автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Проектирование и реализация системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям

Автореферат диссертации по теме "Проектирование и реализация системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям"

На правах рукописи

АНДРЕЕВА Валентина Владимировна

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ МНОГОУРОВНЕВОЙ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

Специальность 13.00.08 - Теория и методика профессионального образования

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Тольятти 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Самарском государственном техническом университете на кафедрах «Вычислительная техника» и «Информационно-измерительные системы».

Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор К.Л. Куликовский

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

Ведущая организация: Оренбургский государственный

Защита состоится 30 апреля 2004 г. в 14.00 на заседании Диссертационного Совета Д 212.264.02 по присуждению ученой степени доктора педагогических наук по специальности 13.00.08 - «Теория и методика профессионального образования» при Тольяттинском государственном университете по адресу: 445667, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, актовый зал НИС.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тольяттинского государственного университета.

Автореферат разослан 29 марта 2004 г.

Ученый секретарь

профессор А.С. Мещеряков доктор педагогических наук, профессор В.М. Нестеренко доктор педагогических наук, профессор А.Н. Ярыгин

педагогический университет

Диссертационного Совет доктор педагогических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Министерство образования Российской Федерации в концепции научной, научно-технической и инновационной политики в системе образования на 2001-2005 годы, определяющей приоритеты в новых экономических условиях, в качестве основных принципов своей политики сформулировало следующие:

- единство научного и образовательного процессов и их направленность на экономическое, социальное и духовное развитие общества;

- поддержку ведущих ученых, научных коллективов, научных и педагогических школ, способных обеспечить опережающий уровень образования и научных исследований, развитие научно-технического творчества молодежи;

— многообразие форм организации научного и образовательного процессов, обеспечение конкурсности при разработке планов, научных и образовательных программ:

- интеграция науки и образования в международное сообщество.

Следовательно, главной целью политики системы образования является

обеспечение подготовки специалистов, научных и научно-педагогических кадров на уровне мировых квалификационных требований, эффективное использование ее образовательного, научно-технического и инновационного потенциала для развития экономики и решения социальных задач страны.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

— обеспечения приоритетного развития научных исследований, направленных на совершенствование системы образования, всех ее уровней, широкое использование новых образовательных и информационных технологий, совершенствование научно-методического обеспечения учебного процесса;

— развития научных педагогических исследований как основы фундамен-тализации образования, базы подготовки современного специалиста;

- совершенствования послевузовского профессионального образования в соответствии с приоритетными направлениями, расширения образовательных функций аспирантуры, улучшения планирования и формирования контингента аспирантов и докторантов;

— улучшения качества подготовки и повышения квалификации научно-педагогических кадров.

История человечества второй половины ушедшего века - это история технической революции во всех областях деятельности человека. Преобразования, темп которых неуклонно возрастает, неразрывно связаны и во многих случаях вызваны становлением и развитием аппаратных и программных средств вычислительной техники. Все больше людей занимается разработкой и применением информационных технологий, где под информационными технологиями в широком смысле понимается использование в различных областях жизни программных, аппаратных средств, а также учр.Кмь« м мр-ут^нчсг^^ [иатериялпв, связанных с компьютерами.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА I

¿"й^/ !

Постоянное увеличение объема и сложности информации, которой должен владеть современный специалист, требует новых подходов к подготовке будущих инженеров, в связи с чем необходима разработка новых педагогических технологий, способствующих приведению образовательного процесса к форме, соответствующей требованиям современного постиндустриального общества, и направленной на удовлетворение запросов его перспективного развития.

Современная педагогическая наука за последние годы обогатилась многими методологическими и теоретическими исследованиями процесса совершенствования систем подготовки специалистов в условиях информационного бума и быстрой смены техники и технологий:

- проектированием новых педагогических технологий, ориентированных иа достижение планируемого качества обучения (Андреев В.И., Вербицкий А.Л., Беспалько В.П., Горина Л.Н., Селезнева НА, Субетто А.И., Татур Ю.Г.);

- построением системы непрерывного образования и реализации преемственности научных школ, обеспечивающей целостность процесса обучения (Загу-зов Н.И., Кузьмина Н.В., Корнев Г.П., Кустов Ю.А., Столбов В.И.);

- формированием профессионально направленного содержания образования (Архангельский СИ., Жуковская З.Д, Талызина Н.Ф.).

Отмечая несомненную ценность фундаментальных исследований по указанным проблемам, следует отметить, что в практической деятельности они, к сожалению, пока еще не нашли должного применения, а при проектировании педагогической системы подготовки специалистов по информационным технологиям они требуют развития и совершенствования с учетом специфики технологий.

Анализ состояния проблемы обучения информационным технологиям в системе профессионального образования страны выявил существенные недостатки - неразработанность методологии исследования, проектирования и реализации целостной системы многоуровневой подготовки специалистов в области информатики, реализующей принцип обучения на протяжении всей жизни, и включающей довузовское специальное образование, вузовское и послевузовское образование, а также подготовку педагогов, профессионально подготовленных к преподаванию информационных технологий.

В основном, внимание исследователей направлено иа разработку общеобразовательных и профессионально-прикладных аспектов изучения информатики в школах и педагогических вузах.

Во многих работах рассматриваются вопросы изучения конкретных дисциплин, например, программирования, информатики, поднимаются некоторые проблемы обучения информационным технологиям в высших учебных заведениях и намечаются подходы к их решению, но детальная разработка проблем проектирования и реализации системы обучения информационным технологиям отсутствует. Например, фундаментальное исследование "Рекомендации к учебным планам по информатике", выполненное в США, в большей степени, ориентируется на пооиессы отбора содержания и составления учебных планов по конкретным дисцидл-инам,.чем на разработку и использование современных техно-

логий обучения. При этом сами авторы отмечают, что не достигли того уровня "интернационализации" документа, который позволил бы выработать единый набор рекомендаций для всего мира, вследствие того, что структура преподавания информационных технологий в США существенно повлияла на методические материалы работы.

Кроме того, следует отметить, что в педагогике недостаточно проработаны содержательные основы подготовки преподавателей информационных технологий для технических вузов как одной из центральных фигур образовательного процесса, уровень компетентности которых и степень готовности выполнять профессионально-педагогические функции в значительной степени влияют на продуктивность обучения.

Вследствие перечисленных причин возникает постоянная потребность в совершенствовании существующих и разработке новых систем подготовки специалистов в области информационных технологий.

Более того, необходимость разработки новых систем обучения информационным технологиям вызывается противоречиями между:

- эволюционными и революционными изменениями самих технологий и инерционностью государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, определяющих структуру, объем и содержание соответствующих дисциплин;

- лавинообразным увеличением объема информации и недостаточным резервом времени, предусмотренным нормативными документами, на ее изучение;

- традиционными способами преподавания соответствующих дисциплин и новыми формами приобретения знаний, диктуемыми современными социальными, политическими и экономическими условиями;

- повышением требований общества к качеству специалистов в области информационных технологий и фактическим снижением интеллектуального, физического и нравственного уровней абитуриентов и студентов;

- социальным заказом на профессионально компетентного выпускника, имеющего практический опыт работы, и отсутствием реальных возможностей его приобретения во время обучения, т.е. слабой связью образования и производства;

- креативным характером деятельности специалиста по информационным технологиям и недостаточной проработанностью теории и практики развития исследовательского и творческого мышления обучаемых;

- снижением престижности и оплаты труда преподавателя и повышению требований к нему как к ключевой фигуре педагогического процесса.

Перечисленные основные недостатки и противоречия определили постановку проблемы исследования - каким образом и при каких условиях выполнить проектирование системы подготовки специалиста по информационным технологиям, обеспечивающей его соответствие требованиям современного общества, позволяющей устранить указанные недостатки и сгладить основные противоречия.

Следовательно, объективные требования к обеспечению подготовки высококвалифицированных специалистов, с одной стороны, и недостаточная проработанность теоретических и методологических основ проектирования системы обучения информационным технологиям, с другой стороны, определили выбор и актуальность темы диссертационной работы «Проектирование и реализация системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям».

Исследования по теме диссертации были поддержаны:

- финансированием Министерства образования и Министерства обороны Российской Федерации в рамках межотраслевой программы «Научно-инновационное сотрудничество»;

- сертификатом программы Администрации города Самары по поиску и поддержке одаренной молодежи за научное руководство студентами.

Цель исследования - повышение качества обучения специалистов по информационным технологиям путем разработки основ проектирования и реализации многоуровневой педагогической системы их подготовки, использующей современные педагогические технологии и позволяющей выполнить подготовку специалистов, научных и преподавательских кадров в соответствии с социальным заказом современного общества и направленную на перспективу его развития.

Объект исследования - педагогическая система многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям с учетом специфики информационных технологий.

Предмет исследования — процессы проектирования структуры, отношений и взаимодействий элементов внутри педагогической системы и вне ее, определения закономерностей ее развития и преобразования с целью повышения эффективности се функционирования.

Гипотез исследования заключается в том, что процесс подготовки специалистов по информационным технологиям станет более эффективным и выйдет на более высокий уровень, позволяющий повысить качество выпускаемых специалистов, если рассматривать его в комплексе постановки и решения проблем:

- проектирования и реализации системы многоуровневой подготовки специалистов на основе законов универсализации и специализации, содержащей единство структуры, отношений и взаимодействий всех ее элементов;

- обеспечения комплексного развития базовых и профессиональных характеристик всех субъектов учебного процесса на основе принципов единства обучения и воспитания, формирования мотивации учения и профессиональной направленности, индивидуализации подготовки специалистов с учетом специфики информационных технологий;

- разработки дидактической системы обучения на основе креативного подхода к личности и единства содержательного и процессуального аспектов образовательного пространства;

- проектирования дидактического комплекса развития исследовательского и творческого мышления всех участников педагогического процесса, осно-

ванного на методах направленного обучения и учитывающего специфику информационных технологий;

- моделирования процессов овладения системными знаниями и профессионализмом, ориентированных на усилении связи «наука - образование - производство»;

- применения разработанных педагогических технологий при соответствующей адаптации для обучения основам информационных технологам специалистов других областей науки и производства.

Задачи исследования определяются выдвинутыми целями и гипотезами и заключаются

- в многоаспектном анализе социального заказа на формирование специалиста по информационным технологиям и разработке его концептуальной модели, удовлетворяющей современному состоянию общества и направленной на перспективу его развития;

- в определении теоретических предпосылок проектирования системы многоуровневой подготовки специалиста, формирования целей и ее семантической модели;

- в проведении предметно-содержательного анализа государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и учебников по информационным технологиям, оценки степени их соответствия развитию технологий и общества и обосновании рекомендаций по их совершенствованию;

- в многофакторном анализе и систематизации знаний обо всех субъектах учебного процесса с целью проектирования педагогических технологий комплексного развития базовых и профессиональных характеристик специалиста, удовлетворяющих его концептуальной модели;

- в исследовании закономерностей процесса обучения всех субъектов многоуровневой системы с учетом специфики информационных технологий, разработке направлений совершенствования существующих и проектировании инновационных методов, способов и средств обучения информационным технологиям и их использовании в дидактическом процессе;

- в оптимизации педагогического процесса обучения специалистов всех уровней системы с целью минимизации временных и материальных ресурсов и повышения качества образования;

- в применении разработанных технологий для повышения квалификации преподавателей других дисциплин;

- в экспериментальном подтверждении эффективности разработанных принципов, методов, способов обучения информационным технологиям в различных образовательных учреждениях.

