Роль междисциплинарных связей в аспекте компетентностного подхода при подготовке будущих учителей информатики

Петр Владимирович  Никитин

аспирант кафедры информатики и вычислительной техники,

Чувашский государственный педагогический университет им. Я.И. Яковлева,

г. Чебоксары, ул. Карла Маркса, 38, 428000

старший преподаватель кафедры информатики и методики обучения информатики,

Марийский государственный университет,

г. Йошкар-Ола, пленина, 424001, (8362)425662

 

Аннотация

В данной статье описываются профессиональные компетенции учителя информатики, проблемы их формирования в ходе обучения в педагогическом вузе, понятие компетентностно-ориентированного задания, которое служит оценкой формирования определенной компетенции. Приведена модель методической системы формирования профессиональной компетентности учителя информатики на основе междисциплинарного подхода и описана реализация данной модели в учебном процессе вуза. Особое внимание уделяется междисциплинарным связям данной системы, описывается их реализация в условиях компетентностного подхода. Так же в статье описана оценка сформированности профессиональной компетентности будущего учителя информатики и приведены результаты педагогического эксперимента, которые доказывают эффективность применения данной педагогической системы.

 

This article describes the professional competence of teachers of informatics, problems of their formation in the course of training in pedagogical high school, the notion of competence-oriented jobs, which is the formation of a specific assessment of competence. A model of methodical system of formation of professional competence of teachers of science through an interdisciplinary approach and describes the implementation of this model in teaching high school. Particular attention is paid to interdisciplinary connections of this system, describe their implementation in a competence-based approach. Also in the article describes the evaluation of formation of professional competence of future teachers of informatics and the results of pedagogical experiment that prove the effectiveness of this educational system.

 

 

Ключевые слова

междисциплинарные связи, компетентностный подход, междисциплинарный подход, компетентностно-ориентированное задание, междисциплинарная методическая система формирования профессиональной компетенций.

interdisciplinary communication, professional competence of the IT-teacher, competence approach, interdisciplinary approach, the competence-oriented task, interdisciplinary methodical system formation of professional competence.

 

Введение

В связи с подключением России к Болонским решениям многие исследователи обратились к компетентностному подходу, проявляющемуся в интегративных процессах, которые отражают общую тенденцию фундаментализации профессиональной подготовки специалиста. Важнейшими нормативными документами, определяющими работу в данном направлении, являются «Федеральная программа развития образования», «Национальная доктрина образования до 2025», «Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года».

Практическая реализация компетентностного подхода кадров в высшей школе выдвигает на первый план задачу разработки для каждой вузовской дисциплины методической системы, которая соответствовала бы педагогической модели формирования профессиональной компетентности выпускника вуза. Данная модель к настоящему времени предложена и обоснованна А.А. Вербицким и В.Т. Тенищевой и получила название интегративно-контекстной [1]. Концептуальную основу этой модели образует контекстное обучение, сближающее учебно-познавательную и будущую профессиональную деятельность студента и особую роль в этом играют междисциплинарные связи [2, 3]. Анализ психолого-педагогической и методической литературы показывает, что вопросы междисциплинарного обучения изучались многими учеными (Г.Бергер, Н.В.Борисов, В.Г.Буданов, В.И.Вершинин, В.Каган, В.Н.Максимова, Э.М.Мирской, Н.Чебышев, Б.Чендов и др.). Исследования данных ученых доказывают положительное влияние междисциплинарных связей на качество знаний, но многие важные их аспекты еще до конца не изучены, особенно в условиях компетентностного подхода.

Роль междисциплинарных связей закреплена общедидактическим принципом междисциплинарных (межпредметных) связей в обучении, который подразумевает согласованное изучение теорий, законов, понятий, методов познания и методологических принципов, общих для родственных дисциплин, а также формирование общих для них видов деятельности и систем отношений [4]. Данный принцип нацеливает на формулировку проблем, вопросов, задач, заданий для учащихся, ориентированных на применение и синтез знаний и умений из разных предметов [5]. Но он соответствует знаниевой парадигме в обучении и не в полной мере отвечает требованиям компетентностного подхода. Так как, во-первых, он предполагает уже сформировавшиеся и в какой-то степени статичные связи между дисциплинами, поскольку определяет их исключительно через общность сложившихся теорий, законов, понятий и методов. Во-вторых, данный принцип не выделяет компетентностную сущность междисциплинарных связей, состоящую в междисциплинарном применении знаний и умений, а так же данный принцип не определяет и характер овладения ими в процессе обучения.

Таким образом, компетентностный подход приводит к необходимости расширить принцип междисциплинарных связей, добавив положение о целенаправленном усилении связей конкретной дисциплины с другими, в том числе «удаленными» от нее, и об установлении новых связей. Руководствуясь данным подходом, преподаватель может усиливать связи между дисциплинами, целенаправленно используя, например, междисциплинарные учебно-познавательные задачи или компетентностно-ориентированные задания. Междисциплинарные связи, представленные в таком виде, расширяют образовательное пространство, создают своего рода виртуальную учебную междисциплинарную лабораторию, в которой студент, многократно применяя знания по каждой дисциплине в новых условиях, за рамками самой дисциплины, развивает умение применять знания и в профессиональной деятельности.

