О методической системе обучения предпрофильным дисциплинам бакалавров профиля «Информатика»

УДК 001.8

ББК 74.261.63

Садулаева Билянт Султановна

преподаватель кафедра математического анализа Челябинский государственный педагогический университет

г. Челябинск Sadulaeva Bilyant Sultanovna Lecturer Chair of Mathematical Analysis Chelyabinsk State Pedagogical University Chelyabinsk

О методической системе обучения предпрофильным дисциплинам бакалавров профиля «Информатика»

On the Methodological System of Prevocational Subjects Training of "Computer Science” Bachelors

Статья посвящена разработке методической системы обучения предпрофильным дисциплинам будущих бакалавров профиля «Информатика». В ходе исследования разработаны модель результатов обучения, модель проектирования компетентностно-ориентированного предпрофильного математического содержания образования, сформулированы конкретизированные знания, умения, владения учебным материалом по математике. Реализация данной методической системы обучения проверена экспериментально и показана ее теоретическая и практическая значимость.

The article deals with the development of methodical system of prevocational subjects training of future "Computer Science" bachelors. The model has been developed for competence oriented prevocational mathematical education; specificated knowledge and skills for educational material mastering in Mathematics have been put forward. The realization of this methodological educational system has been experimentally verified and its theoretical and practical importance is presented.

Ключевые слова: информатика, методика преподавания информатики, компетенции, компетентностно-ориентированное содержание

Key words: computer science, methods of teaching computer science, competence, competence-oriented content.

Разработанные Федеральные государственные образовательные стандарты

высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) являются компетентно-стно-ориентированными и направлены на реализацию приоритетных направлений развития образовательной системы Российской Федерации: повышение качества профессионального образования, обеспечение доступности качественного образования, фундаментальности и практической направленности.

Требования к результатам освоения основной образовательной программы (ООП) бакалавриата в ФГОС ВПО сформулированы в виде универсальных и профессиональных (предметные) компетенций [6, с.4]. Специальные компетенции, формируемые на уровне профиля, определяются вузом в процессе разработки своей основной образовательной программы.

Многоаспектность основной образовательной программы обучения будущих бакалавров информатики требует рассмотрения всего процесса обучения в его целостности [2, с. 45], во взаимосвязи всех его компонентов, поэтому качество подготовки зависит не только от успешности усвоения студентами профильных дисциплин, но и от результатов изучения предпрофильных дисциплин. На формирование знаний, умений по каждой компетенции, согласно Е.А.Леоновой [4, с.176] оказывают влияние несколько дисциплин ООП.

Общим вопросам проектирования содержания образования модульных дисциплин для предпрофильной подготовки выпускников вузов посвящен доклад И.В. Абрамова, Л.С. Лисицыной, А.С. Пирской [1]. Однако четко сформулированного определения этих понятий нет. Мы в своем исследовании пред-профильной считаем дисциплину основной образовательной программы, являющейся научным, педагогическим, психологическим, информационным остовом для реализации профильного обучения, позволяющие формировать практический опыт и представление о характере профессиональной деятельности.

Изучая разные формы преподавания и учения, методика учебного предмета разрабатывает и предлагает преподавателю определенные системы обучающих воздействий [2, с.27]. В качестве системы обучающего воздействия на будущих бакалавров информатики в данном исследовании рассматривается ком-петентностно-ориентированное содержание конкретной предпрофильной учебной дисциплины «Математика», фундаментальные основы которой, обеспечивают прикладную и практическую направленность данной дисциплины.

Придерживаясь этапов обучения конкретному учебному предмету, предложенных Т.А.Бороненко в работе [2, с.34], нами разработана методическая система обучения предпрофильным дисциплинам, приведенная на схеме 1.

Развитие профессиональной компетентности бакалавров информатики посредством предпрофильной математической подготовки; обеспечение интеграционного взаимодействия образовательной области информатики и предпрофильных математических дисциплин; разработка и внедрение соответствующего содержания образования

Г"

Социальный заказ

Достижения науки и техники

Рынок труда и занятости

Личные потребности заказчика

Цель: развитие компетентности будущего бакалавра информатики

• формирование знаний, умений и навыков в области предпрофильной подготовки;

• формирование профессиональных компетенций;

• применение полученных знаний при решении задач профессиональной деятельности

ЦІ5Л

Требования профильной дисциплины к предпрофильной подготовке

1. деструктуризация профильных дисциплин;

выделение компонентов предпро-фильной подготовки; выделение ведущих компонентов; выделение содержательных линий; формулирование знаний, умений, владений по предпрофильной подготовке

Модель Результаты обучения пред-профильной дисциплине

Содержание обучения

уровень фундаментальности

уровень межпредметных связей уровень математической информатики

I' ' ' ' ' ' I

Компетентностно-

ориентированные

тесты

I

Процессуально-методический блок

Применение компетентностно-ориентированного предпрофильного содержания

Формы обучения

лекции практические занятия лабораторные занятия самостоятельная работа

’ г ' і ' і > і

'М

І I ' I > I І I

Средства обучения:

Системы компьютерной математики \\еЬ-порталы интернет ресурсы

Методы

информационноразвивающий, проолемно-поисковый. практическое обучение, онлайн проекты

профессиональные компетенции-

специальные компетенции

тру.