Методологическими основами исследования явились труды выдающихся ученых, посвященные исследованиям в областях:

- формирования личности в процессе различных видов деятельности (Андреев В.И., Гальперин П.Я., Давыдов В.В., Занков Л.В., Краевский В.В.);

- формирования содержания непрерывного профессионального образования (Бабанский Ю.К., Батышев С.Я., Леднев B.C., Нестеренко В.М., Сериков В.В., Талызина Н.Ф.);

- моделирования и конструирования педагогического процесса (Андреев В.И., Беспалько В.П., Талызина Н.Ф., Чернова Ю.К.);

- информатики, программирования и вычислительной техники (Вирт Н., Глушков B.C., Донован Д., Джордейн Д., Ершов Л.П., Кнут К., Майерс Н.).

Основой для дидактических разработок послужили

- теория системного подхода (Кузьмина Н.В., Субетто А.И., Юдин Э.Г.);

- теория педагогической интеграции (Безрукова B.C., Махмутов М.И.);

- инновационные подходы к реализации межпредметных связей (Кустов Ю.А., Щипанов В.В., Ярыгин Л.Н.);

- теория развития мотивации (Выготский J1.C, Леонтьев А.Н., Маслоу А.Г., Платонов К.К.);

- теория развивающего обучения (Гилфорд Дж., Сериков В.В., Пиаже Ж.).

Методы исследования

Исследование выполнено с использованием методов теории обучения и воспитания, педагогической психологии, теории сложных систем, массового обслуживания и надежности. Применялось имитационное, ситуационное и компьютерное моделирование педагогических процессов и процессов проектирования программного обеспечения универсальных и специализированных процессоров. Использовались методы теории и практики разработки систем на основе вычислительной техники и проектирования сложных аппаратно-программных комплексов.

Для подтверждения корректности предложенных в работе теоретических и практических положений применялись методы математического анализа результатов, анкетирования, тестирования, наблюдения, педагогического эксперимента и математической обработки результатов.

Этапы исследования

Подготовительный этап - анализ состояния проблемы обучения информационным технологиям, ее разработанности в теории и практике обучения, теоретико-методологическое исследование учебной и научной литературы, проверка актуальности выбранной тематики, разработка гипотезы исследования, определение целей, постановка задачи исследования.

Основной этап - разработка теоретических основ проектирования многоуровневой системы обучения информационным технологиям, моделирование глобальных и локальных целей, характеристик обучаемых. Проектирование педагогических технологий для каждого уровня и апробация их в различных образовательных учреждениях.

Практическое использование предложенных авторских методик для разных контингентов обучаемых - школьников, студентов, преподавателей информационных технологий высших и средних учебных заведений, преподавателей, не являющихся специалистами в области информатики, специалистов финансово-экономической области.

Заключительный этап - продолжение обучения по разработанной технологии разных контингентов обучаемых в Самарском государственном техническом университете, апробация тиражируемости предложенных технологий и авторских методов обучения студентов и преподавателей в учебных заведениях (Государственная экономическая академия, машиностроительный техникум, учреждения среднего профессионального образования г. Самары, г. Тольятти, г. Сызрани, г. Жигулевска, г. Похвистнево Самарской области и др.), внедрение результатов работы в различные учебные заведения области, оформление диссертации.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

- осуществлен системный подход к исследованию и проектированию педагогической системы подготовки специалистов по информационным технологиям, представленной в виде взаимосвязанного комплекса подсистем — уровней обучения различных категорий обучаемых и направленной на достижение глобальной цели - интеграционного развития базовых и специфических составляющих личностных и профессиональных характеристик субъектов обучения;

- сформулированы основные принципы проектирования педагогической системы обучения информационным технологиям на различных уровнях, позволяющие в совокупности объединить отдельные подсистемы в единый комплекс обучения, гарантирующий формирование специалиста в соответствии с его концептуальной моделью, обладающего профессиональной готовностью к деятельности в различных производственных областях;

- предложены методы овладения системными знаниями и профессионализмом, ориентированные на усилении связи «наука — образование — производство», позволяющие приблизить дидактическую систему к производственному циклу и развить способности обучаемых к взаимодействию с профессиональным сообществом;

- выделены в качестве основополагающих способностей специалиста его исследовательские и творческие способности, специальное развитие которых позволяет еще более повысить эффективность процесса обучения, направленного на перспективу общества;

- введено категориальное понятие «Задача», имеющее расширенную семантику по сравнению с соответствующим понятием психолого-педагогической науки. В предложенном понятии снято ограничение определенности всех компонентов задачи, что позволяет формализовать все возможные варианты ее решения в условиях неопределенности;

- распространено понятие дивергентности на все компоненты задачи, что позволяет формализовать представление уровней усвоения учебного материала в зависимости от сочетаний типов компонентов задачи;

- предложено проектирование технологий развития интеллектуальных и творческих способностей как проектирование методов направленного обучения, позволяющих учащемуся выполнять переходы по уровням усвоения учебного ма-

териала от репродуктивного к продуктивному уровню и введено понятие прямого перехода по уровням как развитие способностей решать поставленные задачи.

Теоретическая значимость состоит в том, что

- исследованы требования к выпускнику каждого уровня системы подготовки специалиста, разработана и обоснована концептуальная модель выпускника вузовского уровня, состоящая из базовых и специфических профессиональных компонентов, соответствующая современному состоянию науки и производства, учитывающая специфику информационных технологий и многопро-фильность применения знаний, умений и навыков в различных областях профессиональной деятельности и направленная на перспективное развития общества и образования в двадцать первом веке;

- исследованы различные педагогические концепции и с учетом особенностей процесса обучения и характеристик его субъектов в качестве основной педагогической концепции предложена модифицированная гуманистическая концепция с использованием контроля и разумного внешнего стимула, позволяющая повысить эффективность обучения информационным технологиям и качество подготовки специалистов;

- на основе анализа психолого-педагогической литературы, теоретического и практического исследования системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям и особенностей функционирования педагогического процесса сформулированы дидактические задачи обучения, носящие междисциплинарный характер и интегрирующие положения педагогики, психологии, логики, математики, теории управления и теории сложных динамических систем;

- введены понятия характеристик основных организационных форм процесса - направленности, обратной связи, затратности и результативности. Предложены методы оптимизации алгоритмов функционирования и управления процессом на основе коррекции его характеристик, позволяющие сформировать специалиста, адекватного концептуальной модели, и развивающие базовые и профессиональные способности выпускника;

- выделена, как одна из наиболее важных подсистем для формирования креативности специалиста, система развития исследовательского и творческого мышления личности, состоящая из комплекса инструментальных решений, диагностических и обучающих технологий, позволяющих развить заложенное в личности природой, и вывести его на новый, более высокий уровень креативности;

- разработаны методы формирования исследовательского и творческого мышления специалиста и предложен метод оптимизации дидактического процесса как его перевод с ученического уровня на уровень, соответствующий зоне ближайшего развития личности, принципиальной возможности использования методов в дисциплине и его организационной форме;

- выполнено проектирование педагогических технологий и механизмы их передачи, ориентированные на структуру интегрированного комплекса повыше-

ния квалификации и содержащие логико-методологические, информационные, процессуальные и диагностические блоки, опирающиеся на концепцию фунда-ментализации образования и формирования профессиональной готовности к развитию и адаптации образовательного пространства в соответствии с современными требованиями.

Практическая значимость заключается в том, что

- сформулированы направления адаптации государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования к перспективам развития общества, способствующие формированию политехнических знаний, умений и навыков и обладающие свойствами широкого переноса;

- создана и проверена на практике система диагностических и обучающих средств, стимулирующих исследовательское поведение обучаемых в направлении самостоятельного познания сложных, многосвязных понятий, объектов, элементов и процессов, происходящих при функционировании вычислительной техники и программных систем;

- для оптимизации управления учебным процессом разработаны несколько вариантов методов оперативного и этапного контроля и коррекции деятельности обучаемых, выполнена их апробация и выбрана квалиметрическая комбинация вариантов, дающая надежный метод оценки успеваемости, наиболее эффективно влияющая на качество обучения и позволяющая динамически отслеживать результаты работы обучаемых;

- разработаны и апробированы методы оценки продуктов деятельности обучаемых в процессе проектирования программных средств, позволяющие более точно оценивать формирование профессиональных навыков и их качество;

- исследована деятельность обучаемых, выявлены шесть основных вариантов их поведения и предложены методы выполнения управляюще—коррек-тировочной деятельности преподавателя в зависимости от целей дидактической системы и вариантов поведения обучаемых;

- результаты исследований использованы при разработке учебных планов и программ различных дисциплин, методических и учебных пособий в традиционной и электронной форме для всех уровней системы обучения информационным технологиям;

- теоретические положения и предложенные методы реализованы в Самарском техническом университете, техническом лицее при СамГТУ, экономической академии, машиностроительном техникуме, инженерных классах с углубленным изучением информатики школы №132 и др., г. Самара.

Достоверность и обоснованность результатов исследования и практических рекомендаций подтверждается методологической обоснованностью теоретических положений, разработкой диагностических методик, адекватно соответствующих целям, задачам, предмету и объекту исследования, репрезентативностью выборки, количественным и качественным анализом экспериментальных данных, использованием результатов исследования в педагогической практике.

Апробация и внедрение результатов исследования.

Работа по апробации и внедрению многоуровневой системы обучения информационным технологиям выполнялась:

- в Самарском государственном техническом университете СамГТУ, г. Самара при подготовке инженеров по специальностям 0608,2201 (1980-2004 гг.);

- в Самарской государственной экономической академии СГЭЛ, г. Самара при разработке и постановке нового специального курса «Разработка и стандартизация программных средств и информационных технологий» и организации и проведении курсового проектирования на вновь открытой специальности 351400 «Информатика в экономических системах» (2002-2003 гг.);

- в машиностроительном техникуме, г. Самара при разработке и постановке нового специального курса «Технические средства информатизации», при организации и проведении производственной практики по программированию специальности 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» (2001-2002 гг.);

- в инженерных классах муниципального образовательного учреждения школы №132, г. Самара при проведении занятий по дисциплине «Информатика и программирование» (1997-2004 гг.);

- на факультете повышения квалификации по направлению «Преподаватель высшей школы» при государственном техническом университете (второе высшее образование для преподавателей и аспирантов), г. Самара при проектировании учебных планов и программ и проведении лекций, практических занятий, курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Информационные технологии в науке и образовании» (2001-2004 гг.);

- на факультетах математических знаний и повышения квалификации преподавателей высших и средних учебных заведений при СамГТУ при проведении занятий по дисциплинам «Компьютерные технологии», «Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах», «Алгоритмизация и программирование на языках высокого уровня» (1980 — 2004 гг.), г. Самара;

- на курсах повышения квалификации по информационным технологиям для преподавателей среднего и высшего профессионального образования (1997— 2003 гг.), г. Самара и Самарская область;

- при проведении консультаций и квалификационных испытаний преподавателей среднего профессионального образования по направлению «Информатика и автоматизация производства», «Оператор ЭВМ», «Секретарь-делопроизводитель (на базе ЭВМ)», г. Самара и Самарская область;

- на курсах повышения квалификации по информационным технологиям для неспециалистов в области информационных технологий (бухгалтеров школ г. Самары и Самарской области, работников промышленных предприятий г. Самары, руководящих работников управления образования Самарской области, преподавателей военной кафедры СамГТУ, учителей школ г. Самары);

- при организации и проведении научно-исследовательских разработок студентами кафедры «Вычислительная кафедра» СамПГУ (1980-2004 гг.).