Методология и/или теоретическая часть

Вопросы формирования компетентности учителя информатики рассматривались в работах В. Н. Введенского, О. Л. Кирилловой, Н. В. Залесовой, Т. В. Добудько, Э. И. Кузнецова, М. П. Лапчика, А. В. Могилева, М. В. Шведского, Е. К. Хеннера и других авторов. В работах этих авторов основное внимание уделено совершенствованию профессиональной компетентности учителя информатики как учителя предметника. Но на сегодняшний день школьная практика требует от учителя информатики обширных знаний в таких областях, как телекоммуникационные технологии, мультимедиа и гипермедиа, издательские системы, объектно-ориентированное программирование (ООП). Анализ имеющихся в литературе сведений о применении современных достижений компьютерных технологий в Российских школах показал, что для успешного решения задач, стоящих перед школьным учителем, ему нужны знания и умения, позволяющие:

·   использовать глобальные и научно-образовательные компьютерные сети;

·   создавать вместе с учащимися программные средства, предназначенные для использования в процессе обучения, на базе современных достижений программирования (ООП, гипертекстовые и мультимедиа-технологии);

·   организовывать индивидуальную, групповую и коллективную деятельность школьников по использованию информационных технологий в учебной и внеурочной деятельности;

·   создавать вместе с учащимися программные средства для управления школой, используя самые современные достижения в области программирования (ООП, гипертекстовые и мультимедиа-технологии);

·   использовать системы компьютерной верстки для различных целей: выпуск стенгазет, оформление учебных материалов и т.п.

Проанализировав задачи, стоящие перед учителем информатики, а так же работы вышеперечисленных авторов мы можем дать рабочее определение профессиональной компетентности учителя информатики. Под профессиональной компетентностью учителя информатики мы будем понимать личностную характеристику учителя, которая включает в себя сформированность теоретического, практического и мотивационно-отношенческого компонентов педагогической деятельности и оценивается эффективностью решения педагогических и предметных задач. Профессиональную компетентность учителя информатики можно разделить на следующие компоненты:

·         ключевые компетенции (ценностно-смысловая, общекультурная, социально-трудовая, информационная, коммуникативная, самообразовательная);

·          педагогические компетенции (технологическая, когнитивная, психологическая, регулятивная, исследовательская, методическая, управленческая);

·         предметные компетенции (пользовательская, информационно-системная, техническая, в области программирования, в области мультимедиа).

Заметим, что предметные компетенции имеют структурный характер, а так же следует указать на междисциплинарный характер формирования узкопредметных компетенций, которые формируются посредством не одной, а некоторого цикла дисциплин, что затрудняет возможность их контроля и оценивания. Поэтому в рамках компетентностного подхода необходимо учитывать одну из важнейших его специфик – межпредметность формирования и развития отдельных компетенций [6], так как некоторые категории компетенций являются обширными по содержанию и подразумевают формирование в процессе длительного периода с помощью цикла взаимосвязанных дисциплин. Очевидна необходимость систематизации процесса их становления и отслеживания. Поэтому становление компетенций необходимо рассматривать через призму дисциплин их формирующих, что еще раз показывает важную роль междисциплинарных связей в формировании профессиональной компетентности будущего учителя информатики.

В своей работе мы предлагаем формировать профессиональную компетентность специалиста на основе междисциплинарной методической системы формирования компетенций (ММСФК), под которой понимается совокупность взаимодействующих компонентов (целевого, содержательного, инструментально-технологического, контрольно-регулировочного и оценочно-результативного), обеспечивающих ориентацию всех составляющих предметной подготовки на формирование профессиональной компетентности специалиста.

В рамках целевого компонента происходит отслеживание влияния изучаемой дисциплины на развитие отдельных компетенций. С помощью целевого компонента уточняются цели и задачи стоящие перед дисциплиной, которые находят отражение в следующем – содержательном компоненте ММСФК. Основной задачей содержательного компонента является согласование содержания государственного образовательного стандарта и структуры компетенций специалиста (с применением элементов технологии конструирования компетенций, разработанной А.В. Хуторским [7]). Инструментально-технологический компонент ММСФК представляет комплекс технических и методических механизмов, с помощью которых осуществляется учебный процесс. Контрольно-регулировочный компонент нашей системы предполагает контроль преподавателя за ходом решения поставленных задач обучения и самоконтроль студентов за правильностью выполнения учебных операций. Оценочно-результативный компонент отвечает за оценку преподавателями достигнутых в процессе обучения результатов, установления соответствия их поставленным задачам обучения, выявление причин обнаруживаемых отклонений, постановка новых задач обучения.

ММСФК является некоторой надстройкой, объединяющей множество методических систем обучения конкретным дисциплинам, которые в совокупности обеспечивают формирование необходимых компетенций (рис. 1.).

 

 

 

 

 

 


Рис. 1. Взаимодействие между ММСФК и методическими системами обучения (МСО) конкретным дисциплинам (циклу дисциплин)

 

Четкое описание структуры компетенций специалиста и определение вклада в нее каждой отдельной дисциплины, изучение которых предусмотрено государственным образовательным стандартом, позволяет оптимизировать как структуру и содержание подготовки в целом, так и содержание отдельных дисциплин (или цикла дисциплин) и методику их освоения [8].

Сформулируем условие сформированности профессиональной компетенции: компетенция считается сформированной, если студент эффективно решает предложенную задачу (проблему) в данной предметной области и при относительной свободе выбора способов деятельности у него преобладает аналитическая, исследовательская или проектная (как индивидуальная, так и коллективная).

