Совершенствование преподавания дисциплин естественно-научного цикла в вузе с применением информационных технологий

лин и дисциплин специализации по специальности 050501 «Профессиональное обучение (агроинженерия)», который проводится в виде письменного (компьютерного) тестирования в центре информационных технологий ФГОУ ВПО МГАУ.

Конкретный перечень дисциплин, по которым осуществляется проверка остаточных знаний, определяется ГОС и специализацией подготовки. Для специализации «Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства» этот перечень включает: общую психологию, психологию профессионального обучения, общую и профессиональную педагогику, методику профессионального обучения, методику воспитательной работы, безопасность жизнедеятельности на производстве, экономику сельского хозяйства, технологию производства продукции растениеводства, технологию и механизацию животноводства, прикладную механику, теоретические основы электротехники, электроснабжение, электротехнологию, автоматизированный электропривод.

Вопросы и задания тестов проходят соответствующую экспертную проверку и согласование с учебно-методическим объединением вузов по профессионально-педагогическому образованию.

Использование компьютерного тестирования при проведении государственного экзамена позволяет решить следующие задачи:

• проверить теоретические знания студентов;

• систематизировать знания на завершающем этапе обучения;

• выявить пробелы в преподавании отдельных дисциплин, что может служить для внесения корректив в содержание и методику преподавания дисциплин;

• снизить нагрузку на преподавателей;

• обработать результаты тестирования быстро и без значительных трудозатрат со стороны преподавателей;

• снизить затраты времени на проведение экзамена (протестировать значительное количество студентов за относительно небольшой промежуток времени).

• в значительной степени экономить средства за счет практически полной автоматизации контроля и др.

Итоговая аттестация, построенная подобным образом, позволяет обобщить и систематизировать наиболее важные с точки зрения профессии знания, умения и навыки, полученные в дискретном процессе обучения по отдельным дисциплинам в целостную систему подготовки и подтвердить ее уровень.

Список литературы

1. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Специальность 050501 «Профессиональное обучение (агроинженерия)».

2. Марченко, А.И. Общая и профессиональная педагогика: учебное пособие / А.И. Марченко, И.Ф. Кривчанский, С.Н. Кривчанская. — М.: МГАУ, 2003. — 264 с.

3. Челышкова, М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов: учебное пособие / М.Б. Челышкова. — М.: Логос, 2002. — 432 с.

УДК 378:004.9

И.А. Баруздина, аспирантка

Негосударственное образовательное учреждение «Российский новый университет»

совершенствование преподавания дисциплин естественнонаучного цикла в вузе с применением информационных

технологий

В настоящее время стала актуальной проблема организации обучения студентов высших учебных заведений (далее — вузов) с применением новых информационных технологий. Под информационными технологиями мы понимаем совокупность технических и программных средств сбора, обработки, хранения и передачи информации [1, с. 111].

Изучение педагогической практики в нескольких вузах показывает, что информационные технологии [2, с. 27] активно применяются в решении задач управления образовательными системами и процессами, накопления информации и создания информационно-образовательной среды вуза [3], од--------------------------------Вестник ФГОУ ВПО

нако непосредственно в процессе обучения и преподавания учебных дисциплин, в том числе предметов естественно-научного цикла (математика, физика, химия, география, биология, анатомия, физиология и др.), информационные технологии не нашли должного применения. В этой связи имеет место противоречие между запросами студентов, требованиями общества и государства к современному уровню преподавания, применения в педагогической деятельности информационных технологий и реальным состоянием данного явления. Наблюдения, опросы и анализ научных источников показывает, что основными причинами такого положения являются:

• низкая информационная культура всего общества и педагогических коллективов вузов, незнание разнообразных возможностей применения информационных технологий в процессе обучения и неумение ими пользоваться в массовой практике;

• недостаточная научая психолого-педагогическая разработанность теоретических основ использования информационных технологий в обучении студентов;

• предметная, педагогическая и методическая неподготовленность значительной части преподавателей к работе с информационными технологиями;

• низкая мотивация преподавателей и студентов к использованию информационных технологий в процессе преподавания и учения. Следовательно, одним из противоречий образовательного процесса вузов является несоответствие между возможностями информационных технологий и их реализацией в процессе преподавания естественно-научных дисциплин. Разрешение данного противоречия и совершенствование преподавания учебных дисциплин, в том числе естественнонаучного цикла, как показывают результаты проводимого нами педагогического исследования, возможно по нескольким направлениям. Одним из них является формирование информационной культуры у преподавателей высшей школы.

