Педагогические основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями: При обучении математике и информатике

Актуальность и постановка проблемы исследования. В концепции реформирования российской науки важное значение уделяется информатизации различных сфер учебной и научной деятельности. Математика на протяжении всей истории человечества являлась составной частью человеческой культуры, ключом к познанию окружающего мира, базой научно-технического прогресса, существенным элементом формирования личности. Математическое образование является неотъемлемой частью гуманитарного образования в широком понимании этого термина. Информатика — наука молодая, но, несмотря на это, она широко используется во многих областях человеческой деятельности и для нее характерна тесная связь с математикой.

В государственных образовательных стандартах высшего профессионального образования нового поколения большое внимание уделяется интеграции общих математических и естественно-научных дисциплин, в частности, математики и информатики. Возникает вопрос о теоретических и практических основах моделирования соответствующего дидактического процесса в компьютерной среде. Проблема обучения математике и информатике на основе их интеграции с использованием информационных и коммуникационных технологий является актуальной.

До сих пор традиционные формы обучения математике и информатике оставались неизменными. Компьютерные технологии в этом плане предоставляют несравненно большие возможности. Однако для повышения качества и эффективности образовательного процесса, основанного на широком использовании новых информационных и коммуникационных технологий, необходимо спроектировать соответствующее научно-методическое обеспечение.

Реализация образовательного процесса на основе использования новых информационных технологий во многом зависит от степени разработки организационных моделей учебного взаимодействия преподавателей и студентов с информационными и телекоммуникационными технологиями.

Стратегическое направление развития системы образования находится в решении проблемы личностно ориентированного образования. Поэтому есть основания для решения актуальной проблемы — определение роли и места информационных технологий в личностно ориентированном обучении. По сути речь идет о построении теоретической модели личностно ориентированной дидактической информационной среды. Такая модель должна раскрыть педагогические основы конструирования целостной методической системы компьютерного обучения, обеспечивающей оптимальные условия для раскрытия творческого потенциала личности студента для эффективного использования компьютерных технологий в конкретных педагогических ситуациях.

Эффективность использования информационных и коммуникационных технологий при обучении математике и информатике во многом зависит от степени разработанности и качества компьютерных программ учебного назначения, методического сопровождения учебного процесса с помощью электронных средств, целесообразности их использования и порядка сочетания компьютерных программ учебного назначения на различных этапах дидактического цикла, которые в разной мере допускают автоматизацию управления учебным процессом и в различной степени, с точки зрения эффективности, нуждаются во введении такой автоматизации. Разработка единой информационной обучающей среды, составляющими которой являются компьютерное учебно-методическое обеспечение и средства информационных и коммуникационных технологий, является актуальной и важной задачей.

Одной из принципиально важных и конструктивных идей в стратегии повышения интеллектуального потенциала нации является идея опережающего образования, которая заключается в обеспечении приоритетного развития системы образования на фоне других социальноэкономических факторов и своевременной подготовке обучаемых к работе и жизни в информационном обществе. Информатика, информационные технологии и математика позволяют «перекинуть» мостик между гуманитарными и естественно-научными знаниями, осуществить интеграцию различных образовательных областей. По этой причине большое внимание уделяется проектированию различных моделей обучения математике и информатике на основе использования новых информационных технологий.

Проведенный в работе [69] анализ тематики диссертационных исследовании позволил выделить основные направления диссертационных исследований по проблемам информатизации образования: 1. Проблемы информационной подготовки студентов вузов.

2. Проблемы обучения различным предметам с использованием информационных технологий.

3. Проблемы информационной культуры пользователя.

4. Проблемы разработки новых информационных технологий.

5. Проблемы информационной подготовки в общеобразовательной школе.

6. Информационное обеспечение управления образовательными процессами.

7. Информатизация оценки качества знаний.

8. Использование информационных технологий в системе переподготовки и повышения квалификации педагогических работников.

9. Использование информационных технологий в подготовке военных специалистов.

10. Информационное обеспечение научной деятельности.

11. Психологические аспекты информатизации образования.

