Инновационные и информационные технологии в преподавании дисциплин естественнонаучного цикла в вузе

Инновационные и информационные технологии

в преподавании дисциплин естественнонаучного цикла в вузе

Калентъев В. А., Яковенко Т. А.,

Уральский институт ГПС МЧС России, г. Екатеринбург

Для повышения качества обучения курсантов и совершенствования форм и методов профессиональной подготовки будущих специалистов МЧС России по предметам естественнонаучного цикла необходимо применять инновационные технологии. Для этого в вузе целесообразно создать соответствующие педагогические условия, направленные на формирование информационной культуры преподавателей, совершенствование подготовки курсантов по информатике и развитию учебно-материальной и информационной базы.

Анализ педагогического опыта и литературы показывает, что с помощью информационных технологий, возможно, более эффективно решать следующие задачи обучения:

1) архивное хранение больших объёмов информации;

2) относительно лёгкий доступ к источникам информации и поиск необходимых данных;

3) передача информации, в т. ч., на большие, а по сути- неограниченные-расстояния;

4) многократное повторение физического, естественнонаучного эксперимента или фрагментов учебного материала, усвоение которого вызывает наибольшие трудности у обучающихся;

5) управление отображением на экране монитора моделей вымышленных и реальных объектов, явлений, процессов;

6) автоматизация процессов вычислительной и информационно-поисковой деятельности преподавателей и курсантов.

Кроме решения выше перечисленных задач обучения, важным достоинством информационных технологий, как полагают специалисты в этой области, является возможность накапливать и классифицировать допускаемые обучающимися ошибки, выяснить причины их возникновения. Они же способствуют, при необходимости, корректировке содержания, организации и методике обучения студентов.

Отличительной чертой применения информационных технологий в процессе обучения является разнообразие форм представления информации: тексты, таблицы, графики, диаграммы, аудио- и видеофрагменты, а также их сочетание. Такая мультимедийность создаёт психологические условия, способствующие лучшему восприятию и запоминанию учебного материала с включением подсознательных реакций обучающихся [1, с.27].

Одним из противоречий образовательного процесса пожарно-технических вузов является несоответствие между возможностями информационных технологий и их реализации в процессе преподавания естественнонаучных дисциплин. Решение данного противоречия и совершенствование преподавания учебных

дисциплин, в т. ч. естественнонаучного цикла, возможно по нескольким направлениям. Одним из них является формирование информационной культуры у преподавателей пожарно-технической высшей школы.

В современных условиях модернизации системы российского военного образования возрастают требования к культурному, нравственному и научному уровню преподавателя, его профессиональному педагогическому мастерству и творческим способностям. В связи с этим одним из важных критериев оценки профессионализма современного преподавателя пожарно-технического вуза является его подготовка в области информатики и информационных технологий. Такая подготовка должна начинаться в период обучения будущего специалиста противопожарной службы в пожарно-техническом вузе.

Следует специально отметить проблему формирования информационной культуры преподавателей, которые окончили вузы МЧС в те годы, когда информатизация общества только начиналась. Эта категория преподавателей, как правило, не желает использовать в своей преподавательской деятельности информационные технологии, т. к. они не обладают простейшими приёмами компьютерной грамотности. Для них необходимо создавать адаптированные программы, цель которых, во-первых, формирование комплекса навыков и умений, обеспечивающих внедрение инновационных технологий в процесс преподавания дисциплин, в т. ч. естественнонаучного цикла, во-вторых, методическая переподготовка педагогов.

Наряду с формированием информационной культуры преподавателей, другим направлением совершенствования преподавания учебных дисциплин естественнонаучного цикла является формирование информационной культуры у обучающихся.

Для создания благоприятных условий обучения курсантов с применением информационных технологий необходимо следовать следующим принципам: доступность, адаптивность, систематичность и последовательность, компьютерная визуальность, прочность усвоения результатов обучения, обеспечение интерактивного диалога, развитие интеллектуального потенциала обучаемого и обеспечение обратной связи. Рассмотрим более подробно требования данных принципов.

Требования обеспечения доступности означает, что предъявляемый учебный материал, формы и методы организации учебной деятельности должны соответствовать уровню подготовки обучаемых и их возрастным особенностям. Установление того, доступен ли для понимания обучающегося предъявляемый с помощью информационных технологий учебный материал, соответствует ли он ранее приобретённым знаниям, навыкам и умениям, производится с помощью различных методов (методик), в т. ч. тестирования и контроля.

Достижение адаптивности означает приспособление информационных технологий к индивидуальным возможностям обучающегося. Это предполагает реализацию индивидуального подхода в обучении, учёт возможностей восприятия, осмысления, закрепления и воспроизведения (применения) учебного материала. Реализация адаптивности может обеспечиваться различными средствами наглядности, а также несколькими уровнями дифференциации учебного

материала при его предъявлении обучающимся (по сложности, объёму, времени, содержанию и т. п.).