Основные теоретические положения и результаты работы обсуждались на следующих конференциях:

- У! Республиканской научно-методической конференции «Индивидуализация обучения в ведущих вузах России», Самара, 1991 г.;

- XI Всесоюзном совещании «Проблемы управления», Ташкент, 1989 г.;

- XI Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии, секция «Кибернетика химико-технологических процессов», Москва, 1997 г.;

- Всероссийской научно-методической конференции «Интеграция образования, науки и производства — главный фактор повышения эффективности инженерного образования», Казань, 2000 г.

- третьей Международной научно-практической конференции «Педагогический процесс как культурная деятельность», Самара, 2000 г.;

- Всероссийской научной конференции «Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг», Тольятти, 2002 г.;

- четвертой Международной научно-практической конференции «Педагогический процесс как культурная деятельность», Самара, 2002 г.;

- Международной конференции «Проблемы интеллектуализации образования», Воронеж, 2002 г.;

- Международной научной конференции «Информация - коммуникация — общество», Санкт-Петербург, 2002 г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством образования в вузах», Самара, 2003 г.;

- научно-методических конференциях «Компьютерные технологии обучения - концепции, опыт, проблемы», Самарский гос. технич. ун-т, - Самара , 1997 г., 1998 г.;

- научно-методической конференции «Актуальные проблемы преподавания в современных технических университетах» Уфимский гос. нефтяной тех-нич. ун-т, Уфа, 1997 г.;

- научно-методической конференции «Развитие и совершенствование учебного процесса для подготовки специалистов 21 века», Самарский гос. аэрокосм, ун-т, Самара, 1998 г.;

- научно-методической конференции «Актуальные проблемы университетского образования», Самарский гос. технич. ун-т, - Самара, 2001 г.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в трех монографиях и одном электронном учебном пособии, в 12 методических и учебно-методических разработках и указаниях, в 38 статьях, научно-исследовательских работах и материалах конференций.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Методология проектирования многоуровневой педагогической системы, представленной в виде взаимосвязанного комплекса подсистем - уровней обучения различных категорий обучаемых и направленной на достижение глобальной цели - интеграционного развития базовых и специфических составляющих личностных и профессиональных характеристик субъектов обучения.

2. Концептуальная модель специалиста по информационным технологиям, состоящая из базовых и специфических профессиональных компонентов, соответствующая современному состоянию науки и производства, учитывающая специфику специальности и многопрофильность применения знаний, умений и навыков в различных областях профессиональной деятельности и направленная на перспективу развития общества и образования.

3. Дидактические задачи обучения информационным технологиям, носящие междисциплинарный характер и интегрирующие положения педагогики, психологии, конфликтологии, логики, математики, теории управления и теории сложных динамических систем.

4. Система характеристик основных организационных форм педагогического процесса подготовки специалиста по информационным технологиям - направленности, обратной связи, затратности и результативности и методы оптимизации дидактического процесса на основе коррекции предложенных характеристик.

5. Выделение в качестве основополагающих способностей специалиста по информационным технологиям его исследовательского и творческого мышления, специальное развитие которых позволяет еще более повысить эффективность процесса обучения, направленного на перспективу общества.

6. Методы проектирования технологий развития интеллектуальных и творческих способностей, основанные на методах направленного обучения и позволяющие учащемуся выполнять прямые переходы по уровням усвоения учебного материала от репродуктивного к продуктивному уровню, где под прямым переходом понимается развитие способностей субъекта обучения решать все более сложные задачи.

7. Методы овладения системными знаниями и профессионализмом, ориентированные на усилении связи «Наука-образование-производство», позволяющие приблизить дидактическую систему к производственному циклу и развить способности обучаемых к взаимодействию с профессиональным сообществом.

8. Педагогические технологии и механизмы их передачи, ориентированные на структуру интегрированного комплекса повышения квалификации и содержащие логико-методологические, информационные, процессуальные и диагностические блоки, опирающиеся на концепцию фундаментализации обра-

зования и формирования профессиональной готовности к развитию и адаптации образовательного пространства в соответствии с современными требованиями.

Структура и объем диссертации обусловлены логикой и последовательностью решения поставленных задач исследования. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 353 наименований, 8 приложений, содержит 26 рисунков и 12 таблиц. Общий объем работы составляет 320 страниц машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, определяются цель, объект, предмет исследования, формулируются гипотезы и задачи исследования, определяется новизна работы, ее теоретическая и практическая значимость, излагаются сведения об апробации и внедрении результатов исследования в педагогическую практику, приводятся основные положения, выносимые на защиту и рассматривается структура диссертации.

В первой главе «Исследование и разработка структуры и содержания педагогической системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям» выполняется исследование специфики информационных технологий, разработка концептуальной модели выпускника - спе-циалиста-информатика, формирование целей проектирования многоуровневой педагогической системы обучения и разработка ее семантической модели, разработка требований к государственным образовательным стандартам по информационным технологиям в соответствии с разработанными моделями, анализ учебных средств поддержки дидактического процесса и моделирование требований к ним.

При формировании концептуальной модели учитывается то, что системообразующий комплекс характеристик специалиста с высшим образованием состоит из двух компонентов

- базовых характеристик;

- специфических профессиональных характеристик.

Характеристики базового компонента определяют концепцию образования,

обеспечивают связь с актуальными потребностями с точки зрения индивидуума, такими как приобретение профессиональных навыков и пожизненное обучение; а с позиции общества в целом - обеспечение устойчивого движения к конкурентной рыночной экономике и достижение стабильной социальной структуры.

Следовательно, на глобальном (общественном) и локальном (индивидуальном) уровнях имеется совпадение требований к базовым компонентам знаний, умений и навыков. Для формирования компонентов модели используется аксиологический подход, который дает возможность изменить и дополнить набор базовых характеристик таким образом, чтобы он удовлетворял современным требованиям к специалисту. В соответствии с нормативными документами структура

профессиональных навыков специалистов по информационным технологиям определяется областью, объектами и видами их профессиональной деятельности. Проанализировав их можно выделить основополагающий комплекс базовых характеристик, не зависящих в общем случае от вида деятельности, и комплекс профессиональных характеристик, ориентированных на специфику информационных технологий.

Таким образом, концептуальная модель выпускника имеет вид:

Характеристики

Базовые Профессиональные

Способности к самооценке, самопознанию Математическое и техническое мышление

Способности к обучению и самообучению Владение методами декомпозиции систем и объектов, анализа и синтеза сложных систем

Когнитивные способности Умение четко ставить цели и определять пути их достижения

Способности к системному мышлению Модельное видение мира

Способности адаптации к изменяющимся условиям Профессиональная мобильность

Коммуникативные способности Знание законов психологии

Способности к исследованию и творчеству Знания русского и английского технического языков

?; Способность к духовному и нравственному развитию /.. .'.'. /

Имеющиеся системы обучения информационным технологиям в полной мере не решают проблемы формирования личностных структур специалистов, соответствующих его концептуальной модели. Следовательно, необходимо разработать систему педагогической деятельности, отражающую логику приобщения обучаемых к специальности через различные формы их обучения и воспитания.

Данная проблема решена путем перехода от использования отдельных методик и технологий обучения к сложному комплексу - педагогической системе многоуровневой подготовки специалиста по информационным технологиям, обеспечивающей функционирование и управление педагогическими процессами, их уточнение и оптимизацию.

В качестве теоретической основы реализации педагогической системы (рисунок 1) используется понятие развития базовых и профессиональных характеристик личности. Основными критериями обучения выбраны:

- соответствие уровня выпускника его концептуальной модели;

- максимальное развития способностей обучаемого независимо от их начального уровня.

Основным уровнем системы является второй уровень, выход его определяется концептуальной моделью, все остальные уровни, в основном, имеют подчиненный характер и служат условием реализации целей второго уровня.

Первый уровень - довузовское образование, осуществляется в инженерных и технических классах школ на базе высших учебных заведений и заключается в подготовке абитуриентов, профессионально ориентированных на получение образования по информационным технологиям. В системе довузовского образования используются методы, применяемые в вузе, с учетом возрастных особенностей обучаемых, которые в данном случае являются несущественными. Основное внимание уделяется изучению основ алгоритмизации и программирования на языках высокого уровня. Большая часть школьников, прошедших указанную форму обучения, поступает в технические вузы, учится достаточно успешно и является основой для формирования студенческих научных кадров.

Второй уровень - высшее профессиональное образование, в зависимости от характеристик выпускника условно подразделяется на два подуровня:

- подготовка специалиста в области информационных технологий в соответствии с концептуальной моделью выпускника (подуровень 1 ПУ1);

- подготовка специалиста - научного сотрудника ( подуровень 2 ПУ2).

Первый подуровень характеризуется массовой подготовкой выпускников,

второй - единичной подготовкой специалистов, ориентированных на научно-исследовательскую работу и продолжение послевузовского обучения в различных формах. В некоторых случаях возможно формирование сложившегося научного работника, имеющего разработки и внедрение программных средств и технических систем, статьи, доклады, выступления на конференциях различного уровня, дипломы и сертификаты. Структурно подуровни вузовской системы обучения не выделяются, а характеризуются применением различных педагогических технологий в зависимости от индивидуальных способностей и склонностей студентов. Основы проектирования педагогических технологий второго уровня и их реализация рассматриваются в главах 2-4 диссертационной работы.

Третий уровень - послевузовское образование, существует в различных формах (аспирантура, магистратура, соискательство, докторантура). Как правило, обучение на указанном уровне требует наличия исследовательского поведения и творческого мышления, методы развития которых рассматриваются с учетом специфики информационных технологий в 4 главе диссертации.

Четвертыйуровень -также относится к послевузовскому образованию, но имеет характерную направленность подготовки преподавателей высшей школы ПВШ, входит как часть в систему повышения квалификации профессорско-преподавательского состава и рассматривается в главе 5.

Пятый уровень представляет собой систему повышения квалификации преподавателей СПКП высших и средних специальных образовательных заведений. Теоретические основы проектирования системы и практическая реализация приведены в главе 5.

Основные задачи, решаемые на каждом уровне проектируемой системы, определяются целями обучения и заключаются в следующем:

- дифференцированным подходом к обучаемому;

- интеграцией учебных дисциплин и циклов дисциплин;

- адаптивностью к потребностям и интересам общества и обучаемого.

Решение этих задач требует исследования педагогического процесса, состоящего в общем случае из множества компонентов и обусловленного множеством внутренних и внешних факторов. К основным внутренним факторам относятся факторы, характеризующие, во-первых, обучаемого, во-вторых, преподавателя, и, наконец, в-третьих, педагогические технологии.

В качестве внешнего управляющего воздействия рассматривается государственный стандарт, опосредовано выполняющий роль социального заказа и определяющий квалификационные требования к выпускнику и содержанию образования, которое раскрывается в учебных и рабочих планах и программах дисциплин, в учебной литературе и педагогических технологиях, выполняющих мотивационные, информационные, контрольно-корректировочные функции.

Рисунок 1 - Семантическая модель педагогической многоуровневой системы подготовки специалиста по информационным технологиям

Таким образом, можно сделать вывод, что проектирование алгоритмов функционирования и управления соответствующего уровня необходимо начинать

- с исследования, совершенствования и разработки государственных образовательных стандартов по информационным технологиям;

- с анализа имеющихся учебников и учебных пособий, разработки новых учебников, как в традиционных, так и современных формах, учитывающих требования к образовательной системе;

- с анализа и разработки инновационных педагогических технологий подготовки специалистов соответствующего профиля.

