Введение
Актуальность исследования. Современная высшая школа переживает период реформ, обусловленных переходом к новой образовательной парадигме, приоритетами которой являются интересы личности, адекватные тенденциям интенсивного развития общества. Осуществляемые преобразования определяют появление новых целей высшего образования. Эти цели заключаются в достижении такого уровня образованности отдельной личности и общества в целом, который обеспечивает решение жизненно важных задач. Особая ответственность за ускоренную подготовку специалистов образования с требуемыми профессиональными качествами ложится на высшую педагогическую школу, т.к. именно здесь получают профессиональное образование будущие учителя - основной интеллектуальный ресурс общества.
Бурные темпы развития современного общества, его динамизм и изменчивость делают необходимым осуществлять подготовку учителей с "двойным опережением" (Г.Бордовский). В связи с этим появляется проблема поиска педагогических инноваций, интенсифицирующих процесс их качественной профессиональной подготовки. Одним из перспективных вариантов решения этой проблемы является технологический подход. В его основе оптимизация управления учебной деятельностью студентов с использованием технологий обучения. Эти технологии следует ориентировать на то, чтобы получаемые студентами знания были средством расширения их деятельностных способностей, а также основой для личностной и профессиональной реализации через три вида технологий: информационную, деятельностную и организационную. При синтезе их принято рассматривать как социальные технологии, использование которых в обучении представляется наиболее целесообразным с учетом многофакторной специфики образовательного процесса. Это достаточно гибкие
технологии, в которых принципиально важную роль играет обратная связь, позволяющая адаптироваться к любым условиям. Такая особенность позволяет рассматривать социальные технологии с позиций сложных систем и требует специальных научных исследований, результатом которых должны быть теоретические основы и практические рекомендации по использованию качественно новых инновационных технологий обучения, реализующих как оптимальные механизмы обучения и самообучения с учетом личностной ориентации, так и взаимообусловленное, адаптивное взаимодействие субъектов образовательного процесса. К таким технологиям в работе отнесем адаптивные технологии обучения (АТО). Педагогическая целесообразность широкого внедрения АТО в процесс подготовки студентов педагогических вузов к будущей профессиональной деятельности, с одной стороны, и недостаточная исследован-; ность выделенных вопросов, с другой стороны, позволяют говорить о
! своевременности и актуальности диссертационной работы.
I Актуальность усиливается тем, что научная мысль вплотную подо-
I '
I шла к пониманию тесной взаимосвязи понятий самоорганизация и адап-
i
тация через синергетику и ряд вопросов требует проведения теоретических и практических исследований, поскольку:
.. 1) сформулированные на общеметодологическом уровне вопросы воз-
можности применения синергетических идей в обучении пока еще не нашли достаточного и широко представленного отражения в теоретических и практических исследованиях по вопросам совершенствования преподавания конкретных учебных дисциплин в педагогических вузах; 2) существующие работы по вопросам использования достижений синергетики в профессиональной подготовке будущих учителей не систематизированы и не открывают перспектив для прикладных работ применительно к разработке технологий обучения;
3) до настоящего времени отсутствует теоретическое обоснование необходимости и возможности эффективного использования развивающего потенциала информатики и информационных технологий, как средств совершенствования профессиональной подготовки студентов педагогических вузов.
4) технологии обучения, разработанные на основе информатики в педагогических вузах, в большинстве случаев остаются традиционными, не реализующими в практике учебного процесса механизмы самоорганизации обучаемого и его саморазвития с учетом личностной и профессиональной направленности.
Проблема исследования связана с разработкой теоретических основ и практикой использования адаптивных технологий обучения в профессиональной подготовке студентов педагогического вуза.
Цель исследования: разработка теоретических основ и практики использования адаптивных технологий обучения в профессиональной подготовке студентов педагогических вузов.
Объект исследования: профессиональная подготовка студентов педагогического вуза с использованием инновационных технологии обучения.