В современных условиях модернизации системы российского 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 вуза является его подготовка в области информатики и информационных технологий. Такая подготовка должна начинаться в период обучения будущего педагога в высшем учебном заведении.

Прошедшие за последние 10 лет изменения структуры и содержания высшего педагогического образования (введение многоуровневой системы, разработка и принятие образовательных стандартов первого и второго поколения и др.) привели к существенным изменениям целей и содержания информационной подготовки студентов педагогических вузов. Основные положения и направления информатизации высшего педагогического образования рассмотрены в трудах М.П. Лапчика [4, 5]. Подготовка студентов педагогических вузов в области информатики, а именно общее введение в информатику и практикум по информационному моделированию, стала важным компонентом содержания высшего образования специалистов различных уровней (бакалавр, специалист, магистр).

Одной из основных целей подготовки будущих педагогов в области информатики является форми-

рование у них информационной культуры. Информационная культура преподавателя помогает ему целенаправленно взаимодействовать с информацией, использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерные информационные технологии, современные технические средства и методы [6, с. 21].

Существенной особенностью формирования у студентов педагогических специальностей информационной культуры должна стать ее направленность на предстоящую профессиональную деятельность.

Формирование информационной культуры педагога предполагает создание у него определенного мировоззрения, владение им системой знаний, навыков и умений, помогающих осуществлять педагогическую деятельность с использованием информационных технологий. В данном понимании информационной культуры важным является наличие у преподавателей убеждений и потребностей использования знаний в области информатики при решении профессиональных педагогических задач. Должна быть сформирована система познавательных и профессиональных мотивов, которые побуждают педагога использовать эти знания и самостоятельно расширять их объем. Наличием устойчивых мотивов характеризуется оптимальный уровень информационной культуры педагога, имеющего систему знаний в области информатики и информационных технологий, владеющего навыками и умениями применения знаний в процессе преподавания учебных дисциплин.

Процесс формирования личности и структуры мотивов будущего преподавателя начинается с первых дней обучения студента в педагогическом вузе. К сожалению, он не всегда целенаправленно управляется педагогами. Преподавателям любого вузовского предмета необходимо знать о потребностях, интересах, профессиональных стремлениях студентов и использовать эти знания в своей педагогической деятельности. Как показывают психологические исследования (А.Н. Леонтьев [7], О.К. Тихомиров [8] и др.), на эффективность учебной деятельности студентов оказывает влияние большой спектр мотивов. Наиболее значимыми из них являются: социальные мотивы, отражающие значимость учебы; профессиональные мотивы, характеризующие значимость учебной деятельности для овладения профессией; познавательные мотивы, связанные с овладением новыми знаниями. Несформированность тех или иных мотивов существенно влияет на качество усвоения учебного материала и не позволяет достигнуть поставленных целей. Так, отсутствие позитивных внутренних познавательных мотивов приводит к формальному отношению к учебе: любыми средствами студент стремится «сдать сессию». В короткий сессионный период студенты механически заучивают огромный объем учебного материала, который потом очень быстро забывается.

Профессиональные мотивы определяют активность студентов в подготовке к педагогической деятельности, и их несформированность существенно влияет на уровень профессиональных знаний, навыков и умений. В работах Н.Ф. Талызиной [9], Б.С. Гершунского [10] и других ученых рассмотрены вопросы, связанные с влиянием компьютеров, средств новых информационных технологий на развитие мотивации студентов к учебной и профессиональной деятельности. Однако малоизученными остаются механизмы мотивационной регуляции учебной деятельности в процессе обучения информатике, формирования информационной культуры студентов педагогических вузов.

