С.Н. Глазачева, С.Д. Де-рябо, Н.В. Добрецовой, О.И. Дониной, А.Н. Захлебного, И.Д. Зверева, В.А. Левина, И.Н. Пономаревой, С.Ю. Прохоровой, И.Т. Суравегиной, О.Г. Тав-стуха, Е.В. Тутыниной и др.

В ходе работы были использованы следующие методы исследования: теоретические - анализ философской, психолого-педагогической, экологической, научно-методической литературы, нормативно-правовых актов, электронных ресурсов в области исследования; анализ диссертационных работ, выполненных ранее; изучение и обобщение традиционного и инновационного педагогического опыта; педагогическое моделирование; эмпирические -анкетирование, беседы, включенное наблюдение; педагогический эксперимент; методы математической обработки данных - статистические методы обработки данных, качественный анализ экспериментальных данных, графическая интерпретация.

Этапы исследования:

Первый этап - аналитико-поисковый или констатирующий (2004 -

2006 гг.) - в ходе данного этапа осуществлялся теоретический анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблемам исследования, изучалась степень разработанности проблемы. В рамках этапа были предложены методические рекомендации по разработке обучающих компьютерных программ экологической направленности, реализующие возможности информационных технологий на базе прикладных и инструментальных программных средств и способствующие формированию профессиональной компетентности будущих специалистов-экологов.

Третий этап - оценочный или обобщающий (2010 - 2011 гг.) - этап осуществления анализа, систематизации, обобщения данных, полученных в ходе опытно-экспериментальной работы; результаты исследования были оформлены в виде диссертации.

Общий объем проделанной работы. В ходе исследования было изучено и проанализировано 194 литературных источника, в том числе 33 диссертации (докторские и кандидатские), монографии, научные статьи, учебники, учебные пособия, электронные ресурсы и др. В экспериментальной работе приняло участие 99 студентов 1-4 курсов направления подготовки «Экология и природопользование», проведен педагогический эксперимент.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в том, что в нем:

- разработан комплекс обучающих компьютерных программ экологической направленности, объединяющий знания в области биологии, географии, биоэкологии, гидрологии, ландшафтоведения, геоэкологии, позволяющий предоставить информационно насыщенные программные продукты с массивами информации о природных объектах, процессах и явлениях и возможности работы с ними в процессе подготовки студентов к профессиональной деятельности;

Положения, выносимые на защиту:

1. Специальная компетенция будущего эколога рассматривается как интегративная л