Так как процесс формирования компетенции в пределах вуза конечен (он ограничен временными рамками и преследуемыми целями), то мы можем утверждать, что формирование компетенций можно выразить в процентном отношении, где 100% — желаемая степень развития данной компетенции у конкретного индивида. Опираясь на рабочее определение профессиональной компетентности специалиста, можно утверждать, что ее можно комплексно спроецировать на многомерную систему степени сформированности знаний, степени освоенности практических умений. Таким образом, становится возможен перенос критерия В.П. Беспалько в модели полного усвоения, который утверждает, что усвоение материала не менее чем на 70% не препятствует изучению следующего, на степень сформированности компетенций [9]. Мы считаем, что нижняя минимально допустимая степень сформированности компетенции соответствует 70%. Итак, междисциплинарная методическая система формирования компетенций, рассматриваемая нами как механизм реализации компетентностного подхода, является средством становления профессиональных компетенций специалиста в условиях предметной подготовки.

Сложность формирования компетенций заключается в том, что при изучении новой темы студенты лучше воспринимают материал в классическом представлении. Поэтому сначала предлагается теоретический материал, который закрепляется учебными заданиями. Для организации текущего контроля дается компетентно-ориетированное задание с целью развития конкретной компетенции до необходимого уровня. Компетентностно-ориентированные задания (КОЗ) – это задания, сориентированные на развитие конкретных заранее заданных компетенций. Одним из требований, предъявляемых к компетентностному заданию – это возможность применения его решения в будущей профессиональной деятельности. Для создания компетентностно-ориентированного задания необходимо определить совокупность предметных областей, в пределах которых оно будет задаваться, решить его в идеальном (профессиональном) варианте для того, чтобы в дальнейшем определить степень соответствии студенческого решения и профессионального, а также для возможности проведения модифицированного поэлементного и пооперационного анализа. Применение КОЗ предполагает наличие четких, но гибких заранее заданных критериев оценивания, не исключающих оригинальность и творческое исполнение.

Для проведения детального анализа решения задания необходимо определить список локальных компетенций (а точнее дидактических единиц), на которые оно опирается, использует, влияет незначительно, развивает или констатирует сформированность. Компетентностно-ориентированные задания нами предлагается разрабатывать в виде системы, что придает целенаправленность их применению. К критериям оценивания КОЗ можно отнести степень соответствия профессиональному исполнению (если это возможно), правильность, универсальность, устойчивость, эргономичность, оптимальность и скорость выполнения.

В понятие сложности компетентностно-ориентированных заданий включается неопределенность факторов (возможна противоречивость данных), студенту дается возможность додумать ситуацию, найти проблему, предоставляется относительная свобода действий. Компетентностно-ориентированные задания позволяют: конкретизировать цель, развить самостоятельность, компетентность, выполняют диагностическую функцию, служат удобным инструментом проверки сформированности компетенций. В качестве готового контроля оценивания степени сформированности компетенций, мы предлагаем использовать метод проектов.

Таким образом, реализация ММСФК будущих учителей информатики определяет методику обучения конкретной дисциплины (ставит цели, определяет содержание и наиболее оптимальные методы, средства и приемы обучения) с целью эффективного становления компетенций. Оценивать уровень междисципларных связей, реализованных в данной системе обучения, можно по их отражению в сознании студентов в виде умений применять знания в соответствующих условиях. Такая оценка может быть получена, например, по результатам решения междисциплинарных задач (КОЗ). Их успешное решение свидетельствует о приобретенном опыте междисциплинарного применения знаний, а значит, осознании междисциплинарных связей. Фактически это дает новый метод количественной оценки междисциплинарных связей. Такие оценки позволяют преподавателю усиливать связи, корректируя содержание и методики обучения дисциплинам.

Реализация (практическая часть)

Проанализировав государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (специальность 050202.65 Информатика с дополнительной специальностью) нами была разработана междисциплинарная методическая система формирования профессиональных компетенций будущих учителей информатики, модель которой приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Графическая модель междисциплинарной методической системы формирования профессиональных компетенций будущих учителей информатики

 

В основе данной системы лежат междисциплинарные связи. ММСФК включает в себя дисциплины, при изучении которых необходимо использовать информацию из ранее изученных дисциплин. Так, дисциплины, приведенные в нашей модели, студенты изучают в 5,6,7,8,9 семестрах.

Первой дисциплиной ММСФК является дисциплина «Компьютерная графика и издательское дело», которую по ГОСТу можно отнести к дисциплинам и курсам по выбору студента. Она изучается в 5 семестре. На ней студенты знакомятся с основными видами компьютерной графики (фрактальная, векторная, растровая), основными цветовыми моделями, основными форматами данных для работы в той или иной сфере деятельности и учатся работать с основными графическими редакторами и издательскими системами, а так же знакомятся с основными видами печати и печатных машин. Особое место на данной дисциплине уделяется дизайну, именно на данной дисциплине у студентов закладывается чувство стиля, которое в последующем они будут использовать в своей деятельности. КОЗ на данной дисциплине является создание и «полная печать» буклета на выбранную студентами тематику. Все это осуществляется в типографии «Чудо-принт» МОУ СОШ №5 «Обыкновенное чудо» г. Йошкар-Олы.

Познакомившись с графикой и дизайном, в 6 семестре появляется дисциплина «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии».