В свою очередь, это позволяет разработать обоснованные новые поколения стандартов, образовательных программ, других нормативных документов и учебных пособий, которые фиксируют достигнутый уровень развития образова-

ни я и дают возможность перейти на новую ступень - к более высокому уровню развития системы подготовки специалистов по информационным технологиям.

Во второй главе «Психолого-педагогические основы проектирования многоуровневой системы подготовки специалистов по информационным технологиям» выполнено исследование и обоснование изменения дидактической задачи обучения информатике в современных условиях, рассмотрены основные направления преобразования педагогических технологий в многоуровневой системе, в том числе с применением информационных технологий.

Дидактическая задача подготовки специалиста по информационным технологиям рассматривается с точки зрения изменения ее компонентов щели — обучаемые - содержание».

Цели подразделены на глобальные, определяемые концептуальной моделью выпускника и являющиеся инвариантными относительно условий функционирования системы подготовки специалиста, и локальные, существенно зависящие от современных условий и характеристик субъектов образовательного процесса. Для приведения целей в соответствие с условиями функционирования и управления системы подготовки специалиста выполнено исследование субъектов обучения - обучаемых и обучающих.

Обучаемые условно подразделены на две категории:

1) выпускники школ;

2) выпускники средних профессиональных образовательных учреждений, инженерных и технических классов, выпускники высших учебных заведений, получающих второе высшее образование.

Исследование характеристик обучаемых показало, что основное отличие этих категорий заключается в слабой профессиональной ориентации выпускников школ. Вторая категория обучаемых, в основном, лишена этих недостатков, так как получает высшее образование осознанно, имеет четкие ориентиры, однако, внутри этой группы могут также наблюдаться значительные отличия в уровне образования, не говоря уже о психофизических характеристиках отдельных обучаемых.

В общем случае, для обучаемых второго уровня системы характерно снижение уровня базового образования, осознанной мотивации к получению образования, ухудшение психического и физического здоровья, снижение их нравственного потенциала, неумение анализировать свои устремления и возможности. Несмотря на это, в качестве глобальных, общих целей обучения остаются цели сохранения и достижения более высокого уровня подготовки специалистов.

Таким образом, сделан вывод, что локальные цели высшего образования должны быть скорректированы с учетом новых негативных характеристик обучаемых: на младших, старших и выпускных курсах этапные и оперативные цели будут различными. Например, в качестве основной этапной цели на 1 и 2 курсах будут выступать цели профессионального отбора: «случайно попавшие» на специальность понимают всю сложность обучения в течение первых двух курсов, и, если они осознают после этого невозможность продолжения обучения по данной специальности, то обычно переходят на другие специальности. Таким образом, к третьему курсу происходит окончательное профессиональное

третьему курсу происходит окончательное профессиональное ориентирование будущего специалиста.

При обучении информационным технологиям возникают методологические и дидактические проблемы отбора содержания учебного материала, связанные с пониманием и усвоением обучаемыми очень сложного и большого объема информации. К тому же многие вопросы не могут быть принципиально решены из-за несоответствия характеристик аппаратных и программных средств компьютеров разных производителей. Вследствие этого необходимо отобрать наиболее репрезентативные объекты и явления, обеспечивающие полноценную и разумную деятельность учащихся, в том числе и дальнейшее самообразование. Поэтому в первую очередь из всего учебного материала рекомендуется отбирать элементы, отвечающие критериям профессиональной направленности, научной и практической значимости, соответствия возрастным особенностям и познавательным способностям обучаемых, направленности на комплексное решение задач образования, развития и воспитания.

Задача отбора содержания не поддается формализации, и в ее решении неизбежно будут сказываться особенности личности преподавателя, поэтому эффективность обучения находится в прямой зависимости от характеристик субъекта обучения - преподавателя.

В настоящее время наблюдаются значительное ухудшение характеристик преподавателей, связанное с объективными причинами, что негативно влияет на качество дидактического процесса и требует изменения технологий обучения. Кроме того, изменения обусловлены многопрофильностью образования, требующей применения знаний в самых разных областях науки и производства, политехничностью обучения, связанной с овладением аппаратом математики, физики, электротехники, электроники, психологии, с возрастающим объемом информации, подлежащим усвоению и творческому осмыслению в условиях дефицита времени и средств, а также внедрению технических средств и информационных технологий в учебный процесс.

Следовательно, при реализации дидактической задачи возникают серьезные проблемы, связанные, во-первых, с профессиональной подготовкой преподавателей по информационным технологиям, во-вторых, с разработкой методических и электронных средств сопровождения учебного процесса, в-третьих, выбора рационального соотношения человек - машина.

Так как преподаватель выступает в качестве обучаемого четвертого и пятого уровней системы подготовки, то первые две проблемы предложено решать с помощью учебно-производственного моделирования процесса проектирования электронных средств, состоящего из следующих этапов.

1. Формирование творческого коллектива. К разработкам привлекаются обучаемые уровней 1 - 5 в соответствии с их квалификацией и резервами времени. Учитывается, что функции отдельных участников процесса перекрываются: в общем случае, коллектив может быть сокращен до двух человек - постановщика задачи (преподаватель) и разработчика (обучаемый). Как правило, преподаватель выступает в роли методиста и психолога, а обучаемый - в роли

специалиста в области проектирования электронных средств, эргономики и дизайна.

2. Определение целей и содержания обучения. При создании электронного средства цели обучения корректируются с учетом специфики уровня, на котором находится обучаемый. Создается иерархия основных целей:

- цели обучения проектированию сложных систем на основе вычислительной техники;

- цели обучения при использовании созданного средства.

Структура и содержание целей зависят от сложности и функциональных возможностей электронного учебного средства, которые в свою очередь определяются квалификацией разработчика. Таким образом, преподаватель в соответствии с возможностями обучаемого, определяет набор целей — от самого простого до функционально полного. Как правило, предметную область выбирает сам обучаемый: в том случае, если он находится на уровнях 3 — 5, то разрабатываемое электронное средство ориентировано на использование в конкретном педагогическом процессе.

3. Разработка психолого-педагогического сценария.

В соответствии со структурой, содержанием целей и квалификацией обучаемого выбирается форму представления информации:

- текстовая информация с минимальным использованием гиперссылок;

- текстовая информация с использованием гиперссылок и двухмерная статическая графика;

- текстовая информация с использованием гиперссылок, макросов, двухмерная и трехмерная статическая и динамическая графика, мультимедийные средства (звуковое сопровождение, видеоряд, анимационные объекты) и т.п.

4. Выбор инструментальных средств реализации.

После определения формы и содержания обучаемый переводит разработанную структуру в электронную форму с использованием различных инструментальных средств, выбор которых зависит от многих факторов и определяется, в общем случае, структурой, содержанием целей, сценарием и квалификацией обучаемого.

5. Организация процесса разработки и внедрения.

В соответствии с графиком выполнения курсового и дипломного проектирования в зависимости от уровня системы подготовки специалиста разрабатывается календарный план проектирования, апробации и внедрения электронного учебного средства.

Таким образом, предложенная модель позволяет обучаемому овладевать профессиональными навыками в реальном, а не учебном проектировании и, в дальнейшем, применять разработанные электронные средства в педагогическом процессе.

Следовательно, можно сделать вывод, что на основе учебно-производственного моделирования созданы и проверены на практике диагностические и

обучающие средства, стимулирующие исследовательское поведение обучаемых в направлении самостоятельного познания сложных, многосвязных понятий, объектов, элементов и процессов в различных областях науки и производства, а также методы овладения системными знаниями и профессионализмом, ориентированные на усилении связи «наука - образование - производство», позволяющие приблизить дидактическую систему к производственному циклу и развить способности обучаемых к взаимодействию с профессиональным сообществом.

В третьей главе «Методология проектирования алгоритмов функционирования и управления дидактическим процессом» выполнена разработка педагогической концепции и основных принципов проектирования дидактического процесса в системе, предложены методы оптимизации алгоритмов функционирования и управления вузовского уровня системы и разработаны методы ситуационного моделирования процесса обучения как индивидуальной и коллективной деятельности обучаемых.

При проектировании алгоритмов функционирования и управления многоуровневой педагогической системы исследованы различные концепции и теории обучения и воспитания, определяющие по-разному содержание и методы педагогических технологий в зависимости от поставленных целей. За основу педагогической концепции взята скорректированная гуманистическая педагогика в расчете на реальных, а не идеальных субъектов педагогического процесса, с использованием контроля и разумного внешнего стимула подкрепления поведения, так как многим обучаемым необходимо внешнее воздействие для запуска внутреннего механизма самоактуализации.

При проектировании системы многоуровневой подготовки специалистов в качестве основных принципов используются следующие.

1. Системно-технологический принцип, учитывающий как общие закономерности проектирования и функционирования педагогических систем и технологий, так и особенности дидактических систем, используемых на конкретных уровнях.

При проектировании системы учтено то, что процесс обучения является непрерывным, состоит из последовательных шагов, определяемых В1гутренней логикой учебного материала и познавательными возможностями обучаемых, имеет циклический характер и воспроизводимую организацию Адаптивность и открытость системы предполагает ее гибкость, возможность настраиваться на конкретные условия функционирования, изменяться в соответствии с динамикой внутренних и внешних воздействий, дополняться новыми функциями без существенной модификации ее структуры.

2. Профессионально—ориентированный принцип формирования теоретических знаний и практических умений заключается в моделировании реальных процессов профессиональной деятельности будущего специалиста на основе технологий контекстного обучения, проектировании реальных программно-аппаратных систем, технологических процессов, создании условий для развития и саморазвития обучаемого. Применение принципа существенно зависит от уровня системы.

На первом уровне используется профессиональная ориентация обучаемых на получение специальности в высших технических учебных заведениях, выполняется «мягкий» профессиональный отбор, направленный на поиск обучаемыми своего места в жизни.

В результате наблюдается значительный отсев - около 50% выпускников выбирают специальности, не связанные с информационными технологиями. Как правило, большинство выпускников инженерных классов поступает в технические вузы. Результаты анализа поступления в вузы за 1997-2003 гг. выпускников 1 уровня, обучавшихся по разработанной автором технологии, позволяют сделать вывод о целесообразности довузовского обучения информационным технологиям с использованием профессионально-ориентированного принципа.

Второй уровень является основой системы подготовки специалистов по информационным технологиям.

Именно здесь, начиная с младших курсов, должен выполняться «жесткий» профессиональный отбор и отсев профессионально непригодных обучаемых. С этой целью используется профессионально-ориентированный принцип проведения занятий - в общем случае в дидактическом процессе применяются методы имитационного моделирования процессов проектирования и ситуационного моделирования индивидуальной и коллективной работы обучаемых, в частном случае выполняется реальный процесс проектирования (в курсовом и дипломном проектировании). Выявляются студенты, склонные к научным исследованиям, с ними выполняется работа, ориентированная на развитие исследовательского поведения и продолжение обучения в магистратуре и аспирантуре.

Третий уровень ориентирует выпускника на научную, исследовательскую и педагогическую деятельность, так как кадры преподавателей высшей школы, в основном, подготавливаются в аспирантуре.