Требование обеспечения систематичности и последовательности обучения с использованием информационных технологий предполагает необходимость усвоения обучающимся системы понятий, фактов и способов деятельности в их логической связи. Целью обеспечения систематичности и последовательности является достижение преемственности в овладении знаниями, навыками и умениями.

Обеспечение компьютерной визуализации учебной информации предполагает с помощью средств компьютерной графики, технологии мультимедиа и т. п. реализацию как реальных, так и «виртуальных» объектов, процессов, явлений, а также их моделей, представленных в динамике, во временном и пространственном изменении.

Необходимость прочности усвоения результатов обучения предполагает обеспечение осознанного усвоения обучаемым содержания, внутренней логики учебного материала, представляемого с помощью инновационных технологий. Это требование достигается осуществлением самоконтроля и самокоррекции; обеспечением контроля на основе обратной связи, диагностикой ошибок по результатам обучения и оценкой результатов учебной деятельности, объяснением сущности допущенной ошибки; тестированием, констатирующим продвижение в учении.

Создание возможности интерактивного диалога предполагает необходимость его организации при условии обеспечения выбора вариантов содержания изучаемого, исследуемого учебного материала, а также режима учебной деятельности, осуществляемой с помощью инновационных технологий.

Требования развития интеллектуального потенциала обучаемого предполагает обеспечение: развития мышления (например, алгоритмического, программистского стиля мышления, наглядно-образного, эвристического, теоретического); формирование умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации; формирование умений по обработке информации (например, на основе использования систем обработки данных, информационно-поисковых систем, без данных).

Создание обратной связи при работе с инновационными технологиями предполагает обеспечение своего рода реакции компьютерной программы на действия пользователя, в частности при контроле с диагностикой ошибок по результатам учебной деятельности на каждом логически законченном этапе работы. Оно же даёт возможность получить предполагаемый программой совет, рекомендацию о дальнейших действиях или комментированное подтверждение (опровержение) выдвинутой гипотезы или предложения. При этом целесообразно обеспечить возможность приёма и выдачи вариантов ответа, анализа ошибок и их коррекции.

Одной из предпосылок использования новых информационных технологий в процессе преподавания является создание, как для педагогов, так и для обучающихся благоприятных условий для свободного доступа к учебной и научной информации. Применение информационных технологий в преподавании предметов естественнонаучного цикла основано на широких возможностях вы-

числительных средств, компьютерных сетей и компьютерных обучающих программ. В учебном процессе компьютерные обучающие (КОС) системы могут выполнять следующие функции:

индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения;

осуществлять контроль с диагностикой ошибок и обратной связью;

осуществлять самоконтроль и самокоррекцию учебной деятельности;

высвободить учебное время за счёт выполнения компьютером трудоёмких рутинных вычислительных работ;

визуализировать учебную информацию;

моделировать и имитировать изучаемые процессы или явления;

проводить лабораторные работы в условиях имитации на компьютере реального опыта (эксперимента);

формировать у курсантов умение принимать оптимальное решение в различных ситуациях;

развивать определенный вид мышления (например, наглядно-образный, эвристический, теоретический);

усилить мотивацию обучения (например, за счёт изобразительных средств или вкрапления игровых ситуаций);

формировать культуру познавательной деятельности и др.

Перечень КОС включает в себя электронные (компьютеризированные) учебники; электронные лекции; контролирующие электронные программы; справочники и базы данных учебного назначения; сборники задач и генераторы примеров (ситуаций); предметно-ориентированные среды; компьютерные иллюстрации для поддержки различных видов знаний.

Образовательный web-сайт учебного заведения в сети Интернет- новое средство обучения (в том числе и дистанционного). В связи с бурным развитием информационных технологий количество и роль образовательных сайтов в деятельности учебных заведений возрастает. От содержания, организационной структуры и функционирования образовательного сайта зависит не только успех взаимодействия учебного заведения с внешним миром, но и качество образовательного процесса внутри учебного заведения [2].

Из выше изложенного следует, что основными педагогическими условиями совершенствования преподавания дисциплин естественнонаучного цикла с применением информационных технологий являются [3, с.108]:

формирование информационной культуры преподавателей вузов;

совершенствование базовой подготовки курсантов по информатике;

информатизация процесса обучения, оснащение предметных кабинетов техническими средствами информатизации, создание современной информационно-образовательной среды, формирование банка учебно-методической и научной информации.

Библиографический список

1. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования /Под ред. Е. С. Полат. - М.: Академия, 2001. 271с.

2. Информатизация образования: направления, средства, технологии: Пособия для системы повышения квалификации / Под общ. ред С. И. Маслова. — М.: Издательство МЭИ, 2004. 868с.

3. Лямзин М. А., Баруздина И. А. Совершенствование преподавания дисциплин естественнонаучного цикла в вузе с применением информационных технологий // тезисы докладов. - М., Рос НОУ, 2006. С.105-108.