іЛ ,Нт).Іппо-Нп'У,іі>.іигп'К і Кіт К'и.итіІП Шп

Результативно-оценочный блок

Уровни профессиональной компетентности

Компетентностно-ориентированные оценочные материалы

Мониторинг развития профессиональных и специальных компетенций

Резупътативно-оценочныйкомпонент

Схема 1. Методическая система обучения предпрофильным дисциплинам

Методическая система обучения предпрофильным дисциплинам (МСОППД) построена на основе обобщенной модели методической системы обучения, предложенной Т.А. Бороненко и И.Б .Готской, которую дополнили социально-целевым и оценочно-результативным компонентами методической системы формирования компетенций А.Г.Кириллова.

Социально-целевой компонент МСОППД отражает основную цель обучения предпрофильной дисциплине в соответствии с требованиями рынка труда, личными потребностями заказчика, учитывая уровень развития науки и техники. Системообразующим компонентом данной МСОППД является когнитивный, в котором демонстрируется алгоритм построения модели результатов обучения и модели проектирования компетентностно-ориентированного содержания предпрофильного математического образования в обучении бакалавров информатики.

В проектирования модели результатов обучения предпрофильной дисциплине рассмотрено четыре этапа: деструктуризация профильных дисциплин; выделение компонентов предпрофильной подготовки; выделение содержательных линий предпрофильной подготовки; формулирование знаний, умений, владений (ЗУВ) по предпрофильной подготовке. Рассматривая цель обучения как конкретизированный результат, детализируем знания, умения, владения (ЗУВ) по каждой компетенции до уровня конкретизированных знаний, умений, владений (КЗУВ) которыми должен обладать бакалавр информатики в результате обучения предпрофильной дисциплине «Математика». Для чего формулируем исходные компетенции по дисциплине, устанавливаем их связь с теми профессиональными и специальными компетенциями, которые непосредственно их используют.

В общем виде конкретизация знаний, умений может выглядеть следующим образом: «Применять (понятия, методы математики) для (конкретной профессиональной или специальной компетенции)». Например, «Применять аксиоматические методы математики для реализации аналитических и технологических решений в области программного обеспечения и компьютерной обработки ин-

формации», «Использовать классические методы математической статистики при обработке и представлении данных», «Использовать формальный аппарат алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных».

Образец формулирования конкретизированных математических знаний, умений, владений по общекультурной компетенции (ОК-12) «Способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны» приведен на схеме 2. На следующем этапе строится содержание образования в соответствии с диагностично сформулированными целями, что, согласно Д.Ш.Матросу [5, с.62] «позволяет осознать вклад данного предмета в достижение результатов освоения образовательной программы» и применять соответствующие методы и средства обучения.

Для определения математических основ информатики, выделения фундаментальных составляющих компонент и требований современной информатики как науки, нами проведена деструктуризация дисциплин профильной подготовки бакалавров информатики, изучаемых в соответствии с ГОС ВПО. На основе выделенных компонент математической составляющей информатики, открытия новых связей и отношений между профильными дисциплинами и математикой, включения их в различные системы связей, сформулированы следующие содержательные линии обучения математике бакалавров информатика:

1) канторовская теория множеств - логические языки - специальные числа - реляционная алгебра - реляционные модели данных;

2) комбинаторная логика - лямбда-исчисление - отображение - комбинаторы;

3) целочисленная функция - модулярная арифметика;

4) матрицы - аналитическая геометрия - линейные пространства - векторный анализ;

5) отображения - функция - рекурсивная функция - рекуррентные соотношения - цепи Маркова;

Вестник ЧГПУ 2'2012

способен понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны ___________________________________________________________/

ЗУВ 1

Знать основные способы математичесмкой обработки информации

Уметь применять естественнонаучные знания в учебной и профессиональной деятельности