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

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

Век глобальной компьютеризации и информатизации предоставляет современному человеку невиданные ранее средства усиления его умственных возможностей, позволяющие интенсифицировать процессы интеллектуального развития индивида. Так, использование возможностей средств современных информационных технологий позволяет: инициировать процессы развития определенных типов мышления (например, наглядно-образного, теоретического); интенсифицировать процессы развития памяти, внимания, наблюдательности; сформировать качества лидера, способного к руководящей и организационной деятельности. Вместе с тем ни у кого не вызывает сомнения и то, что, какими бы заманчивыми ни были эти средства, какими бы уникальными возможностями они ни обладали, приоритетным всегда остается принцип «не навреди». По этой причине необходимо особое внимание уделить негативным последствиям использования этих средств, а в особенности компьютера. Уже никто не в силах запретить применение компьютерной техники на производстве, в науке, образовании, быту, во время досуга, особенно при активном увле-

чении молодежи компьютерными играми. К предполагаемым негативным последствиям использования средств современных информационных технологий можно отнести, во-первых, возможный вред здоровью (например, при длительной и бесконтрольной работе за компьютером); во-вторых, педагогически немотивированное их использование (например, игнорирование дидактических принципов обучения, использование средства только ради самого факта его применения, преобладание игровой компоненты над учебной), не приводящее к позитивным результатам в области развития личности обучаемого или интенсификации учебного процесса. Первое достаточно легко устранимо при безоговорочном соблюдении ограничений (например, по времени использования компьютера), устанавливаемых гигиенистами, валеологами, психологами и педагогами. Так, например, использование методических рекомендаций по оборудованию специализированного кабинета информатики и вычислительной техники позволяет соблюдать педагогические и гигиенические требования к оформлению кабинета, планировке и размещению в нем рабочих мест; организовывать различные, чередующие друг друга, виды учебной деятельности; осуществлять индивидуальную и коллективную работу со средствами современных информационных технологий, в частности, с компьютером. Грамотное соблюдение подобных рекомендаций сможет гарантировать не только обеспечение принципа «не навреди», но и реализацию педагогических целей использования средств современных информационных технологий.

Другая возможная опасность кроется в бессистемном, педагогически необоснованном использовании средств современных информационных технологий. Это, к сожалению, более распространенное и даже массовое явление, нежели нарушение гигиенических требований. Так, например, применение программных средств в учебных целях, ориентированных на игровую деятельность, зачастую сводит всю работу обучающихся к бездумному выполнению примитивного набора команд, автоматическому нажатию клавиш. Такая деятельность не только не способствует усвоению учебного материала, но и развивает азарт, приводит к так называемой компьютеромании. Или другой пример. Использование компьютерных программ, представляющих на экране текст книги для ее прочтения, никак нельзя считать педагогически оправданным, так как возможности средств современных информационных технологий позволяют обеспечить осуществление таких видов учебной деятельности, которые известными ранее педагогике средствами обеспечить было нельзя. А прочтение текста можно осуществить и традиционно — с листа книги, тем более, что длительное чтение с экрана компьютера вредно влияет на зрение. Подобные примеры педа-

131

гогически нецелесообразного использования возможностей компьютера можно продолжить.

Но еще больше резервов заложено в возможностях современных информационных технологий, которые не используется в педагогических целях. В связи с этим на первый план выступает необходимость создания теоретической базы, обосновывающую педагогическую целесообразность использования средств современных информационных технологий, методики, обеспечивающей реализацию этих возможностей с целью интенсификации образовательного процесса. Не менее важным является необходимость обезопасить психологию личности от возможной персонификации технического средства вообще и компьютера в частности [11].

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

Требование 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 приобретенным знаниям, навыкам и умениям, производится с помощью различных методов (методик), в том числе тестирования.

Достижение адаптивности означает приспособление информационных технологий к индивидуальным возможностям обучающегося. Это предполагает реализацию индивидуального подхода в обучении, учет 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, объему, 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

132

средств компьютерной графики, технологии мультимедиа 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 информационных технологий. Это требование достигается осуществлением самоконтроля и самокоррек-ции; 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 информационных технологий.

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

Создание обратной связи при работе с информационными 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 дает возможность получить предлагаемый программой совет, рекомендацию о дальнейших действиях или комментированное подтверждение (опровержение) выдвинутой гипотезы или предположения. При этом целесообразно обеспечить возможность приема 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 естественно-научного цикла основано на широких возможностях вычислительных средств, компьютерных сетей и компьютерных обучающих программ.