Современная образовательная ситуация России характеризуется тенденцией перехода от традиционного к инновационному обучению (В.В. Давыдов, И. А. Колесникова, Е. С. Полат, А. Ю. Уваров и др.). Активно разрабатываются педагогические модели гуманизации и гуманитаризации образования, понимаемые как направленность на человека, или личностно ориентированный подход (В.В. Бондаревская, В. В. Сериков, C.B. Кульневич,.

A.K. Маркова, A.B. Хуторской, Р. И. Круподеров и др.), формируется тенденция интеграции гуманитарной и технической подготовки на основе новых информационных технологий (НИТ), компьютерных телекоммуникаций и глобальных компьютерных сетей (Ю.С. Брановский,.

B.Г. Буданов, Я. А. Ваграменко, М. П. Лапчик, И. В. Роберт и др.). Профессиональное образование многих высокотехнологичных стран мира уже включает соответствующие курсы и программы, ориентированные на полноценное использование новых информационных технологий во время обучения, в будущей профессиональной деятельности.

Формированию и развитию методической системы обучения информатике в педагогическом вузе посвящено достаточно большое число фундаментальных исследований (Абдукадыров A.A., Бешенков С. А., Брановский Ю. С., Ваграменко Я. А., Готская И. Б., Григорьев С. Г., Жалдак М. И., Козлов O.A., Кузнецов A.A., Кузнецов Э. И, Лапчик М. П., Монахов В. М., Швецкий М. В. и т. д.).

Использованию информационных и телекоммуникационных технологий в образовании посвящены многие исследования (Бидакова Д.А., Роберт И. В., Софронова Н. В., Юнерман Н. Л., Каланова Ш. М., Круподеров Р. И., Филатов O.K. и др.).

Система интегрированного обучения информатике и математике в вузе рассматривалась в научных исследованиях Бекзатова Б. А., Велихова Е. П., Ершова А. П., Хеннера Е. К. и др.

Работы этих авторов явились методологической основой исследования.

В отличии от указанных исследований в данном диссертационном исследовании рассматриваются педагогические, методические и организационные основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов при обучении математике и информатике, научно-методические основы проектирования и использования компьютерных программ учебного назначения по математике и информатике как нетрадиционных дидактических материалов в условиях формирующегося информационного общества.

Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что разработка различных педагогических моделей взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными и телекоммуникационными технологиями при обучении математике и информатике, педагогических, методических и организационных подсистем реализации образовательного процесса в информационной учебной среде является актуальной проблемой.

Проблема исследования заключается в недостаточной разработанности педагогических, методических и организационных основ взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике в условиях информатизации образования, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно-ориентированного образования.

Цель исследования — разработка педагогических, методических и организационных основ взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике в условиях информатизации образования, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

Объектом диссертационного исследования является процесс совершенствования математической и информационной подготовки студентов гуманитарных факультетов университетов и педагогических вузов на основе использования новых информационных технологий.

Предметом исследования выступают педагогические основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике в условиях информатизации образования, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

В основу диссертационного исследования положена гипотеза, согласно которой эффективность и качество обучения студентов математике и информатике значительно повысится, если использование новых информационных технологий будет сопровождаться радикальными изменениями во всех подсистемах: технологической, педагогической, методической, организационной, экономической — и даже существенно затрагивать теоретические и методологические основания образовательной системы, т. е. новые информационные технологии только тогда могут быть эффективны в образовании, когда они не встраиваются в уже существующую образовательную систему, а входят как элемент в новую систему образования, что инициирует разработку педагогических основ взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов при обучении информатике и математике в условиях реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

Исходя из гипотезы были поставлены следующие задачи:

1. На основе анализа развития педагогических технологий показать, что их невозможно отделить от информационных и коммуникационных технологий, которые позволят изменить саму парадигму образования, и, что только новые информационные технологии позволяют наиболее эффективно реализовать возможности, заложенные в новых педагогических технологиях.

2. Разработать теоретическую модель обучения математике и информатике студентов гуманитарных факультетов на основе использования информационных и коммуникационных технологий в условиях реализации государственных образовательных стандартов нового поколения, системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно-ориентированного образования.