Данный курс условно можно разделить на три основных этапа:

·               Компьютерные сети и Интернет

·               Web-технологии

·               Мультимедиа технологии

Данная дисциплина является ключевой в формировании компетенций будущих учителей информатики. Поэтому при ее изучении нами разработаны четыре компетентно-ориентированных задания. Первое КОЗ направлено на администрирование локальной вычислительной сети (ЛВС). В данном задании студенты должны создать ЛВС, а так же наладить совместное использование Интернет несколькими машинами, совместное использование принтера в сети, а так же добавление сетевых дисков и доступа к файлам. Вторым КОЗ является задание, связанное с созданием, размещением и последующим администрированием в глобальной сети, сайтом. Сайт должен иметь единую структуру (стиль) и создан «руками» с помощью DHTML (HTML, CSS, JavaScript). Именно на этом этапе студенты вспоминают знания, полученные на дисциплине «Компьютерная графика и издательское дело». Третье КОЗ направлено на работу с мультимедиа технологиями. Студенты должны создать видеофильм произвольного жанра и тематики, в котором обязательно должны присутствовать сюжетная линия, титры, фотографии, голос диктора, музыкальное сопровождение. И, наконец, заключительным компетентностно-ориентированным заданием (метод проектов) является создание мультимедийной презентации, по выбранной тематике. Презентация обязательно должна содержать три основные части: заставку или имиджевый ролик, информативную часть, которая снабжена системой навигации и меню управления, а так же приложение. Так же в презентации должны содержаться основные виды мультимедиа: текст, графика, аудио, видео, анимация. Презентация может быть создана как с помощью определенной программы, например Macromedia Flash, так и с помощью языков программирования, например DHTML.

Следующая дисциплина «Современные языки программирования и базы данных» изучается в 7 семестре. Ее по ГОСТу можно отнести к дисциплине и курсам по выбору студента. На ней студенты знакомятся с web-программированием, а именно с понятиями web-сервера, языком «серверных сценариев» РНР, архитектурой и моделями баз данных, а так же с языком запросов SQL и СУБД MySQL. КОЗ на данной дисциплине является создание приложения (информационной системы), работающего по технологии «клиент-сервер». Обязательными критериями данного приложения являются: объектно-реляционная модель приложения, аутентификация и персонализация посетителей, создание удобной формы администрирования (вставки, изменения, удаления данных из БД) приложения.

Далее, на дисциплине «Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе», (8 семестре), будущие учителя информатики знакомятся с дидактическими основами создания и использования средств ИКТ и после этого создают образовательные проекты с использованием ранее изученных тем. КОЗ на данной дисциплине является создание образовательного сайта, в основе которого будет база данных или программного продукта для поддержания образовательного процесса.

В 9 семестре у будущих учителей информатики появляется дисциплина «Информационные системы». На данной дисциплине продолжается изучение технологии «клиент-сервер», но только на более сложном уровне. Студенты знакомятся с XML, XSL, технологией AJAX и создают форумы, чаты, сайты для голосования, гостевые книги, оценивание уроков, блоги, а так же подключают другие программы при использовании своих образовательных порталов. КОЗ на данной дисциплине является готовый образовательный портал, выставленный в сети Интернет, который студенты используют на педагогической практике как для организации самостоятельной работы учащихся, так и для проведения классно-урочной формы работы.

Программа изучения данных дисциплин построена так, что происходит постепенное нарастание объема и сложностей материала, что является необходимым условием поддержания интереса, активности и роста самостоятельности студентов. Осуществление междисциплинарных связей предполагает оптимальную последовательность изучения тем, касающихся общих объектов, в различных предметах и различных разделах данного предмета [10]:

·   согласованное и исключающее противоречия и дублирование основных понятий и представлений об этих общих объектах;

·   эффективное дополнение предметов, максимальное использование приобретенных ранее знаний и умений и навыков в последующих разделах данного предмета и других предметов;

·   полное согласование определений, законов в учебниках и пособиях по разным дисциплинам.

Так же важно отметить, что для успешного выполнения  компетентностно-ориентированного задания студентам необходимо применить знания из нескольких дисциплин. Например, КОЗ на дисциплине «Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе», (8 семестр), является готовый образовательный портал, выставленный в сети Интернет, который студенты используют на педагогической практике как для организации самостоятельной работы учащихся, так и для проведения классно-урочной формы работы. На данном портале можно вести подготовку учебных материалов и тестов, управлять учебным процессом, обеспечивать процедуры сдачи тестов и экзаменов в автоматическом режиме, получать статистические отчеты для анализа, выводить новости и статьи. Для его успешного выполнения необходимы знания и умения из следующих дисциплин: «Программирование», «Компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии», «Современные языки программирования», «Педагогика», «Возрастная психология», «Методика изучения информатики» и др., что свидетельствует об эффективности применения междисциплинарных связей. Аналогичным образом, составлены и КОЗ по другим дисциплинам.

Итак, исходя из выше сказанного, с помощью целевого компонента данной педагогической системы уточняются цели и задачи стоящие перед дисциплиной, которые находят отражение в следующем – содержательном компоненте методической системы. Основной задачей содержательного компонента является согласование содержания государственного образовательного стандарта и структуры компетенций специалиста (с применением элементов технологии конструирования компетенций, разработанной А.В. Хуторским), различных по природе и нуждающихся в сопоставлении, которое заключается в поиске стержневых линий в стандарте для задания по отношению к ним предметных компетенций. В пределах цикла дисциплин выделяются локальные предметные области, по отношению к которым можно задать соответствующую узкопредметную компетенцию. Так, компетенция в области программирования включает в себя алгоритмическую, логическую, сетевую, объектно-ориентированную и компетенции в области систем управления базами данных. А компетенция в области мультимедиа включает в себя компетенции по работе с графикой, аудио- видео материалами, анимацией.