Предмет исследования: теоретические основы и практика использования адаптивных технологий обучения в профессиональной подготовке студентов педагогического вуза.
Исходная гипотеза может быть представлена следующими положениями.
1. Инновационные технологии обучения студентов педагогического вуза, ориентированные на междисциплинарную предметную подготовку и отражающие в себе специфику профессионально-педагогической деятельности могут внести существенный вклад в их профессиональную подготовку.
2. Разработку и реализацию инновационной технологии можно проводить с учетом особенностей проектирования систем искусственного интеллек-
8
та, личностной ориентации и достижений студентов, а также с учетом оперативной и индивидуально направленной диагностики и коррекции их развития.
3. Продуктивность функционирования адаптивной технологии обучения обеспечивается реализацией совокупности условий, которые способствуют включению студентов в активную и многовариантную учебную деятельность, ориентирующую их на профессиональную подготовку.
4. Результативность использования инновационной технологии обучения может быть определена с помощью критериев, отражающих рост достижений студентов в процессе личностно-профессионального становления.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой определены задачи исследования:
1. Определить пути повышения качества профессиональной подготовки студентов педагогического вуза к их будущей учительской деятельности на основе теоретического анализа и опросно-диагностических методов работы с преподавателями высшей школы, с учителями, и со студентами;
2. Исследовать и выявить педагогические возможности технологий как средства оптимизации управления учебной деятельностью студентов в период их профессионального становления в условиях фундаментальной и личностно-ориентированной подготовки.
3. Раскрыть сущностные характеристики и ценности адаптивной техноло-¦ гии обучения; дать рекомендации по их проектированию и практическому
использованию на основе установленных принципов.
4. Показать развивающий потенциал информатики на основе теоретического анализа содержания ее предметной области и обосновать возмож-
t ность ее использования как инструмента для проектирования адаптивных
j технологий обучения будущих учителей, основываясь на структурно-
функциональных и междисциплинарных свойствах этой дисциплины;
5. Разработать адаптивную технологию обучения с учетом жизненного цикла интеллектуальных систем и методом математического моделирования подтвердить, что она содействует профессиональному становлению студентов;
6. Показать возможности использования разработанной адаптивной технологии обучения для преподавания смежных дисциплин на примере дисциплины предметного блока и экспериментально подтвердить ее эффективность для профессиональной подготовки студентов.
7. Предложить инновационный способ создания и освоения адаптивной технологии обучения в виде педагогического инжиниринга;
Теоретико-методологической базой исследования являются:
- философские, социологические, педагогические, психологические идеи о роли общего и профессионального образования, его влиянии на становление человека в современном мире и развитие общества (Н.Г.Алексеев, С.Г. Вершловский, О.Е. Лебедев, Н.Д. Никандров, Л.А. Регуш, В.Д. Шад-риков, В.В. Шапкин, В.А. Якунин);
- концептуальные подходы, раскрывающие особенности современного высшего педагогического образования (Г.А.Бордовский, И.С. Батракова, И.И. Проданов, Н.Ф. Радионова, В.А. Сластенин, Н.Л. Стефанова, А.П. Тряпицына, Н.В. Чекалева);
- исследования, раскрывающие сущность технологий обучения (А.П. Беляева, В.А. Извозчиков М.В. Кларин, В.В. Лаптев, А.Е. Марон, Т.С.Назарова, Н.К. Сергеев);
- системный, личностно-ориентированный, личностно-деятельностный подходы к изучению педагогических явлений (З.И. Васильева, В.И. Да-нильчук, В.П. Зинченко, Н.Ф. Радионова, В.В.Сериков);
- работы, посвященные методологическим основам проектирования и прогнозирования путей развития образовательных систем разного вида
10
(Е.С.Заир-Бек, В.Ю. Кричевский, В.Е. Радионов, ВТ. Разумовский, Н.Р. Юсуфбекова);
- системный подход к анализу явлений, синергетические представления о развитии сложных систем и систем образования (СП. Капица, Е.Н. Князева, В.Н. Костюк, СП. Курдюмов, Н.Н. Моисеев, И.Пригожин);
- исследования по информатизации педагогического образования (И.Л. Братчиков, В.И. Воробьев, В.А. Извозчиков, Т.Н. Носкова, И.В. Роберт, И.А. Румянцев, В.П. Соломин, А.В. Смирнов).
