Этапы исследования:

Первый этап (1990-1995 гг.) - определение проблемы исследования и обоснование её актуальности. В этот период анализировалось состояние подготовки студентов к исследовательской работе, изучалась соответствующая литература, выявлялись противоречия в теории и практической деятельности, определилась методология и разрабатывалась методика исследования. В результате этой работы была сформулирована гипотеза, намечены цели, задачи и методы исследования, определялось содержание экспериментальных занятий со студентами.

Второй этап (1995-1999 гг.) - осуществлялась теоретическая работа, направленная на поиск путей, методов и приемов формирования исследовательских умений и навыков у студентов физико-технического факультета. Подготовка теоретической базы для проведения опытно-экспериментального обучения; осуществление констатирующего и формирующего экспериментов. Для осуществления поставленных целей обучения создан компьютерный класс кафедры физики, установлены критерии и направления оценки качества фундаментальной подготовки инженеров. Разработано и осуществлено аппаратное и программное обеспечение для компьютерного сопровождения курса физики.

Третий этап (1999-2007 гг.) - реализация разработанной автором комплексной программы формирования исследовательских умений и навыков у студентов (в двух вузах г. Воронежа); анализ, систематизация и обобщение результатов проведенной работы. Результаты ее подтверждены документально многими актами внедрения в практику учебного процесса.

На защиту выносятся следующие результаты, раскрывающие теоретические положения и условия, которые обеспечивают и стимулируют развитие отвечающей тенденциям информатизации образования системы фундаментальной естественно-научной подготовки в техническом вузе:

1. Концептуальная модель фундаментальной естественно-научной подготовки в компьютерной обучающей среде, системно включающая в отличие от традиционной методики:

§ эвристический подход и дополнение компонентов теоретического и образного мышления (экспериментально-исследовательскую работу с графиками);

§ формирование системного мышления будущего специалиста за счет развития связей между различными компонентами системы учебных знаний;

§ освоение студентами научных методов экспериментальных исследований.

2. Методика компьютерного сопровождения учебных занятий, ориентированная на развитие творческой активности студентов при проведении лабораторного практикума с элементами автоматизации физического эксперимента и математической обработки результатов. Кроме мотивационного фактора с учетом структуры учебных знаний фундаментализация инженерного образования обеспечивается:

§ изучением закономерностей явлений и понятий, теоретических положений, которое осуществляется на базе фундаментальных идей и принципов;

§ формированием аналитико-синтетических представлений сущности рассматриваемых явлений при их математическом и имитационном моделировании;

§ ориентацией на непрерывное и развивающее обучение при переходе от изучения курса общей физики к специализированным курсам выпускающих кафедр;

§ формированием устойчивых навыков владения средствами и технологией информационной культуры.

3. Методологически и психологически обоснованная система контекстно зависимой помощи в диалоговых компьютерных модулях, обеспечивающая возможность формирования в компьютерной обучающей среде мотивации самообразования и самооценки.

4. Комплекс программных, аппаратных и методических средств компьютерного сопровождения преподавания курса физики.

Структура диссертации:

Содержание исследования изложено на 316 страницах и содержит введение, 4 главы, библиографию, 11 таблиц, 55 рисунков.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель научного поиска, объект, предмет, гипотеза, ставятся задачи исследования, определяются этапы и методы исследования; охарактеризованы научная новизна и практическая значимость исследования; формулируются положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации работы и внедрении ее результатов.

В первой главе «Теоретико-методологический анализ проблемы фундаментальной естественно-научной подготовки студентов технического вуза в условиях использования информационных технологий» представлен теоретический анализ состояния исследуемой проблемы и психолого-педагогических основ применения компьютерных технологий в системе профессионального образования, позволяющих реализовать принципы современной педагогической парадигмы в преподавании физики, рассмотрены вопросы формирования мотивации познавательной деятельности в компьютерной обучающей среде. На основе проведенного анализа установлены особенности проектирования компьютерной поддержки обучения и функции компьютерной обучающей системы.

Для определения принципов создания системы обеспечения фундаментальной подготовки по естественно-научным дисциплинам средствами компьютерных технологий, адекватной современному уровню информатизации, автором рассмотрены и проблемы валеологического плана, связанные с физическим, психическим и социальным здоровьем человека. Воздействие электромагнитных излучений, высокочастотное мелькание экрана, неестественный колорит цветов, повышенное напряжение при работе с компьютером - вот неполный перечень отрицательных воздействий на человека.