Владеть основными методами математической обработки информации

КЗУВЗ

Знать теорию полиномиальной и компьютерной алгебры, теории чисел, элементы комбинаторики, бином Ньютона, Уметь находить НОД, НОК, вычеты, полиномиальное представление числадля решения задач криптографии Владеть методологией шифрования, кодирования и декодирования информации, навыками грамотного использования математического научного языка

КЗУВ1

Знать основы математической обработки информации; основные методы и принципы представления информации, системы счисления, теорию множеств, элементы компьютерной алгебры

Уметь применять методы алгебры и теории чисел для обработки информации, методы доказательств, в т.ч., метод математической индукции

Владеть методологией канторовской теории множеств, теории чисел, компьютерной алгебры

ЗУВ 2

Знать основы современных технологий отбора, обработки и представления информации

Уметь использовать современные информационнокоммуникационные технологии для сбора, обработки и хранения информации

Владеть навыками работы с программными методами защиты информации при работе с компьютерными системами и организационными мерами и приемами антивирусной защиты

Схема 2. Формирование конкретизированных знаний, умений, владений по математике по общекультурной компетенции ОК - 12

ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ

6) последовательность - производящая функция - исчисление сумм (неопределенные и определенные);

7) разностный оператор - интегрирующий оператор - дифференциальные уравнения;

8) комбинаторика - подстановки - графы - деревья - дискретная вероятность;

9) подстановки - биномиальные коэффициенты - полиномы;

10) случайные события - случайные величины и их математическое описание - марковские случайные процессы - пуассоновский случайный процесс.

Эти содержательные линии являются организующими идеями образовательной области или устойчивыми единицами содержания, образующими каркас курса математики и позволяют.

Предлагаемая методическая система обучения предпрофильным дисциплинам имеет теоретическую и практическую значимость, которая состоит в проектировании модели результатов обучения предпрофильной дисциплине; разработке модели проектирования компетентностно-ориентированного пред-профильного содержания образования; дополнении теории и методики обучения информатике знаниями о направлениях и средствах интеграции профильных дисциплин и математики. Определены роль и место дискретного аспекта в математической подготовке бакалавров информатики, отборе и построении содержания предпрофильного математического образования.

Автор считает, что данная методическая система обучения предпрофиль-ным дисциплинам является универсальной и применима для различных профилей и форм обучения, в том числе и дистанционной.

Библиографический список

1. Абрамова, И.В. Проектирование компетентностно-ориентирован-ного содержания образования модульных дисциплин для предпрофильной подготовки выпускников вузов / Л.С.Лисицына, А.С. Пирская // Сб. статей XVI Всероссийской научно-методической конференции. Телематика. - 2009. - С.15.

2. Бороненко, Т.А. Методика обучения информатике. Теоретические основы. Учебное пособие для студентов. СПб.: РГПУ им. А. И. Герцена, 1997. -34 с.

3. Леонова, Е.А. Электронная модель содержания образования как инструмент реализации требований стандарта // Народное образование.- 2011. - №2. - С.174 -181.

4. Матрос, Д.Ш. Информационно-образовательная среда как основа системы менеджмента качества образовательного учреждения на основе стандарта ISO. // Сб.статей Первой Всероссийской научно-методической конференции «Информационные и коммуникационные технологии - основной фактор реализации системы менеджмента качества образовательного учреждения на основе стандарта ISO». Челябинск: ЧГПУ, 2010. - С.81 - 85.

5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. 050100 Педагогическое образование. Приказ ..№788 Мин.обр. и науки РФ от 22 декабря 2009 г.

Biblography

1. Abramov, I.V. Design of the Competence-Based Modular Curriculum Subjects for Graduates’ Prevocational Training / L.S. Lisitsyn, A.S. Pirskaya // Reports of XVI All-Russian Scientific and Methodical Conference. Telematics, 2009.

2. Boronenko, T.A. Methods of Teaching Science. Theoretical Foundations.Textbook for Students. - St. Petersburg: RSPU n.a. A. I. Herzen, 1997. - 134 p.

3. Leonova, E.A. Electronic Content Model of Education as a Tool for Implementing the Standard Requirements // Education in 2011. - № 2. - P.174 - 181.

4. Matros, D.Sh. Information and Educational Environment As a Basis of the Quality Management System of Educational Institutions Based on ISO Standard // First All-Russian Scientific and Methodical Conference "Information and Communication Technology As the Main Implementation Factor of Quality Management System of Educational Institutions on the Basis of the ISO Standard». - Chelyabinsk: ChSPU, 2010. - P.81 - 85.

5. The Federal State Educational Standard of Higher Professional Education. 050 100 Teacher Education. Order. № 788 Min. of Educ. and Science, December, 22, 2009.