Логика и основные этапы исследования.
Исследование, базируясь на основных принципах дидактики высшей школы, имело следующую логику:
1. Обоснование генеральной линии проблемы исследования, его основной цели и конкретных задач.
2. Обоснование стратегического плана исследования, который включал в себя предварительный, теоретический и экспериментальный этапы:
I. Предварительный этап (1991 - 1994 г.г.) решал следующие задачи:
- изучение массового и передового опыта педагогических вузов по проблеме совершенствования профессионального образования студентов;
- анализ собственного педагогического опыта по профессиональной подготовке будущих учителей;
- анализ литературы по проблеме исследования;
- изучение философско-методологических, педагогических и психологических аспектов проблемы.
II. Теоретический этап исследования (1994 - 1998 г.г.) включал:
- теоретическое обоснование необходимости и целесообразности использования адаптивных технологий обучения для интенсивной профессиональной подготовки студентов педагогического вуза;
11
- формирование теоретической модели адаптивной педагогической деятельности преподавателя с целью использования обоснованного кооперативного учебного воздействия на студента;
- разработку концепции адаптивных технологий обучения, выявление условий ее успешной реализации и критериев эффективного применения;
- разработку адаптивных технологий обучения, основанных на развивающем потенциале информатики и реализующих интенсивную профессиональную подготовку студентов с учетом их личностной ориентации и социальных потребностей;
- разработку нового содержания учебной дисциплины специализации;
- создание инновационного средства (педагогического инжиниринга) создания адаптивных технологий обучения;
- разработку программных изделий, как составной части адаптивных технологий обучения.
Отмеченные этапы были взаимосвязаны, так как включали в себя разработку теории и методики исследуемой проблемы. III. Экспериментальный этап (1991 - 1999 г.г.) включал подготовку, проведение, математическую обработку и анализ результатов опытно-экспериментальной работы по теме исследования.
Эксперимент был основан на анкетировании, в котором приняли участие учителя различных типов образовательных систем, преподаватели и студенты высшей педагогической школы. Данные анкет были обработаны методом главных компонент.
Методами исследования явились: теоретический анализ в области высшего педагогического образования; математическое моделирование; анализ продуктов профессиональной деятельности преподавателей и студентов высшей школы; педагогический эксперимент по апробации АТО, в ходе которого применялись методы наблюдения, анкетирования, беседы;
12
количественный и качественный анализ эмпирических данных, полученных в ходе исследования.
База исследования. Опытно-экспериментальная работа проводилась на базе: Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (факультеты физики, математики, учебная работа с аспирантами университета); Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Коряжемское отделение); Международная школа Гер-ценовского университета, гимназия 524 Санкт-Петербурга.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Адаптивная технология обучения представляет собой один из видов инновационных технологий обучения, в которой органично сочетаются: ориентация на междисциплинарную подготовку, отражение специфики многовариантной профессионально-педагогической деятельности, одновременное управление и самоорганизация обучаемых на основе рефлексии. Она опирается на потребности, мотивы, индивидуальные возможности обучаемых и предполагает диалог, сотворчество, оперативное диагностирование личностного развития студентов, использование специальных проблемно-поисковых заданий, ориентированных на развитие профессиональных умений студентов.