В практике учебного процесса используются как серийные технические средства обучения, так и специально разработанные: компьютерная

приставка к телевизору (комприт); компьютернотелевизионный учебный терминал (КТУТ) для просмотра слайд-лекций и оперативного тестирования студентов; компьютерный учебный терминал (КУТ) для индивидуального компьютерного тренинга, IP-хелпинга, языкового тренинга; видеокабина для записи телекурсовых работ и др.

Компьютерные обучающие программы заявили о себе как о средстве обучения в начале 70-х гг. прошлого века в период появления и развития персональных компьютеров (ПК). Поскольку обучающие программы требуют ПК определенной конфигурации, то было бы точнее называть их компьютерными обучающими системами (КОС), имея в виду, что они несут большую дидактическую нагрузку.

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

Анализ и обобщения вариантов разработки КОС показал, что в настоящее время возможно создание учебных программных средств с помощью прямого программирования на языке высокого уровня (в том числе Java для сетевых вариантов КОС) и с помощью инструментальных систем, которые позволяют изготавливать КОС преподавателю-предметнику, не знакомому с программированием. Среди используемых отечественных инструментальных систем можно отметить АДОНИС, УРОК и системы, позволяющие создавать мультимедийные программные продукты: ДЕЛЬФИН-3 (разработка МЭИ), Statpro Multimedia (разработка МЭСИ) и др. [12].

Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают Интернет-технологии как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера. Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, представляют для обучения физике широчайшие возможности: оперативную передачу на разные расстояния информацию любого объема и вида, интерактивность и оперативную обратную связь, организацию совместных телекоммуникационных проектов, запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций.

Образовательный web-сайт учебного заведения в сети Интернет — новое средство обучения. В связи с бурным развитием информационных технологий количество и роль образовательных сай-

тов 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.

Из вышеизложенного следует, что основными педагогическими условиями совершенствования преподавания дисциплин естественно-научного цикла с применением информационных технологий являются:

• формирование информационной культуры преподавателей вузов;

• совершенствование базовой подготовки студентов вузов по информатике;

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

Список литературы

1. Коджаспирова, Г.М., Коджаспиров, А.Ю. Словарь по педагогике / Г.М. Коджаспирова, А.Ю. Коджаспиров. — М.: Ростов-н/Д, 2005. — 448 с.

2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования; под ред. Е.С. Полат. — М.: Академия, 2001. — 271 с.

3. Лобанова, Е.В. Дидактическое проектирование информационно-образовательной среды высшего учебного заведения: автореф. дис. ... д-ра пед. наук / Е.В. Лобанова. — М.: ВУ, 2005. — 58 с.

4. Лапчик, М.П. Информатика и информационные технологии в системе общего и педагогического образования: монография / М.П. Лапчик. — Омск: Изд-во Омского гос-педуниверситета, 1999. — 156 с.

5. Лапчик, М.П. О стандартах образования и компьютерной грамотности учителя / М.П. Лапчик // Новые информационные технологии в педагогическом образовании: тезисы докладов X Республиканской научно-практической конференции (Омск, 17-20 мая, 1993 г.). — Омск: РЦ НИТО, 1993. — С. 6-7.

6. Информатика: учебник для студентов экономических специальностей вузов / Под ред. Н.В. Марковой. — М.: Финансы и статистика, 2000. — 312 с.

7. Леонтьев, А.Н. Деятельность. Сознание. Личность: учебное пособие / А.Н. Леонтьев. — М.: Академия, 2004. — 352 с.

8. Тихомиров, О.К. Психология мышления / О.К. Тихомиров. — М.: Академия, 2005. — 288 с.

9. Талызина, Н.Ф. Педагогическая психология / Н.Ф. Талызина. — М.: Академия, 1998. — 310 с.

10. Гершунский, Б.С. Философия образования для XXI века / Б.С. Гершунский. — М.: Педагогическое общество России, 2002. — 608 с.

11. Роберт, И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования / И.В. Роберт. — М.: Школа-Пресс, 1994. — 205 с.

12. Канаев, В.И. Дистанционное обучение: технические аспекты: монография / В.И. Канаев. — М.: СГА, 2004. — 192 с.