Четвертый и пятый уровни ориентируют обучаемых на профессиональное знание педагогики и психологии, умение творчески организовывать процесс обучения, определять и учитывать индивидуальные особенности обучаемых.

3. Принцип индивидуального подхода к субъектам обучения заключается в следующем:

- в отношении к обучаемому как к равноправному участнику процесса;

- в эмпатии обучающего;

- в вариативности, избирательном отношении к обучаемому в зависимости от его поведения;

- в дифференцированном стимулировании деятельности обучаемого в зависимости от его достижений.

Учебная деятельность обучаемого контролируется индивидуально, полученные результаты анализируются и в зависимости от них дифференцированно выполняется либо поощрение для стимуляции процесса самоактуализации, либо наказание - словесное или оценочное при неадекватном поведении обучаемого. В схеме введен промежуточный этап коррекции действий как самого обучаемого, так и обучающего: выполняется анализ правильности выбранной методики обучения данного индивидуума, в случае необходимости она меняется. Резуль-

татом этого этапа является переход учащегося на следующий уровень усвоения учебного материала.

4. Структуралистический принцип организации содержания обучения с учетом уровня субъектов дидактического процесса предполагает структурализа-цию содержания дисциплин на основные системообразующие компоненты, соответствующие уровневой концепции педагогической системы.

При проектировании дидактической системы обучению информационным технологиям учитывается специфика самого предмета изучения, заключающаяся в том, что не следует вводить дополнительный уровень трудности, который изначально в нем присутствует: в некоторых случаях, уровень должен сначала снижаться в соотвегствии с зоной ближайшего развития обучаемых, и только при достижении обучаемыми соответствующего уровня усвоения учебного материала, уровень его трудности может увеличиваться.

Повышение эффективности проектируемой системы возможно при оптимизации имеющихся педагогических технологий в соответствии со сформулированными принципами и спецификой специальности. Оптимизация выполняется по содержанию, методам и способам организации педагогического процесса.

Так как проектирование дидактического процесса выполняется в жестких рамках традиционных форм, их модификация с целью оптимизации позволяет осуществить цели разработанной системы - активизировать возможности обучаемых, вывести их деятельность на уровень не простого запоминания и усвоения знаний, а на сознательный, созидательный уровень генерации новых знаний, и таким образом способствовать наиболее полному развитию личности, ее саморазвитию и самоактуализации.

В качестве технологического процесса проектирования и реализации обучения информационным технологиям предложен модифицированный итерационный процесс. Итерации на ранних стадиях обучения являются более быстрыми, чем на последних. Кроме того, предусмотрена возможность возврата в случае необходимости на предыдущие этапы, как на коллективном, так и на индивидуальном уровне деятельности обучаемых.

При выполнении оптимизации основных форм занятий рассмотрены особенности их организации на втором уровне системы с учетом того, что в каждой форме кроме сформулированной глобальной цели имеются частные дидактические цели, которые наряду с глобальными и методологией проведения занятий определяют конкретную форму и содержание занятий.

С точки зрения системного подхода, сделано допущение, что основными частнодидактическими целями занятий являются:

1) для преподавателя - сбор, обработка и передача информации;

2) для обучаемого - прием информации, ее обработка, усвоение и применение в практической деятельности.

В соответствии с этим допущением введено понятие информационного уровня передачи-приема информации, по данному признаку выполнена классификация и проектирование алгоритмов функционирования и управления.

1. Простой информационный уровень изложения материала - простая передача информации, не требующая знаний из других дисциплин, используется изложение фактов, положений, понятий, то есть дидактических единиц и учебных элементов.

2. Сложный информационный уровень изложения материала - передача информации, требующая знаний из других дисциплин. В этом случае используется диалогичное построение педагогического процесса: вопрос - ответ- анализ уровня усвоения понятий другой дисциплины - связь с новыми понятиями — обобщение - переход к другой дисциплине.

3. Проблемный информационный уровень. Его наличие связано, во-первых, с проблемностью информации, то есть недостаточными, неполными данными об объекте и, во-вторых, проблемностью восприятия информации обучаемыми. Дидактический процесс в данном случае выполняется по шагам: постановка проблемы - совместное решение - получение и анализ результатов -распространение опыта решения данной проблемы на другие проблемные ситуации, то есть формирование аналитико-синтетического подхода к решению аналогичных проблем.

Для проектирования оптимального варианта алгоритмов проведения различных занятий рассмотрены основные характеристики ее учебно-воспитательного воздействия — направленность, наличие обратной связи, затратность и результативность.

Сделан вывод, что оптимизацию процесса целесообразно проводить в усилении направленности и управления для того, чтобы корректировать алгоритмы. функционировании системы в соответствии с особенностями участников процесса и организационной формы занятия. Таким образом, оптимизация выполняется в зависимости от поставленных целей - либо снижения всех видов затрат, либо повышения результативности занятия усилением его направленности и управления.

С учетом общего сокращения резервов времени на изучение всех дисциплин специальности и интенсификации процесса обучения наиболее результативный третий вариант используется сравнительно редко.

В соответствии с сформулированными принципами деятельность преподавателя во всех организационных формах должна быть ориентирована на профессионально-направленную подготовку специалистов. Так как наибольшее влияние на формирование профессионализма обучаемого оказывает процесс выполнения практических и лабораторных работ, то для оптимизации их функционирования предложено ситуационное моделирование реальных процессов профессиональной деятельности выпускника.

При моделировании реального процесса сделано два допущения, не влияющих на его результаты:

- в качестве моделируемого процесса выбирается проектирование учебных программных средств;

- реальный процесс проектирования заменяется его упрощенной схемой.

Ситуационное моделирование деятельности обучаемых выполняется по шагам, для каждого из которых разработаны алгоритмы функционирования и управления. С целью поиска наиболее эффективных алгоритмов управления, обеспечивающих завершенность и успешность педагогического процесса, разработано нескольких вариантов управляюще-корректировочной деятельности, в которых используется модифицированная форма лонги гюдного метода, позволяющая проследить становление межличностных отношений в группе, определить уровень развития каждого обучаемого и выполнить корректирующие действия в соответствии с его индивидуальными особенностями.

В качестве наиболее оптимального варианта выбрана комбинация оперативного и этапного видов контроля с пятибалльной шкалой оценки деятельности обучаемого, позволяющая выполнить

- учет целенаправленной деятельности обучаемых в течение семестра;

- попытку уйти от субъективности преподавателя при оценивании знаний обучаемого на экзамене;

- ослабление психологической напряженности студента на экзамене.

Исследование результатов работы студентов по рассмотренным алгоритмам

показало, что разработанные на основе предложенных принципов педагогические технологии и методы позволяют сформировать комплекс его базовых и профессиональных характеристик в соответствии с его концептуальной моделью, а также развить его способности к исследовательскому и творческому поведению (при использовании специальных методов).

В четвертой главе «Проектирование подсистемы развития исследовательского и творческого мышления» рассмотрены цели, критерии и методы ее проектирования, разработаны методы оптимизации алгоритмов функционирования и управления в соответствии с критериями развития исследовательского и творческого мышления и выполнено исследование результативности разработанных технологий развития способностей обучаемых.

Исследовательское поведение рассматривается как целенаправленное формирование нового знания (субъективного или объективного) об объекте в условиях неопределенности информации и неопределенности целей деятельности, а интеллект - как использование ранее полученных знаний в условиях строгой регламентированности и однозначной определенности целей. В общем случае исследование воспринимается как подготовительная стадия творчества, а творчество - как зрелая стадия исследовательского поведения.

Таким образом, если рассматривать традиционные уровни усвоения учебного материала как способность решать различные, в том числе исследовательские и творческие задачи, то они должны быть дополнены еще одним исследовательским уровнем:

1) ученический репродуктивный 1}у;

2) алгоритмический репродуктивный 1/а;

3) эвристический продуктивный 1/э;

4) исследовательский продуктивный 1/и;

5) творческий продуктивный Ит.

Многие авторы рассматривают понятие уровня как абсолютное, безотносительно к личности обучаемого. В разработанной подсистеме развития исследовательского и творческого мышления предложено использование этого понятия в качестве относительного - относительно уровня обучаемых: для разных индивидуумов имеются свои уровни, часто не совпадающие с аналогичными уровнями других.

Основным критерием эффективности подсистемы является переход большинства учащихся в процессе деятельности на относительные исследовательский и творческий уровни, для части - на абсолютные исследовательский и творческий уровни.

Подсистема организовала таким образом, что в процессе обучения учащийся переходит с одного относительного уровня на другой: сначала деятельность воспринимается как исследовательская, затем, после осознания и выработки автоматизма, наработки знаний, умений и навыков она становится повседневным рабочим инструментом, то есть воспринимается как ученическая или алгоритмическая деятельность. Таким образом, при переходе с одного уровня на другой у обучаемых вырабатываются способности к аккомодации - изменению схем действия при столкновении с новым объектом и ассимиляции - включению нового объекта в имеющиеся схемы.

Для более строгого описания компонентов уровней и условий перехода по ним используется понятие задачи с открытым концом, имеющей неограниченное количество решений, то есть дивергентной задачи, введенное Дж. Гилфордом при проектировании тестов креативности.

Так как в психолого-педагогической науке под задачей понимают известную цель, достижение которой возможно с помощью определенной деятельности в определенной ситуации, то понятие дивергентности распространим на все компоненты задачи. При этом с точки зрения причинно-следственных связей сгруппируем компоненты следующим образом:

- исходная ситуация (исходные данные) I;

- достижение цели (результат) R;

- деятельность (процесс получения результата) D.

Любой из компонентов задачи может принадлежать как к открытому (О), так и закрытому (С) типу, то есть имеющему единственный вариант. В зависимости от сочетаний типов компонентов процесс будет иметь либо репродуктивный, либо продуктивный характер.

Классификация уровней в соответствии с дивергентностъю компонентов будет имегь следующий вид.

1) ученический уровень Ну 1с Ис Кс > где 1с - исходная ситуация полностью определена, не допускает неоднозначного толкования, является закрытой;

Rc - результат полностью детерминирован, также не допускает неоднозначности и является закрытым;

Dc - деятельность полностью детерминирована, пооперационно задана, является закрытой.

2) алгоритмический уровень иа 1С Оа Яс>

где 1С - исходная ситуация полностью определена, не допускает неоднозначного толкования, является закрытой;

Яе - результат полностью детерминирован;

Во - деятельность неполностью детерминирована, пооперационно не задана.

3) эвристический уровень 11э ¡о Ио #с>

где 10 - исходная ситуация неполностью определена, допускает неоднозначное толкование, требует уточнения и формулирования дополнительных условий;

Яе - результат полностью детерминирован;

Во — деятельность неполностью детерминирована, пооперационно не задана.

Результатом выполнения деятельности является субъективно новое знание.

4 ) исследовательский уровень ии ¡о О о Шс+ Ко, где 10 — исходная ситуация в основном не определена, допускает неоднозначное толкование, требует изучения и анализа дополнительного теоретического материала и экспериментальных данных, уточнения и формулирования дополнительных условий;

Яо - результат открыт, в основном, недетерминирован и состоит из двух компонентов: планируемого определенного Яе и объективно нового, полученного в процессе деятельности ЯВ ; в общем случае компонент Яе может отсутствовать;

Во — деятельность полиостью недстерминирована.

Результатом выполнения деятельности является объективно новое знание.

5) творческий уровень ит !о А?