2. Адаптивная технология обучения создается с учетом особенностей построения интеллектуальных систем, включает содержательно и процессуально взаимосвязанные и взаимовлияющие этапы. Многократные уточнения учебной деятельности на каждом из этапов определяют циклическую модель структуры работ в его пределах и осуществляются с помощью алгоритмов адаптации, основанных на оперативной диагностике и коррекции личностного уровня развития обучаемого. Использование нелинейной техники организации и управления учебным процессом обеспечивает минимум времени для достижения цели.
13
3. Профессиональное становление будущего учителя с использованием адаптивной технологии будет успешным при выполнении следующих условий:
- содержание обучения характеризуется наукоемкостью;
- преподаватель включает учебные задачи в контекст профессиональных проблем;
- управление обучением предполагает формирование комплекса резонансных управляющих воздействий на обучаемого с учетом его потребностно-мотивационной сферы;
- учащиеся стремятся к саморазвивающей учебной деятельности;
- используется многообразие методов и форм обучения, соответствующих содержанию и логике образовательного процесса;
- используются информационные технологии;
- используются методы искусственного интеллекта и интеллектуальных систем обучения.
4. Успешность использования адаптивной технологии обучения определяется с позиций повышения уровня готовности студентов к профессиональной деятельности учителя и характеризуется такими показателями как развитие способности к формированию нового знания, к рефлексии, к многовариантному решению задач, к проектированию своей профессиональной деятельности и умению вступать во взаимодействие с профессиональной средой.
5. Педагогический инжиниринг рассматривается как инновационный способ создания, освоения и распространения адаптивных технологий обучения.
Научная новизна и теоретическая значимость характеризуется следующими результатами:
14
1. Разработаны теоретические основы адаптивной технологии обучения, включающие раскрытие их сущности, структуры, функций и ценностей для профессиональной подготовки студентов педагогического вуза.
2. Уточнен понятийный аппарат теории и методики профессионального образования (адаптивная технология обучения, адаптивное педагогическое взаимодействие, адаптивная технология обучения с учетом жизненного цикла интеллектуальных систем, резонансное педагогическое управляющее воздействие и т.д.).
3. Обоснован факт повышения результативности подготовки студентов педагогического вуза к их будущей профессиональной деятельности с использованием адаптивных технологий обучения;
4. Определены пути повышения профессиональной компетентности будущего учителя через технологию проектирования интеллектуальных систем учебного назначения с учетом их жизненного цикла;
5. Разработаны новые математические модели и алгоритмы на базе синер-гетических принципов нелинейности и открытости. Они составили основу инновационного и наукоемкого содержания дисциплины специализации, "Математическое моделирование и численные методы" обеспечивающего успешность реализации адаптивной технологии обучения в профессиональной подготовке студентов.
6. Предложено инновационное средство в виде педагогического инжиниринга создания адаптивной технологии обучения, в основе которого комплексная последовательность взаимосвязанных действий преподавателей и студентов по их созданию, освоению и распространению
Работа выполнена в рамках общеуниверситетской темы РГПУ имени А. И. Герцена "Интегративная открытая развивающаяся система непрерывного педагогического образования", направление - "Методология проектирования педагогических систем и их информационное обеспечение" по Государственному заказу министерства образования РФ.
15
Исследование проводилось по программе научно-педагогической школы в области "Методологии и технологии образования в информационном обществе"
Практическая значимость исследования заключается в разработке:
1. Конкретных адаптивных технологий обучения студентов по дисциплинам предметного блока, которые могут быть тиражированы в других вузах;
2. Учебных курсов "Интеллектуальные системы в обучении", "Проектирование и разработка гипертекстовых курсов учебного назначения", основанных на адаптивном подходе к обучению и готовых к внедрению в педагогические вузы;
3. Комплекса проблемно-поисковых заданий для выполнения практических, лабораторных, курсовых и дипломных работ в соответствии с разработанным обновленным содержанием курса "Математическое моделирование и численные методы" для студентов математических и физических факультетов педагогических вузов;
4. Баз знаний различных типов интеллектуальных систем учебного назначения и гипертекстовых учебных курсов по дисциплинам предметного блока, готовых к использованию в образовательных учреждения;
5. Учебных гипертекстовых курсов по дисциплинам предметного блока, готовых к использованию при дистанционной форме обучения.