3. Рассмотреть влияние информатизации образования на совершенствование методической системы обучения математике и информатике студентов гуманитарных факультетов универстетов и педвузов.

4. Рассмотреть различные модели использования информационных технологий при обучении математике и информатике студентов гуманитарных специальностей вузов и на основе этого разработать педагогические, методические и организационные основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике в условиях информатизации образования, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

5. Провести педагогический эксперимент, подтверждающий правильность гипотезы диссертационного исследования.

Для достижения целей исследования, проверки гипотезы и решения поставленных выше задач были использованы следующие методы исследования: изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической и специальной литературы по проблеме исследованияанализ материалов по информатизации образования с целью выявления современных особенностей и тенденций использования информационных технологий в математическом образованиианализ стандартов, программ, учебных пособий, методических материалов по математике и информатикенаблюдение за ходом образовательного процесса, за деятельностью студентовбеседы с преподавателями, анкетирование и тестирование студентовметоды системного анализаматематические методы обработки результатов педагогических исследований и метод групповых экспертных оценоканализ и обобщение экспериментальной работы.

Исследование проводилось с 1996 по 2000 год в несколько этапов. На первом этапе (1996 — 1997 год) осуществлялось теоретическое изучение проблемы совершенствования математической и информационной подготовки студентов гуманитарных факультетов университетов и педагогических вузов на основе использования информационных и коммуникационных технологий, интеграции образовательных областей и реализации непрерывного образования.

На втором этапе исследования (1998 -1999 год) продолжались поиски повышения качества и эффективности математической и информационной подготовки студентов гуманитарных факультетов университетов и педагогических вузов на основе разработки педагогических основ взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями.

На третьем этапе (1999 -2000 год) осуществлялся анализ и обобщение полученных результатов, формулировались и уточнялись основные теоретические и экспериментальные выводы и практические рекомендации. На этом этапе выкристаллизовались педагогические, методические и организационные составляющие системы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями, а также завершено проведение педагогического эксперимента.

Научная новизна и теоретическая значимость данного исследования заключается в следующем:

• На основе анализа развития педагогических технологий показана невозможность их отделения от информационных и коммуникационных технологий, которые позволят изменить саму парадигму образования;

• разработана теоретическая модель обучения математике и информатике студентов гуманитарных факультетов на основе использования информационных и коммуникационных технологий в условиях реализации государственных образовательных стандартов нового поколения, системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования;

• в соответствии с изменившейся парадигмой образования обоснована необходимость использования новых моделей взаимодействия преподавателей и студентов с информационными технологиями и спроектированы педагогические, методические и организационные основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике в условиях информатизации образования, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

Практическая значимость диссертационного исследования определяется тем, что на основе результатов работы выделено содержание совершенствования математической и информационной подготовки студентов гуманитарных факультетов в условиях формирующегося информационного общества, разработаны конкретные рекомендации по реализации педагогических, методических и организационных составляющих системы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике.

Достоверность и обоснованность научных результатов и выводов исследования обусловлена выбором методов исследования, адекватных его предмету, задачам и логикеметодологической обоснованностью теоретических положений, связанных с концептуальными позициями информатизации высшего образованиярепрезентативностью экспериментальных данныхиспользованием математического аппарата для оценки результатов педагогического исследованиясопоставлением результатов исследования с массовым опытом.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Развитие педагогических технологий невозможно отделить от информационных и коммуникационных технологий, которые позволят изменить саму парадигму образования.

2. Качество обучения студентов гуманитарных факультетов математике и информатике значительно повысится, если использование новых информационных технологий будет основано на новых педагогических моделях взаимодействия преподавателей и студентов с ними, реализации системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

Апробация и внедрение результатов. Результаты исследования были обсуждены и апробированы на научно-методических семинарах кафедр информационных технологий в обучении и управлении учебным процессом Ставропольского государственного университета и информатики и вычислительной техники Дербентского филиала Дагестанского государственного университета, на Всероссийской телеконференции «Информационные технологии в преподавании гуманитарных и социально-экономических дисциплин в вузе» (г. Ставрополь, 1999 год), на региональных научно-методических конференциях «Университетская наука — региону» (г. Ставрополь, 1999;2000 гг.). Основной опытно-экспериментальной базой исследования являлись гуманитарные факультеты Дербентского филиала Дагестанского государственного университета, Ставропольского государственного университета и Дербентского педагогического колледжа.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 178 с. Работа содержит 5 таблиц, 6 рисунков.