Все компоненты неопределены, открыты, и даже область деятельности может быть неопределена. Таким образом, необходимо самостоятельно определить цели и результаты в любой области, даже незнакомой, задать начальные условия и действия, приводящие к достижению цели.

Анализируя задачи и их решение, можно сделать вывод о том, что,

во-первых, решение задачи выполняется по шагам, каждый из которых относится к о одному из указанных уровней иу, иа, 1/э, ии и ит,

во-вторых, общий уровень задачи Л определяется по наивысшему уровню отдельных шагов V = мах(1/у, 1/а, 1/э, Ш, 1!т).

Для достижения поставленной цели - организации продвижения обучаемого по уровням усвоения учебного материала, используются методы обучения исследовательскому поведению, которые условно подразделяются на две группы - игровые методы, стимулирующие исследовательское поведение и методы специально направленного проблемного обучения.

В результате проведенного исследования сделан вывод, что алгоритмы функционирования и управления подсистемы развития исследовательского по-

ведения должны соответствовать применяемым методам, причем на возможность их использования накладываются существенные ограничения, связанные с содержанием, организационной формой процесса обучения и уровнями субъектов системы подготовки специалиста по информационным технологиям.

В качестве наиболее существенных дидактических условий целенаправленной деятельности преподавателя выбраны условия актуализации исследовательского поведения, заключающиеся

- в организации процесса обучения на повышенном уровне сложности:

- в проектировании деятельности обучаемых в условиях высокой неопределенности и новизны.

Общий уровень сложности в силу специфики профессиональной области деятельности не требует дополнительного повышения, однако, в соответствии с принципом дифференциации и индивидуализации обучения он может изменяться как в сторону увеличения, так и уменьшения. Таким образом, первоначальный уровень сложности во всех организационных формах выбирается средним, а необходимость его коррекции определяется после исследования личностных особенностей обучаемых.

Проектирование деятельности по изучению дисциплин информационных технологий связано, как и в первом случае, с их спецификой - высокой неопределенностью и новизной.

Следовательно, основной проблемой для преподавателя является выбор условий, неопределенных и новых для обучаемых настолько, чтобы инициировать их исследовательское и творческое поведение и дать ему развернуться.

С целью оптимизации алгоритмов функционирования и управления подсистемы развития исследовательского мышления сделано допущение, что она выполняется переводом алгоритмов занятия с ученического уровня на уровень, соответствующий зоне ближайшего развития личности, принципиальной возможности использования методов направленного обучения в дисциплине и организационной форме, т.е. проектированием

1ПР Лпр КПР,

где 1пр> Илр> Опр - исходная ситуация, результат, деятельность принадлежат соответственно множествам

Можно сделать вывод, что в общем случае оптимизация алгоритмов выполняется проектированием следующих переходов по уровням:

1) ученический - алгоритмический (первый вариант оптимизации);

2) алгоритмический - эвристический (второй вариант);

3) эвристический - исследовательский (третий вариант).

Для определения эффективности разработанной подсистемы выполнено исследование ее воздействия на деятельность обучаемых и анализ результатов, при этом условия исследования созданы преподавателем в соответствии со сформулированными принципами и соотношениями, а в качестве методов исследования использовались наблюдение, беседа, опрос, естественный эксперимент и анализ продуктов деятельности обучаемых.

В результате экспериментального исследования деятельности обучаемых выявлены шесть основных вариантов поведения, оцениваемые для наглядности по модифицированной пятибалльной системе, и соответственно шесть групп обучаемых.

1. Неявка на занятие (группа 1) - оценка 1.

2. Задание не выполнено (группа 2) - оценка 2.

3. Задание выполнено без анализа результатов (группа 3)-оценка 3.

4. Задание выполнено с анализом результатов, но без исправления ошибок (группа 4) - оценка 4.

5. Задание выполнено с анализом результатов и исправлением ошибок (группа 5) - оценка 5.

6. Задание выполнено с анализом результатов, исправлением ошибок и поиском причин возникновения ошибок.

Кроме того, выполнено проектирование дополнительных функций, не предусмотренных в задании (группа 6) - оценка

Комплексный анализ характеристик обучаемых с различными вариантами поведения позволил сделать выводы о том, что в зависимости от группы, к которой он относится, необходимо применять различные педагогические технологии, и, несмотря на индивидуализацию и дифференциацию применяемых методов, результат в общем случае не всегда соответствует концептуальной модели выпускника.

Как правило, квалификационные характеристики обучаемых, принадлежащих к группам 1-3, соответствуют уровню техника, и, несмотря на огромные затраты ресурсов преподавателя - времени, физических и моральных сил в ущерб другим обучаемым, не могут быть развиты даже до эвристического и, тем более, исследовательского и творческого уровней.

Развитие исследовательского поведения и творческих способностей обучаемых 4 группы возможно в полном объеме: их потенциал очень большой, таким образом, именно они должны являться основным контингентом обучаемых, соответствующих концептуальной модели специалиста по информационным технологиям.

Обучаемые 5-6 групп не только в наибольшей степени соответствуют концептуальной модели выпускника, но являются основой для участия в научно-исследовательской работе и продолжения обучения на более высоких уровнях системы подготовки специалистов - научных работников и преподавателей по информационным технологиям, т.е. кадровым потенциалом высшей школы.

Следовательно, можно сделать вывод, что результативность применения разработанных методов развития исследовательского и творческого поведения обучаемых в значительной степени определяется личностными характеристиками субъектов системы многоуровневой подготовки специалиста по информационным технологиям, и влечет за собой необходимость повышения квалификации преподавателя как одной из центральных фигур дидактического процесса.

В пятой главе «Теоретические основы проектирования педагогических технологий повышения квалификации преподавателей информационных

технологий» рассматриваются теоретические основы разработки структуры интегрированного комплекса повышения квалификации преподавателей в указанной области, методы проектирования педагогических технологий повышения квалификации и исследуется тиражируемость, адаптируемость и результативность применения разработанных педагогических технологий многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям:

Основными задачами, решаемыми на 4 - 5 уровнях разработанной системы, являются целенаправленное непрерывное повышение профессионализма педагогических работников до эвристического, исследовательского и творческого уровней, создание оптимальных условий развития личности преподавателя и, как следствие, учащегося.

В настоящее время существующие системы повышения квалификации преподавателей, в общее случае, состоят из отдельных подсистем, не связанных или слабо связанных друг с другом: с одной стороны, учебные планы, программы часто дублируют друг друга, с другой стороны, планы, программы, сроки проведения повышения квалификации друг с другом не согласованы. В частности, квалификационные испытания преподавателей средних специальных учебных заведений проводятся по срокам раньше, чем курсы подготовки к сдаче испытаний, что влечет за собой недостаточно хорошую подготовку испытуемых.

Указанные выше недостатки приводят к ухудшению параметров исследуемой системы повышения квалификации — увеличению временных и стоимостных затрат на повышение квалификации при ухудшении в общем случае качества, к недостаточной эффективности системы. Так как качество преподавания существенным образом влияет на качество выпускников, то преобразование имеющейся системы повышения квалификации с целью оптимизации ее параметров является одной из основных целей при проектировании 4 и 5 уровней многоуровневой системы.

Преобразование выполняется по шагам.

1. Объединение отдельных подсистем в единую систему - интегрированный комплекс повышения квалификации преподавателей, в котором все подсистемы связаны теснейшим образом и взаимно дополняют друг друга.

2. Структуризация комплекса на отдельные подсистемы по профессионально-ориентированным направлениям, в частности по информационным технологиям, дидактический процесс в которых организован в соответствии с предложенными принципами и методами проектирования педагогических систем, сформулированными в главах 3 и 4.

3. Определение содержания обучения и набора профессиональных знаний, умений и навыков обучаемых в каждой подсистемы в соответствии с ее частнодидактическими целями.

4. Согласование сроков проведения разных форм повышения квалификации.

С точки зрения профессиональной принадлежности слушателей в системе повышения квалификации по информационным технологиям следует выделить два направления ( рисунок 2).

Направление 1 - повышение уровня педагогического мастерства и ознакомление с новейшими достижениями науки и техники преподавателей информационных технологий средних и высших специальных учебных заведении,

Направление 2 — обучение информационным технологиям преподавателей, специализирующихся в других областях науки и техники.

Рисунок 2 - Интегрированный комплекс повышения квалификации преподавателей ( 4-5 уровни многоуровневой системы)

Основные цели проектирования педагогических технологий повышения квалификации преподавателей, помимо сформулированных ранее, с учетом их педагогической направленности, заключаются в следующем

1. Создание единой методологической основы изучения дисциплин, разделов, тем и учебных элементов информационных технологий

2. Исследование методических проблем отбора содержания на основе принципа адаптивности и открытости системы с учетом внутри предметных и междисциплинарных связей.

3 Проектирование методических аспектов преподавания раздела, темы, учебного элемента в соответствии с поставленными целями.

При проектировании конкретных подсистем, соответствующих указанным направлениям, кроме основных целей учтены частнодидактические цели и задачи, зависящие в значительной степени от у ровня слушателей Так, например, при обучении слушателей системы повышения квалификации, не являющихся спе-

03466904

циалистами по информационным технологиям, разработаны и используются педагогические технологии, позволяющие преодолеть психологический барьер взаимодействия человека со сложной аппаратно-программной системой, обучить основным методам работы на компьютере и подготовить слушателей к самостоятельному освоению компьютера после завершения занятий, то есть развить у них эвристическое и исследовательское поведение.

Практические приложения - учебные планы и программы, разработанные для этих направлений, а также организационные формы значительно отличаются друг от друга. Общим положением для всех направлений является то, что применяемые авторские педагогические технологии подводят преподавателя к новым в профессиональном плане понятиям, позволяют наращивать их мощность таким образом, чтобы в дальнейшем он мог освоить новое, более сложное знание самостоятельно и передать его обучаемому.

Для исследования эффективности разработанной системы многоуровневой подготовки специалистов в области информационных технологий и прогнозирования ее развития была выполнена апробация планов, программ и педагогических технологий на различных категориях обучаемых и уровнях разработанной системы (1997-2004 гг.):

- школьниках инженерных классов школ №64 и 132, г. Самара ( 200 чел.);

- студентах специальностей информационных технологий государственного технического университета и государственной экономической академии, г. Самара ( 800 чел.);

- магистрантах, аспирантах и соискателях кафедры «Вычислительная техника» государственного технического университета, г. Самара ( 11 чел.);

- слушателях системы повышения квалификации (преподавателях высших и средних профессиональных учреждений г. Самары, г. Тольятти, г. Сызрани, г. Жигулевска, г. Похвистнево Самарской области - 400 чел.).

Достоверность и обоснованность теоретических разработок диссертации подтверждена продолжительностью опытио-эксиериментальной работы, позволившей провести глубокий количественный и качественный анализ результатов их внедрения в учебную практику, репрезентативностью объема выборок и значимостью полученных данных.

По школьникам ( I уровень системы)

Для анализа результативности разработанных технологий выполнялись анкетирование, тестирование, педагогическая беседа со школьниками инженерных классов, использовались результаты их поступления в высшие учебные заведения. За указанный период 67% выпускников поступили в высшие учебные заведения технического направления, 30% - гуманитарного, 3% выпускников в вузы не поступили. Это позволяет сделать вывод о целесообразности довузовского обучения информатике с использованием профессионально-ориентированного принципа.