Инструментально-технологический компонент ММСФК представляет комплекс технических и методических механизмов, с помощью которых осуществляется учебный процесс. Инструментальный компонент МСФК у будущих учителей информатики представлен непосредственно персональным компьютером и программными средствами, используемыми в процессе обучения. Технологический компонент МСФК включает в себя методы, приемы и формы обучения.

В рамках данного компонента данной педагогической системы нами была разработана компьютерная система поддержки междисциплинарной методической системы обучения будущих учителей информатики МарГУ и Интернет-тренажер [11, 12]. Данные программные продукты были зарегистрированы в объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» (№ 16017, 16018 от 19.07.2010).

Компьютерная система поддержки междисциплинарной методической системы обучения будущих учителей информатики МарГУ (система) позволяет авторизованному преподавателю создавать типовой учебно-методический комплекс, используя редакторы модели данных гипертекстового пространства. Техническая реализация портала направлена на:

1. сбор и хранение необходимой информации в различных формах ее представления, ее оперативное обновление;

2. выдачу информации пользователям;

3. авторизацию доступа к информации пользователями и реализацию многоуровневой системы информационной безопасности;

4. администрирование системы;

5. эффективное и быстрое создание информационных ресурсов пользователями.

Пользователей данной системы можно разделить на следующие группы:

1. обучающиеся, к которым относятся студенты, специалисты различных сфер деятельности, обращающиеся к ресурсам системы для получения знаний;

2. педагоги, в т.ч. учителя, тьюторы, преподаватели образовательных учреждений;

3. администратор, управляющий данным порталом.

Структурными элементами ресурса являются:

1.             СУБД, которая позволяет управлять ее содержимым: лекционные материалы, практические работы, тестовые задания, информация о зарегистрированных преподавателей и учащихся, соответствующие оценки за практические задания и результаты теста (анкетирования);

2.             браузер – программа на компьютере пользователя, позволяющая ему просматривать web-страницы;

3.             web-сервер – система, обеспечивающая принятие запросов и отправку ответов браузеру;

4.             скрипты – программы-модули, обрабатывающие полученные запросы и формирующие ответ в виде HTML-страницы.

База данных MySQL необходима для осуществления всех функциональных возможностей пользователей. Она представляет собой контейнер для информации. Информация хранится в таблицах; структура таблиц отражает отношение между данными. Базы данных вместе с таблицами представляют собой объекты, к которым пользователи имеют доступ. База данных предназначена для хранения информации о:

1.       зарегистрированных пользователей;

2.       лекционный материал;

3.       практические задания;

4.       анкетирование обучающихся;

5.       оценки обучающихся;

6.       результаты анкетирования обучающихся;

Один пользователь может иметь доступ ко многим данным, а одну и ту же данную может извлечь несколько пользователей. Поэтому база данных содержит несколько таблиц, связанных между собой. Преподаватель имеет доступ только к «своим» зарегистрированным студентам и он в праве управлять данными «своих студентов».

После регистрации преподаватели образовательных учреждений могут выполнять следующие действия:

1. входить в систему;

2. управлять списком студентов:

·   добавить нового студента;

·   удалить студента из существующего списка;

·   отредактировать данные студента;

·   просмотреть весь список;

3.       управлять лекционным материалом:

·   добавить новый материал;

·   удалять

·   изменять

4.       хранить, извлекать, удалять и изменять практические работы (рис. 3);

Рис. 3. Форма занесение практических работ.

 

5.       хранить, извлекать, удалять и изменять вопросы анкетирования;

6.       выставлять оценки за практические задания;

7.       просмотреть оценки учащихся за соответствующие практические задания.

Зарегистрированный ученик имеет право на:

1.       просмотр, необходимого для него, лекционного материала;

2.       просмотр практических заданий (рис. 4);

 

Рис. 4. Меню студента "Лабораторные работы".

 

3.       выполнение анкетирования;

4.       просмотр результатов анкетирования;

5.       просмотр своих полученных оценок за практические задания.

6.       управление верхним меню:

a.       хранение, изменение и удаление данных, содержащихся в меню «Перемена»;

b.       хранение, изменение и удаление информации, содержащихся в  меню «Новости».

В качестве администратора будет выступать пользователь, наделенный особыми правами по управлению базой данных. Администратор системы управляет всеми приложениями, которые существуют в системе. Он управляет списком преподавателей: регистрирует, удаляет, изменяет его данные. Так же он следит за порядком в базе данных и управляет верхними опциями меню (добавляет, изменяет, удаляет вкладки меню «новости» и «перемена»), то есть ему доступны следующие действия:

1.       регистрация преподавателей;

2.       удаление и изменение данных преподавателя;

3.       извлечение и отображение учеников;

4.       извлечение и отображение лекционного материала;

5.       извлечение и отображение практических заданий;

6.       извлечение и отображение тестового материала;

7.       управление верхним меню:

·         хранение, изменение и удаление данных, содержащихся в меню «Перемена»;

·         хранение, изменение и удаление информации, содержащихся в  меню «Новости».