Список литературы

включает 145 источников.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

Эффективность обучения математике и информатике студентов гуманитарных специальностей вузов в первую очередь зависит от правильного отбора содержания читаемых курсов. Основной задачей проблемы межпредметных и внутрипредметных связей является построение целостной системы структур учебных предметов, которая обеспечивала бы эффективное использование связей между содержанием этих предметов. Несовершенство структур учебных предметов существенно снижает эффективность любой методики применения межпредметных и внутрипредментых связей. По этой причине автор исследования уделил большое внимание отбору структур учебных предметов по математике и информатике, используя один из методов системного анализа для оценки потенциальной эффективности внутрипредметных и межпредментных связей рассматриваемых дисциплин.

В результате проведенного исследования предложена система учебных дисциплин и курсов по выбору, позволяющих сформировать информационную и математическую культуру студентов гуманитарных факультетов педвузов и университетов.

Одним из важнейших факторов реализации взаимодействия преподавателей и студентов с информационными технологиями являются компьютерные программы учебного назначения по математике и информатике. В работе проведен анализ существующих компьютерных педагогических программных средств, рассмотрена методика разработки педагогических сценариев и электронных средств обучения, их применения в рамках предлагаемых работе педагогических основ взаимодействия студентов с информационными технологиями.

Эффективное использование информационных технологий в обучении во многом зависит от технологии создания образовательных проектов (проектирования учебной деятельности). Рассмотренные в работе конкретные модели взаимодействия студентов и преподавателей с информационными технологиями на примерах использования персонального компьютера как мощного инструментального средства для решения различных математических задач показали высокую эффективность как в смысле освоения самого метода, так и в смысле снятия «барьеров» у преподавателей и студентов перед использованием информационных технологий.

Проведенный педагогический эксперимент позволяет полагать, что найдено эффективное средство взаимодействия преподавателей и студентов с информационными технологиями, позволяющее как организовать внедрение и использование компьютеров в образовании, так и выявить потребности сферы образования в информационных технологиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Одним из важнейших аспектов использования образовательных информационных технологий является качественное изменение самого образования. Новые образовательные информационные технологии позволяют решать принципиально новые дидактические задачи, их применение обеспечивает повышение качества и эффективности (включая экономическую эффективность) образования.

В результате теоретического исследования и анализа развития новых педагогических технологий показано, что их невозможно отделить от информационных и коммуникационных технологий, которые позволят изменить саму парадигму образования, и, что только новые информационные технологии позволяют наиболее эффективно реализовать возможности инновационных педагогических технологиях. В диссертационном исследовании предлагается теоретическая модель обучения математике и информатике студентов гуманитарных факультетов на основе использования информационных и коммуникационных технологий в условиях реализации государственных образовательных стандартов нового поколения, системы непрерывного и интегрированного обучения и личностно ориентированного образования.

В работе исследовано влияние информатизации образования на совершенствование методической системы обучения математике студентов гуманитарных факультетов универстетов и педвузов и рассмотрены различные модели использования новых информационных технологий при обучении математике и информатике студентов гуманитарных специальностей вузов. На основе этого спроектированы педагогические, методические и организационные основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями при обучении математике и информатике.

Проведенный педагогический эксперимент показал что, качество подготовки студентов по математике и информатике значительно повысится, если образовательный процесс будет основан на разработанной методической системе обучения, спроектированных педагогических моделях взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных специальностей вузов с информационными технологиями.

Появление новых средств информационных технологий, их широкое применение в образовательном процессе, формирование информационного общества и обновление методической системы обучения инициируют поиски более совершенных систем взаимодействия преподавателей и студентов с информационными и коммуникационными технологиями.