По студентам ( 1 подуровень 2 уровня системы)

В экспериментальных исследованиях вь вание, педагогическая беседа, анализ рез>о

СПтрбург , ОЭ ?0О 1хт *

1 тесхиро-

ьтатовМКЛТЮТСИКГИ студентов. В

качестве оценки эффективности разработанных технологий использовались результаты перераспределения обучаемых по вариантам поведения. Поведение студентов исследовалось при выполнении заданий по различным дисциплинам информационных технологий. При этом с целью упрощения анализа варианты 5 и 6 объединены в один вариант 5, что не влияет на достоверность исследований, так как обучаемые с б вариантом поведения в соответствии с экспериментальными данными составляют 2 - 4 % от общего количества студентов.

В качестве контрольных групп использовались группы, обучающиеся по государственным стандартам высшего профессионального образования, принятых в 2001 г., в которых резерв времени, отводимый на специальные дисциплины, был значительно уменьшен, по некоторым дисциплинам — в 2 раза (2001 г.), за счет чего разработанные методы не могли использоваться в полном объеме. В 2002 году резерв времени был восстановлен (рисунок 3). Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод о том, что в контрольной группе (2001 г.) поведение около 60 % обучаемых относится к 1-3 вариантам, и только 40 % - к 4-5 вариантам, в то время как в экспериментальных группах (2000 г. и 2002 г.) соотношение значительно изменено в сторону повышения качества обучаемых: 37% - 1-3 вариант и 63% - 4 - 5 вариант поведения. Следовательно, можно сделать вывод о результативности применения разработанных педагогических технологий подготовки специалиста в указанной области.

5 4 3 2 1

Вариант поведения

2000, 2002 гг — обучение в экспериментальных группах с применением разработанных техночогий, 2001 год - контрольная группа

Рисунок 3 - Распределение обучаемых по вариантам поведения

Кроме того, исследовалось влияние использования ситуационного моделирования на практических занятиях на формирование вариантов поведения:

1 - контрольная группа, моделирование не использовалось;

2 - экспериментальная группа, моделирование использовалось (рисунок 4).

Из приведенных диаграмм видно, что количество студентов с 4-5 вариантами исследовательского поведения в экспериментальных группах статистически выше, чем в контрольных Это подтверждает эффективность разработанных педагогических:технологий вузовского уровня системы подготовки специалистов по информатике

Еще выше результативность дипломного проектирования, проводимого автором по технологиям развития исследовательского и творческого мышления: средний балл при использовании разработанных технологий за последние 6 лет -4 7, средний балл по специальности - 4.13 .

Тем не менее, следует отметить, что наличие студентов с 1-3 вариантами поведения значительно снижает качественный уровень специалистов по информационным технологиям. Кроме того, анализ затрат времени на лабораторных занятиях по дисциплине «Системное программное обеспечение», проводимый в течение пяти последних лет, показал, что на слабых студентов преподаватель затрачивает почти в 3 раза больше времени, чем на лучших (рис 5)

Рисунок 5 - Сравнительные затраты времени преподавателя на обучение студентов с 1-3 и 4-5 вариантами поведения

Как уже было отмечено выше, улучшение характеристик учащихся 1-3 групп является заметным, однако большое количество обучаемых указанной группы не дает возможности развивать в полном объеме, способности учащихся 4-6 групп.

Следовательно, на основе экспериментальных данных можно сделать вывод, что с целью увеличения эффективности предложенных технологий и повышения качества специалистов при одновременном уменьшении временных и материальных затрат необходимо:

- усиливать профессиональный отбор абитуриентов;

- увеличивать отсев студентов с характеристиками, не соответствующими концептуальной модели специалиста;

- уменьшать размер академических групп

По научно-исследовательской работе школьников (1 уровень системы — 5 обучаемых), студентов ( 2 подуровень 2 уровня системы - 27 обучаемых), магистрантов, аспирантов и соискателей кафедры «Вычислительная техника» государственного техническою университета, г. Самара (3 уровень системы - 11 обучаемых)

Разработанные методы развития исследовательского и творческого мышления активно используются на протяжении более 10 лет при организации научно-исследовательской работы:

- проводится отбор обучаемых 5-6 групп, с ними индивидуально занимается либо сам автор диссертационного исследования, либо подбирается руководитель из числа преподавателей кафедры в соответствии с интересами как обучаемых, так и преподавателей;

- за указанные годы обучаемые первых двух уровней системы, участвующие

под руководством автора в научных работах, подготовили более 40 статей и тезисов к международным, всероссийским и областным конференциям, неоднократно награждались дипломами Всероссийских и Международных студенческих конференций, грамотами Министерства образования, премиями; только за 2000-2002 годы семь выпускников, занимавшиеся под руководством автора научной работой, поступили в магистратуру и аспирантуру;

- подготовлены и защищены 3 магистерских и кандидатских диссертации,

подготовлены к защите 2 кандидатских диссертации, на стадии завершения работ находятся еще 3 аспиранта и соискателя;

- кафедра по итогам научной работы студентов занимает как правило первые места из порядка 50 кафедр вуза.

По слушателям системы повышения квалификации

Вследствие того, что квалиметрия качества повышения квалификации преподавателей затруднена из-за слабой обратной связи с обучаемыми после завершения обучения, то в качестве объекта исследования результативности выбрана подсистема повышения квалификации преподавателей средних профессиональных учреждений, позволяющая выполнить объективную оценку результативности по данным квалификационных испытаний и исследовать корреляцию объективной и субъективной оценок обучения слушателей.

С этой целью разработана и исследована многофакторная регрессионная модель признака «Балл», оценивающего профессиональные качества педагога и позволяющего подтвердить его заявленную квалификацию, при этом экспериментальными данными подтверждена правильность предположения о наибольшем влиянии повышения квалификации на результаты квалификационных испытаний. Кроме того, исследование корреляции признака «Балл» квалификационных испытаний и субъективной оценки доказывает то, что она достаточно хорошо отображает фактически сложившиеся взаимосвязи между указанными показателями и может быть использована для прогнозирования результата квалификационных испытаний.

Таким образом, результаты опытно-экспериментальной апробации педагогических технологий многоуровневой подготовки специалистов в области информационных технологий подтвердили выдвинутую гипотезу и правильность концептуальных положений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В ходе проведения исследования подтверждены основные положения сформулированной гипотезы, решены поставленные задачи, получены значимые теоретические и практические результаты, намечены пути продолжения работы в выбранном направлении.

Данные, полученные в результате апробации и опытной эксплуатации разработанной многоуровневой системы подготовки специалистов по информационным технологиям подтверждают правильность выдвинутых концептуальных положений и позволяют сделать следующие выводы.

1. Разработана педагогическая система многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям, позволяющая выполнить интеграционное развитие личностных и профессиональных характеристик субъектов обучения. Сформулированы педагогическая концепция и основные принципы проектирования системы, объединяющие отдельные уровни подготовки специалистов в единый комплекс, гарантирующий достижение поставленной цели - формирование специалиста по информационным технологиям.

2. Выполнено многоаспектное исследование требований к специалисту, на основе которого разработана и обоснована его концептуальная модель, состоящая из базовых и специфических профессиональных компонентов, соответствующая современному состоянию науки и производства, учитывающая многогтрофильность применения знаний, умений и навыков в различных областях профессиональной деятельности и направленная на перспективу развития общества и образования в двадцать первом веке.

В качестве основной цели педагогической системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям выбрано, кроме целей обучения основам профессиональных знаний, развитие всего комплекса способностей, входящих в состав характеристик его концептуальной модели.

В соответствии со спецификой информационных технологий из всего комплекса способностей основополагающими выбраны исследовательские и творческие способности, специальное развитие которых позволяет значительно повысить уровень специалиста, подготавливаемого в многоуровневой системе.

3. Сформулированы дидактические задачи обучения, носящие междисциплинарный характер и учитывающие изменение целей, субъектов педагогического процесса и его содержания, обусловленное состоянием общества и спецификой изучаемых дисциплин, и разработаны педагогические технологии формирования специалиста, адекватного предложенной концептуальной модели.

4. Введены понятия характеристик основных организационных форм дидактической системы - направленности, обратной связи, затратности и

результативности, позволяющие формализовать процесс оптимизации педагогических технологий на основе коррекции предложенных характеристик.

5. В соответствии необходимостью формирования исследовательского и творческого мышления специалиста в качестве одной из наиболее важных целей выбрано проектирование подсистемы развития исследовательского и творческого мышления личности - комплекса инструментальных решений, диагностических и обучающих технологий, позволяющих развить заложенное в личности природой, и вывести ее на новый, более высокий уровень креативности.

6. С целью формализации проектирования технологий развития исследовательского поведения понятие дивергентности распространено на все компоненты задачи, решаемой обучаемым. В соответствии с этим, процесс усвоения учебного материала в зависимости от сочетаний типов компонентов задачи имеет либо репродуктивный, либо продуктивный характер.

Выполнено исследование возможности использования методов направленного обучения в зависимости от особенностей субъектов дидактического процесса, рассматриваемой дисциплины и организационных форм и введено понятие принципиальной возможности использования методов в дисциплине.

7. С целью оптимизации функционирования дидактической системы, приближения ее к производственному циклу и развития способностей обучаемых к взаимодействию с профессиональным сообществом разработаны методы учебно-производственного и ситуационного моделирования процесса проектирования сложных систем на основе вычислительной техники. Методы апробированы на различных контингентах обучаемых всех уровней системы при выполнении практических и лабораторных работ, в курсовом и дипломном проектировании и доказана их результативность в приобретении практического опыта.

8. Исследована существующая система повышения квалификации преподавателей высших и средних специальных учебных заведений и, с целью более полного решения проблемы подготовки преподавателей информационных технологий к профессиональной деятельности, в рамках многоуровневой системы разработана структура интегрированного комплекса подготовки и повышения квалификации педагога, организующего целостный процесс получения актуальных профессионально-значимых знаний и развития продуктивных способностей преподавателей.

Выполнено проектирование педагогических технологий, ориентированных на структуру интегрированного комплекса и содержащих логико-методологические, информационные, процессуальные и диагностические блоки, опирающиеся на концепцию фундаментализации образования и формирования профессиональной готовности к развитию и

адаптации образовательного пространства в соответствии с современными требованиями.

Разработаны механизмы передачи технологий обучения, в которых делается акцент на идеях сотрудничества, уважения личности субъекта обучения, создания условий для наиболее полного его развития и подготовки к самостоятельной деятельности.

9. Разработаны методики опытно--экспериментальной апробации результатов педагогического исследования и на основе их использования проанализирована результативность предложенных технологий на различных категориях слушателей системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям, позволяющая сделать вывод об эффективности методов проектирования и реализации системы.

Проведенное исследование не может претендовать на исчерпывающую научную разработку всех затронутых аспектов сложнейшего процесса подготовки высококвалифицированных, конкурентоспособных специалистов в области информационных технологий.

К числу проблем, нуждающихся в дальнейшей детальной проработке, относятся следующие

приведение государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, определяющих структуру, объем и содержание дисциплин в соответствие с изменениями информационных технологий;

- разработка методов систематизации содержания дисциплин информационных технологий и формализации отбора дидактических единиц и учебных элементов с учетом специфики рассматриваемых технологий;

- проектирование учебных средств поддержки педагогического процесса обучения информационным технологиям в традиционной и электронной форме, основной задачей которых было бы обучение проектированию сложных программно-технических комплексов.

Основные результаты опубликованы в следующих работах.

Монографии и учебные пособия

1. Андреева В.В. Проектирование многоуровневой педагогической системы обучения информационным технологиям: Монография. - Самара.: ГП «Перспектива», 2003. - 96 с.