6. Инжиниринга для создания адаптивных технологий обучения, который может быть использован как средство их создания и воспроизведения другими вузами.
Результаты исследования внедрены в практику работы педагогических вузов северо-запада РФ.
Апробация исследования осуществлялась автором в процессе работы с преподавателями различных вузов страны, учителями школ и средних специальных учебных заведений. Теоретические положения обсуждались
16
на международных, всероссийских, межрегиональных, межвузовских конференциях (Москва, Санкт-Петербург, Вологда, Курган, Пенза), Герце-новских чтениях; Международной конференции ИОЛ-99, Научной конференции "Информационные технологии XXI века", посвященной 275-летию РАН (1999), Международной научной конференции "Информатика - современное состояние и перспективы развития" (1998), II Царскосельских чтениях (1998), Международной научно-практической конференции "Педагогический менеджмент и прогрессивные технологии" (1996), Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы непрерывного педагогического образования" (1996, 1994), Международной конференции "Подготовка преподавателя математики для высшей и средней школы" (1994).
Внедрение результатов осуществлено в период с 1991 по 1999 годы. Результаты исследования внедрены в учебный процесс студентов и аспирантов вузов:
I. В учебный процесс РГПУ им; А. И. Герцена: на факультете физики в курсе "Информатика" (1991-1994 г.г.) и "Интеллектуальные системы в обучении" (1993-1996 г.г.); на факультете математики в курсе "Математическое моделирование и численные методы" (1996-1999 г.г.), "Компьютерное моделирование" (1998 г.), "Проектирование и разработка гипертекстовых курсов учебного назначения" (1998-1999 г. г.); при руководстве 10 дипломными работами на факультете физики (1992-1994 г.г.) и 11 дипломными работами на факультете математики (1998-1999 г. г.).
И. В практику работы с аспирантами РПГУ им. А.И. Герцена: при руководстве 3 аспирантами кафедры информатики и вычислительной техники (1995-1999 г. г.); при чтении курса "Информатика и информационные технологии" (1997-1999 г.г.).
III. В учебный процесс Поморского Государственного университета имени
17
М. В. Ломоносова (Коряжемское отделение): в курсе "Математическое моделирование" (1998 г.), "Интеллектуальные системы в обучении" (1997 г.), "Проектирование и разработка гипертекстовых курсов учебного назначения" (1998 г.); при руководстве 4 дипломными и 15 курсовыми работами.
IV. Программные средства учебного назначения, созданные при непосредственном участии и под руководством автора, внедрены в учебный процесс РГПУ им. А. И. Герцена, ПГУ им. М. В. Ломоносова, МШГУ, гимназии 524.
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов исследования обеспечены согласованностью его основных результатов с тенденциями развития системы высшего профессионально-педагогического образования, обоснованностью выбранных методологических позиций; непротиворечивостью логических рассуждений, осуществлявшихся в ходе теоретического анализа проблемы; применением комплекса методов, адекватных этой проблеме; длительным характером и положительными результатами опытно-эспериментальной работы, их широкой и длительной апробацией в условиях конкретных образовательных систем региона.
Истинность и точность теоретических посылок и выводов подтверждена методом математического моделирования. Оно позволило: выявить главные факторы, влияющие на качество профессионально-педагогической подготовки студентов; обосновать целесообразность применения адаптивных технологий обучения как средства развития требуемых профессионально-педагогических качеств будущего учителя. Кроме того, метод математического моделирования позволил выявить факторы, влияющие на рациональную организацию учебного процесса профессионально-педагогической подготовки с использованием экспертных систем обучения. |