Таким образом, данная система позволяет:

1.       организовать разнообразные формы деятельности обучаемых по самостоятельному извлечению и представлению знаний;

2.       применять весь спектр возможностей современных информационных технологий в процессе выполнения разнообразных видов учебной деятельности, в том числе, таких как регистрация, сбор, хранение, обработка информации;

3.       использовать в учебном процессе возможности технологий мультимедиа, гипертекстовых и гипермедиа систем;

4.       диагностировать интеллектуальные возможности обучаемых, а также уровень их знаний, умений, навыков, уровень подготовки к конкретному занятию;

5.       управлять обучением, автоматизировать процессы контроля результатов учебной деятельности, тренировки, тестирования, генерировать задания в зависимости от интеллектуального уровня конкретного обучаемого, уровня его знаний, умений, навыков, особенностей его мотивации;

6.       создавать условия для осуществления самостоятельной учебной деятельности обучаемых для самообучения, саморазвития, самосовершенствования, самообразования, самореализации;

7.       работать в современных телекоммуникационных средах, обеспечить управление информационными потоками.

Особое внимание хочется уделить проверки теоретических знаний студентов. Оно осуществляется с помощью Интернет-тренажера. Интернет-тренажер – это тестовая оболочка, в основе которой положена оригинальная методика оценки знаний, умений, навыков обучающихся и целенаправленная тренировка обучающихся в процессе многократного повторного решения тестовых заданий. Он позволяет обучающимся самостоятельно определять уровень подготовки и регулярно оценивать его результаты, быстро получать необходимые теоретические сведения, практические примеры и разъяснения к каждому тестовому заданию в процессе работы с тренажёром, а так же устранять пробелы при изучении определенных разделов и закреплять полученные знания.

С технической точки данный Интернет-тренажер представляет собой информационную систему, в основе которой лежит база данных. База данных представляет собой совокупность взаимосвязанных таблиц, в которых хранятся все данные тренажера (рис.5).

 

Рис. 5. Схема взаимосвязи основных таблиц в базе данных теста

 

Логически данный тест можно разделить на три части: пробное тестирование, тест, раздел администрирования. Схематически Интернет-тренажер представлен на рисунке 6.

Рис. 6. Схема интернет-тренажера.

 

Находясь в разделе «пробное тестирование» пользователю необходимо выбрать главу и раздел, по которому он хочет проверить свои знания, и начать тестирование. Тестирование проходит по отдельным разделам. На экран выводиться информация о количестве вопросов теста, отмечается номер вопроса, на который отвечает пользователь, вопросы, на которые пользователь уже дал свои ответы имеют другой цвет. Пользователь может свободно перемещаться по вопросам: переходить к следующему вопросу или возвращаться к предыдущему, нажимая на соответствующий номер. Так же в данном разделе предусмотрена возможность просмотра решения, которое заранее внесено преподавателем (рис. 7). По окончанию тестирования на экран выводиться информация о количестве правильных ответов.

Рис. 7. Структура тестового задания.

В разделе «тест» происходит тестирование студентов с учетом времени, поэтому в нижнюю панель выводиться время, которое осталось на выполнение теста. Если время вышло, то тестирование завершается. По окончанию тестирования информация о количестве верных ответов не только выводиться на экран, но и заноситься в соответствующую таблицу базы данных, для дальнейшего предоставления администратору (педагогу).

Администраторская часть, состоит из трех частей: управление тестами, управление пользователями, управление результатами теста. В первой части (управление тестами) управление происходит в иерархическом порядке (Глава – Раздел – Вопрос). Изначально на экран выводиться список всех созданных глав. Администратор может создать новую главу, отредактировать существующую или удалить ее. Так же из данной части осуществляется переход к разделам конкретной главы. Здесь администратор должен не только внести название нового раздела или новое название старого раздела, но и отметить, то количество вопросов, которое будет выводиться при прохождении тестирования и отметить время, за которое пользователь должен будет выполнить тест (рис. 8).

Рис. 8. Администраторская часть Интернет-тренажера.

 

Во второй части (управления пользователями) предоставляется возможность выбрать пользователей по определенному параметру (логину, имени, фамилии). После этого на экран выводиться таблица с информацией о пользователях, соответствующих параметрам выборки. Далее мы можем отредактировать данную информацию либо удалить пользователя. Для регистрации нового пользователя или изменения информации уже существующего пользователя предоставляется форма, которая выводиться в информационный блок. Здесь администратор может ввести необходимую информацию, логин и пароль или изменить старую. Так же из этой части может быть выполнен переход в третью часть административного раздела: напротив каждого пользователя стоит кнопка просмотра статистики пройденных им тестов.

В разделе «управление результатами теста» администратор может просмотреть результаты тестирования определенного пользователя, либо определенное количество результатов, последних тестирований. В результате будет выводиться таблица с количеством правильных ответов и дата окончания тестирования. Эта же таблица может быть экспортирована в Excel.

Данные программные продукты созданы со строгим соответствием стандарту XHTML 1.0. Опыт разработок в данной области не в первый раз раскрывает все положительные стороны данного стандарта. Во-первых, повышается скорость загрузки страницы. Во-вторых, это позволяет обеспечить наилучшую переносимость на различных видах браузеров. Мы можем быть уверены, что данный продукт будет одинаково качественно отображаться на последних версиях любых браузеров. В-третьих, поскольку его синтаксис строже, обработка XHTML возможна даже на мобильных телефонах с малыми ресурсами. В-четвертых, анализ XHTML проще и быстрее, чем HTML.

Так же данные продукты полностью работают в асинхронном режиме (технология AJEX), то есть при работе с ними не выполняются ненужные (повторяющиеся) действия, а происходит передача лишь действительно той информации, которая изменилась. Так, например, при переходе от вопроса к вопросу мы не загружаем всю страницу полностью, а получаем лишь сам вопрос и ответы к нему. При асинхронной загрузке у нас появляется третья сторона: скрипт браузера (javascript). И процесс уже выстраивается по схеме: пользователь – скрипт – сервер – скрипт – пользователь. AJAX не применяется лишь в одном случае, при переходе в раздел администрирования это позволяет нам исключить утечку информации со стороны скрипта, т.е. для управления тестом и разделом администрирования применяются два разных скрипта. Соответственно обычный пользователь не может получить какие-либо данные о возможностях администратора. Но даже если допустить ситуацию, что пользователь получил сведения о скрипте администратора, его действия все равно будут пресечены уже на сервере. Фактически мы говорим о двойном уровне защиты. При создании данных программных продуктов мы использовали библиотеку jQuery. Данная библиотека позволяет нам свободно работать DOM моделью страницы, быстро изменять ее, достраивать какие либо элементы. Так же данная библиотека облегчает работу с AJAX технологией. Если раньше нам приходилось описывать весь процесс передачи данных на сервер, получение результатов от него и обработку этих данных, то теперь мы передаем необходимые параметры в функцию, и получаем результат в необходимом нам виде.

В результате внедрения данных программных продуктов в процесс обучения учащихся, преподаватель может гибко реагировать на отклонения в процессе формирования знаний, умений и навыков обучаемого в период всего обучения, а так же оценивать деятельность обучаемых.

Таким образом, модель реализации компетентностного подхода на основе ММСФК позволила:

·              наглядно отобразить сущность изучаемого явления;

·              конкретизировать механизм реализации компетентностного подхода;

·              определить функциональное назначение каждого элемента модели и выявить взаимосвязь между ними.

 

Анализ и оценка разработки

Созданная нами междисциплинарная методическая система применяется в обучении будущих учителей информатики в МарГУ (МГПИ им. Н.К. Крупской) с 2006 года по настоящее время. Проведенные беседы и анкетирование показали высокий интерес студентов к формированию профессиональных компетенций на основе междисциплинарного подхода. Была зафиксирована устойчивая потребность студентов в получении практических знаний и умений, максимально приближенных к будущей педагогической практике.

Структура компетенции предполагает наличие теоретических знаний и практических умений и навыков, что дает возможность ее спроецировать на теоретические знания (проверяемые тестированием), практические умения (комплексно определяемые системой компетентностно-ориентированных заданий (КОЗ)) и практические навыки (определяемыми результатами педагогической практики).

Контроль сформированности теоретических знаний осуществляется с применением специально созданной нами системы педагогического тестирования (bas.marsu.ru). Данная система представляет собой Интернет-тренажер. Интернет-тренажёр позволяет студентам самостоятельно определять уровень подготовки, регулярно оценивать результаты, быстро получать необходимые теоретические сведения, устранять пробелы при изучении определенных разделов и закреплять полученные знания.

Контроль сформированности практических умений и навыков осуществляется с применением системы компетентностно-ориентированных заданий и оцениванием результатов педагогической практикой студентов соответственно. Для отслеживания процесса формирования и развития ключевых, педагогических и предметных компетенций применялся метод профессиональных проектов. Оценивание проектов проводится независимыми экспертами, которые являются преподавателями кафедры информатики и методики обучения информатики, прикладной математики и информатики МарГУ, информатики и ВТ ЧГПУ им. И.Я. Яковлева, имеющие опыт преподавания подобных дисциплин не менее 5 лет, а так же степень кандидата или доктора наук. Результаты педагогической практики оценивается анализом педагогической деятельности учителя информатики (конспекты уроков, дневники и т.д.), а также анкетированием студентов, учителей информатики, учеников.

Нами были сформированы две группы студентов – экспериментальная (ЭГ), в которой обучение велось с применением разработанной ММСФК, и контрольная (КГ), где применялись традиционные методы обучения. Объемы выборок были приблизительно одинаковы. Оценка теоретических знаний, практических навыков было проведено по трем дисциплинам федерального компонента «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии», «Использование ИКТ в образовании», «Информационные системы», так как дисциплины «Компьютер и издательское дело» и «Современные языки программирования» являются дисциплинами по выбору.

В начале пятого семестра было проведено смешанное тестирование (производилась проверка степени теоретической подготовленности студентов и уровня сформированности практических умений к требованиям, которые предъявляются будущему учителю информатики). Обработка результатов данного тестирования показала отсутствие статистически достоверных различий обеих групп. Достоверность различия осуществлялось с помощью t-критерия Стьюдента.

Далее контроль сформированности теоретических знаний и практических умений осуществлялся параллельно в обеих группах (5, 6, 7, 8, 9 семестры). Для отслеживания процесса формирования и развития ключевых, педагогических и предметных компетенций применялся метод профессиональных проектов и анализ педагогической деятельности студентов (педагогическая практика).

В процессе обучения и по его окончанию были произведены измерения критериальных показателей, получены экспертные оценки, проведена статистическая обработка результатов. Анализ результатов выявил закономерные изменения в развитии ключевых и профессиональных компетенций студентов, что позволило сделать выводы исследования.

В качестве критериев результативности формирования компетенций в процессе обучения будущих учителей информатики были приняты:

·         достоверный рост средней доли усвоения студентами теоретических знаний будущего учителя информатики, определяемого на основе электронного тестирования;

·         достоверный рост средней доли умения решать профессионально-ориентированные задания;

·         достоверный рост среднего по группе показателя, характеризующего качество итоговых профессиональных проектов;

·         достоверный рост доли сформированности ключевых, педагогических и предметных компетенций.

Достоверность роста критериев результативности оценивалась с помощью L-критерия тенденций Пейджа. Конечные значения экспериментальной (ЭГ) и контрольной (КГ) групп сравнивались с помощью параметрического t-критерия Стьюдента, а общий процент усвоения материала, степени сформированности практических умений и компетенций сравнивался по критерию В.П. Беспалько в модели полного усвоения с 70%.

На рисунке 9 представлены средние по группам доли усвоения студентами теоретических знаний, предъявляемых будущему учителю информатики, полученные компьютерным тестированием.

Рис. 9. Средние по группам доли усвоения студентами теоретических знаний

 

Для ЭГ доказан достоверный рост (Lэмп = 935, при Lкр= 928), в тоже время, для КГ подобный закономерный рост отсутствует (Lэмп = 855, при Lкр= 928). По критерию Стьюдента в конечной точке также наблюдается достоверное различие между средними долями ЭГ и КГ (tэмп = 1,83, при  tкр = 1,67). Таким образом, полученные данные свидетельствуют о достоверном превышении показателя, отражающего степень усвоения теоретических знаний, у студентов экспериментальной группы.

На рисунке 10 представлены средние по группе доли сформированности решать компетентностно-ориентированные задания ЭГ. Сопоставление данных показало достоверность роста доли сформированности умения решать КОЗ (Lэмп = 970, при Lкр= 928). Из экспериментальных данных видно, что на заключительном этапе средняя доля сформированности умения решать КОЗ превышает критический предел (методика В.П. Беспалько) 70%.

Рис 10. Средняя доля сформированности умения решать КОЗ

Для измерения доли сформированности компетенций мы использовали итоговые профессиональные проекты. При анализе групповых профессиональных проектов использовались экспертные оценки, анкетирование, анализ защиты проектов, поэлементный анализ проектов и т.д. В течении периода исследования студентами были разработаны пять профессиональных проектов. В результате наблюдается существенный рост по всем предметным компетенциям, причем конечный результат превышает критические 70%. Так же наблюдается достоверный рост ключевых и педагогических компетенций.

Таким образом, приведенные экспериментальные данные позволяют заключить, что предложенная в работе ММСФК обеспечивает формирование и развитие базовых и профессиональных компетенций учителя информатики и приводит к повышению показателей качества учебного процесса.

Заключение

Благодаря ММСФК, будущие учителя информатики имеют свои образовательные порталы, размещенные в сети Интернет, с соблюдением этических и юридических аспектов, образовательные программы, мультимедиа-приложения, которые будут использоваться в дальнейшей профессиональной деятельности. То есть можно сделать вывод, что использование межпредметных связей, которые многократно умножают ситуации использования знаний в новых условиях, студенты, изучая учебные дисциплины, одновременно учатся применять полученные знания в будущей работе. Это и есть новый, компетентностный уровень обучения. Опыт применения методик, обеспечивающих усиление междисциплинарных связей в учебном процессе, накопленный в Марийском государственном университете, подтверждает их эффективность и дает основания считать их принципиально важной составляющей методической системы формирования профессиональной компетентности специалиста на основе междисциплинарного подхода.

 

Литература

1. ВербицкийА.А., Тенищева В.Ф. Иноязычные компетенции как компонент общей профессиональной компетенции инженера: проблемы формирования // Высшее образование сегодня. М.: 2007. № 12. С. 27-31.

2. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М. Высшая школа, 1991. 207 с.

3. Вербицкий А.А. Контекстное обучение в компетентностном подходе // Высшее образование в России. 2006. № 11. С. 39-46.

4.. Попков В.А., Коржуев А.В. Дидактика высшей школы. М.: Издательский центр Академия, 2001. 136 с.

5. Гейн А. Г. Методика преподавания современного курса информатики //Информатика. 2003. №34. С. 6-10.

6. Зверев И.Д., Максимова В.Н. Межпредметные связи в современной школе. М.: Педагогика, 1981. 24 с.

7. Хуторской А. В. Ключевые компетенции. Технология конструирования // Народное образование. 2003. №5. С. 55-61.

8. Кириллов А.Г. Формирование профессиональной компетентности будущих учителей информатики при обучении программированию: автореф. дис. канд. пед. наук. Шадринск, 2004. 32 с.

9. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. 120 с.

10. Никитин П.В. Применение междисциплинарного подхода в обучении будущих учителей информатики, Международный электронный журнал "Образовательные технологии и Общество" (Educational Technology & Society), 2010. Т. 13. № 1. С. 416-427. URL http://ifets.ieee.org/russian/depository/v13_i1/html/15.htm

11. Никитин П.В., Брекоткин А.С. Электронный информационный образовательный ресурс: < Интернет-тренажер – средство и метод контроля знаний учащихся> // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов <Наука и образование>, № 7, 2010. URL: http://ofernio.ru/portal/newspaper/ofernio/2010/7.doc. (дата обращения: 28.09.2010)

12. Никитин П.В., Максимова Т.Е. Электронный информационный образовательный ресурс: < Компьютерная система поддержки междисциплинарной методической системы обучения будущих учителей информатики МарГУ > // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов <Наука и образование>, № 7, 2010. URL: http://ofernio.ru/portal/newspaper/ofernio/2010/7.doc. (дата обращения: 28.09.2010)