Из общей проблематики коммуникативного общения вытекают базовые трудности решения проблемы психологического и эргономического обеспечения процессов индивидуального компьютерного обучения. Это, во-первых, возможно неосознанное, навязывание пользователю своего способа видения системы фактов и выводов в данной области знания. Во-вторых, как за счет отсутствия, так и за счет изобилия деталей объяснения может происходить неадекватный способ передачи информации. В качестве примера можно привести либо плохо составленное меню, либо плохо проработанную систему подсказки. Кроме того, причины появления у обучаемых не только дискомфорта, но и устойчивых ощущений своей непригодности к работе могут быть связаны со сложностью определения исходного состояния знаний, способностей и навыков учащегося.

В исследованиях М.С. Чвановой отмечается и некоторое торможение процесса оперативной коррекции, которое порождается отсутствием ряда "фоновых" компонент (интонации, жестов, мимики и др.), сопровождающих "традиционное" общение в процессе обучения. Учет этих и других явлений требует, помимо соблюдения традиционных психолого-педагогических принципов, выполнения ряда специфических требований при организации компьютеризированного обучения. Наши исследования показали, что крайне важным фактором для проектируемых обучающих программ является наличие в них понятной системы использования возможностей программы.

Однако, автор согласен с позицией А.В. Соловова, который отмечает, что относительная легкость получения результата с применением ЭВМ снижает интерес к самому результату. Плохую услугу инженерной подготовке иногда оказывает и скрытность вычислительных процессов, выполняемых на ЭВМ. Многие вычисления, которые мы нередко объявляем рутинной работой, обладают большим обучающим эффектом, так как позволяют проследить и понять связь значений варьируемых переменных технического объекта с его характеристиками. При этом осваиваются преимущественно формализованные методы, а анализ результатов расчетов оказывается на втором плане.

Известный специалист в области синергетики профессор А.А. Колесников обозначил еще и методологическую проблему, связанную с применение компьютерных технологий. Дело в том, что современный компьютер, оперируя огромным количеством данных, может создать у неискушенного студента или молодого ученого иллюзию всеохватности изучаемой проблемы. В действительности же компьютер нередко способствует размножению деталей и частностей рассматриваемого явления, придавая важное значение именно частным случаям.

Следовательно, психологическое обеспечение образовательных процессов, связанных с компьютерным сопровождением, должно быть направлено на сближение процедур обучения с мотивационными потребностями и склонностями обучаемых. Это означает, что современная система автоматизированного обучения должна уже на стадии разработки строиться как мотивационно обоснованная структура.

Принятая нами дидактическая система комплексного компьютерного сопровождения фундаментальной естественно-научной подготовки инженеров основана на использовании компьютерных технологий как функционально связанного набора подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения, предназначенного для оптимизации процесса обучения и работающего в диалоговом режиме. С этой точки зрения компьютерные технологии рассматриваются нами как действенные средства интеграции методологических приемов организации познавательной деятельности, математических методов описания явлений и дидактических принципов выдачи информации.

Применение информационных технологий в процессе обучения, не отменяя его классические принципы, генерирует новые дидактические принципы (индивидуализации, многоканальности, модульности и другие). Наибольшими возможностями, пожалуй, обладает активный и дружественный диалог в компьютерной обучающей среде. Как показали наши исследования, методически проработанная контекстная помощь, «всплывающие» подсказки и доступная в любой момент справка стимулируют проявление своеобразного «синдрома незавершенного действия», характерного для компьютерных игр. При выполнении учебных заданий на компьютере это позволяет формировать мотивационную составляющую процесса обучения.

Необходимость поиска путей совершенствования фундаментальной подготовки на основе информационных технологий обуславливает с одной стороны постановку прикладной задачи разработки компьютерных средств поддержки профессионального образования, ориентированной на создание не отдельных фрагментов, а комплексов, обеспечивающих полноценную проработку учебного материала от теории до решения нетиповых задач, а с другой - разработку методических основ функционирования таких комплексных систем. Требуют своего решения и вопросы развития системы широкого психологического обеспечения процесса обучения с использованием компьютера. Под этим подразумевается целый спектр средств, направленных на сближение мотивационных потребностей, интеллектуальных и творческих особенностей личности учащегося со структурой и содержательной организацией учебного материала по результатам. В настоящее время психологические исследования еще не составили целостной картины развития личности и ее профессионализации в условиях компьютерного обучения и формирования новообразований когнитивной и мотивационно-смысловой сфер обучаемого.

Приведенный анализ состояния исследуемой проблемы позволяет сделать следующие выводы:

§ Информатизация рассматривается как необходимое условие и важнейший этап, затрагивающий все основные направления реформирования системы образования в России, однако, качество информационных услуг, используемых в образовательном процессе, может быть повышено за счет усиления методологической компоненты,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8