2. Андреева В.В. Методы организации работы с дисковой памятью на физическом и логическом уровнях: Монография. - Самара: ГП «Перспектива», 2003. -90 с.

3. Андреева В.В., Мартемьянов Б.В. Методика изучения операционной системы Windows: Монография. - Самара.: ГП «Перспектива», 2003. - 64 с.

4. Андреева В.В. Пакет программ визуализации работы клавиатуры на уровне BIOS: Электронное учеб. пособ. Инв. № 50200200694. - М.: ВНТИЦ, 2002.

Методические указания и методические разработки

5. Андреева В.В., Ермолаева Н.Ф. Методические указания к программированию на Фортране - ГУ ЕС ЭВМ: Метод, указ. - Куйбышев, 1982- 36 с.

6. Андреева В.В., Воронцов И.В., Ермолаева Н.Ф. Методические указания по работе в вычислительном центре : Метод, указ. — Куйбышев, 1982 — 41с.

7. Андреева В.В., Ермолаева Н.Ф. Программа учебной ознакомительной практики для студентов специальности 0608 : Метод, разраб. -Куйбышев, 1982.-8 с.

8. Андреева В.В., Ермолаева Н.Ф., Трофимов В.А Методические указания по программированию на алгоритмическом языке ПЛ/1 ОС ЕС ЭВМ : Метод, разраб. - Куйбышев, 1983. - 44 с.

9. Клебанов Я.М., Андреева В.В. Оптимизация двухступенчатых передач на ЭВМ с элементами обучения: Метод, указ. - Куйбышев, 1990. - 14 с.

10. Клебанов Я.М., Андреева В.В. Оптимизация соосных зубчатых передач на ЭВМ с элементами обучения: Метод, указ. - Куйбышев, 1990. - 16 с.

11. Андреева В.В. Определение конфигурации 1ВМ-совместимых ПЭВМ: Метод, указ. - Самара, 1997. - 8 с.

12. Андреева В.В. Тихомиров А.А. Программирование нулевого канала таймера: Метод, указ. — Самара, 1997. - 16 с.

13. Мартемьянов Б.В., Андреева В.В. Введение в операционную систему Щпёот : Метод, разраб. - Самара, 1998. - 38 с.

14. Андреева В.В., Мартемьянов Б.В. Технология проектирования программного обеспечения: Метод, разраб. - Самара, 1999.-38 с.

15. Андреева В.В., Тихомиров А.А. Методы и средства управления оперативной памятью: Метод, разраб. - Самара, 2001. — 38 с.

16. Андреева В.В. Файловая система: Метод разраб.- Самара, 2001. - 40 с.

Статьи, научно-исследовательские работы

17. Андреева В.В., Степанян ААО переводе описания фонда библиотеки вуза в машиночитаемую форму // Вычислительная техника, межвуз. сб. научных трудов, вып. 6. - Пенза, 1976, с. 18-23 .

18. Применение методов САПР для проектирования алгоритмов функционирования КРС и ОРС: Отчет по НИР / Куйбыш. политехи, ин-т; Руководитель Болотов Б.Е.№ГР 01840019481;Инв.№02860015407.-Куйбышев, 1985.- 51 с.

19. Разработка автоматизированного технического синтеза систем управления на базе программируемых контроллеров комплекса МикроДАТ: Отчет по НИР / Куйбыш. политехи, ин-т; Руководитель Клебанов М.К. №ГР01860004197; Инв. № 02880013392. - Куйбышев, 1987. - 104 с.

20. Андреева В.В. Методика разработки математического обеспечения системы автоматизации программирования устройств с гибкой логикой // Теория и практика проектирования микропроцессорных систем. — Куйбышев, 1989.-С. 51-54.

21. Разработка и исследование комплекса автоматического проектирования СУ электроавтоматикой ОРС и АЛ: Отчет по НИР / Куйбыш. политехи, ин-т;

Руководитель Болотов Б.Е. №ГР 01880011975; Инв. № 02890012513. - Куйбышев, 1988.-48 с.

22. Андреева В.В. Разработка пакетов прикладных программ исследования и синтеза систем управления на базе устройств с гибкой логикой // Алгоритмизация и автоматизация технологических процессов и технических систем. - Куйбышев, 1990, - С.103- 107.

23. Автоматизация диагностики и редактирования алгоритмов управления технологических комплексов с применением ПК МикроДАТ: Отчет по НИР / Куйбыш. политехи, ин-т; Руководитель Клебанов МХ №ГР 01900044728; Инв. № 02910008849.- Куйбышев, 1990. - 82 с.

24. Андреева В.В. Разработка и исследование методов и алгоритмов оптимизации и синтеза систем управления механо-технологическими установками Автореф. дис.... канд. техн. наук. Куйбышев, КптИ, 1991 .- 14 с.

25. Андреева В.В. Моделирование работы систем управления технологическим оборудованием, описываемых булевыми уравнениями. - Самара, 1992- 6 с- Деп. в ВИНИТИ 02.04.92, №117-В92.

26. Андреева В.В. Основные особенности построения автоматизированной системы проектирования СУ технологическим оборудованием. - Самара, 1992.— 9 с. - Деп. в ВИНИТИ 02.04.93 Ш116-В92.

27. Андреева В.В., Трещанин АС., Калинкина А.А. Исследование режимов работы видеоадаптера // Приборы, системы, информатика. - Самара, 1997. - С. 79-81.

28. Андреева В.В., Рылкина И.В. Компьютерное моделирование биологических процессов: Препр. / Самарский гос. технич. ун-т. - Самара, 1996. - 10 с.

29. Андреева В.В. Методические проблемы обучения проектированию программного обеспечения // Новые образовательные системы и технологии обучения в вузе: Сб. научн. тр. / Волгоградский гос. технич. ун-т. Волгоград , 1998. -Вып. 4, часть 1.-С.8-12.

30. Симон Н.А., Андреева В.В. Сетевые технологии в обучающих системах // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, Самара, 2001.-Вып. 5. -С. 107-110.

31. Андреева В.В. Имитационное моделирование процесса управления технологическим объектом // Вестник Самарского государственного технического университета, Самара, 2001.-Вып. 12.-С. 165-169.

32. Совершенствование системы подготовки и переподготовки по информационным технологиям специалистов Вооруженных Сил и наукоемких отраслей промышленности: Отчет о НИР/ Руководитель Андреева В.В. №ГР 01.20.02 16770; Инв.№ 02.20.02 06827. - Самара, 2002. - 67 с.

33. Андреева В.В. Формирование целей и структуры многоуровневой системы обучения информационным технологиям // Вестник Самарского государственного технического университета, Самара, 2003. - Вып. 23. - С. 3 - 6.

34. Андреева В.В. Исследование характеристик субъектов процесса обучения информационным технологиям //Там же. - С. 7 - 10.

35. Андреева В.В. Совершенствование процесса подготовки специалистов по информационным технологиям // Альма Матер (Вестник Высшей школы), Москва, 2003. -С. 51.

Научные доклады на конференциях

36. Андреева В.В. Разработка средств автоматизации программирования устройств с программируемой логикой // Проблемы управления: Материалы XI Всесоюзного совещания.- Ташкент, 1989 . - С. 256—257.

37. Андреева В.В. Оптимизация на ЭВМ алгоритмов функционирования и управления технологическим объектом // Использование ЭВМ-гарантия высокого качества подготовки специалистов: Тезисы докладов областной научно-практической конференции. - Куйбышев, 1989. - С.ЗО.

38. Андреева В.В. Методы моделирования алгоритмов функционирования и управления технологическими объектами при проектировании систем управления // Индивидуализация обучения в ведущих вузах России: Материалы У1 Республиканской научно-методической конференции. - Самара, 1991. - С. 128— 129.

39. Андреева В.В. Разработка обучающих программ в рамках курсового проектирования // Компьютерные технологии обучения -- концепции, опыт, проблемы: Тезисы докладов научно-методической конференции. Самарский гос. технич. ун-т. - Самара. — 1997. -С.26.

40. Андреева В.В., Еремеев Е.Л, Кочетов Д.С. и др. Программа расчета трех- и четырехкомпонентных систем // XI Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии: Материалы секции кибернетики химико-технологических процессов / РХТУ им. Д.И. Менделеева. - М., 1997.-С. 29.

41. Андреева В.В., Беленов М.Ю., Лукиных и др. Программная поддержка процесса дифференциации в неорганической химии // Там же. - С.34.

42. Андреева В.В. Проектирование программ тестирования психофизических характеристик обучаемых // Развитие и совершенствование учебного процесса для подготовки специалистов 21 века: Тезисы докладов научно-методической конференции. Самарский гос. аэрокосм, ун-т. - Самара, 1998. - С. 34.

43. Андреева В.В. Методы организации самостоятельной работы студентов заочного факультета // Интеграция образования, науки и производства — главный фактор повышения эффективности инженерного образования: Материалы Всероссийской научно-методической конференции. - Казань, 2000. — С. 79.

44. Андреева В.В. Методы повышения квалификации педагогов профессионального образования в области информационных технологий // Педагогический процесс как культурная деятельность: Материалы 3-ей международной научно -практической конференции. - Самара, 2000. - С. 352.

45. Андреева В.В. Организация курсов повышения квалификации преподавателей в области информационных технологий // Актуальные проблемы университетского образования: Материалы научно-методической конференции. -Самара, 2001.-С. 164.

46. Андреева В.В. Методы формирования навыков научно-исследовательской работы студентов при обучении информационным технологиям// Там же. - С. 172.

47. Андреева В.В. Проблемы организации процесса обучения информационным технологиям // Педагогический процесс как культурная деятельность: Материалы. 4-ей международной научно-практической конференции. - Самара, 2002. - С.222-224.

48. Андреева В.В. Методы поиска одаренных студентов и организации научно-исследовательской работы с ними // Там же. — С.370-372.

49. Андреева В.В. Моделирование процесса проектирования программ с заданным уровнем качества // Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг: Материалы Всероссийской научной конференции. - Тольятти, 2002. - С. 196-198.

50. Андреева В.В. Проблемы проектирования многоуровневой педагогической системы обучения информационным технологиям // Информация - коммуникация - общество: Материалы международной научной конференции, -Санкт-Петербург, 2002. - С. 7 - 8.

51. Андреева В.В. Проектирование образовательного стандарта по информатике и вычислительной технике // Проблемы интеллектуализации образования: Материалы международной конференции.- Воронеж, 2002. - СЛ16—118.

52. Андреева В.В. Исследование комплексного влияния генеральных факторов на формирование личности обучаемого // Там же. - С.52-53

53. Куликовский К.Л., Андреева В.В. Преобразование педагогических технологий с целью развития исследовательских способностей обучаемых// Управление качеством образования в вузах: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Самара. 2003. - С. 306 - 308.

54. Куликовский КЛ., Андреева В.В. Формирование уровня обучаемости как фактор управления качеством дидактического процесса // Там же. - С. 136— 137.

,12 6 5 0 2

АНДРЕЕВА Валентина Владимировна

Проектирование в реализация системы многоуровневой подготовки специалистов по информационным технологиям

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Подписано в печать 12.03 2004 Форм 60x84 1/16. Бум. тип. №1. Печать офсетная.

Уел печ. л. 2,56. Усл. кр -отт. 2,50 Уч.-изд л. 2,37. Тираж 150 экз. 3

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Самарский государственный технический университет

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус