Структура вкр

Введение

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ (НА МАТЕРИАЛЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА»)

1.1 Проблема проектирования и применения электронных учебно-методических комплексов в системе подготовки будущих учителей информатики в педагогической теории и практике.

1.2 Место модуля «Онтологическое моделирование» дисциплины «Основы искусственного интеллекта» в профессиональной подготовке будущих учителей информатики

1.3 Модель предметной подготовки будущих учителей информатики на базе электронного учебно-методического комплекса (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СОДЕРЖАНИЯ И МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (НА МАТЕРИАЛЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА»)

2.1 Проектирование и реализация электронного учебно-методического комплекса дисциплины «Основы искусственного интеллекта».

2.2 Методика применения электронного учебно-методического комплекса дисциплины «Основы искусственного интеллекта» в условиях интеграции предметной и методической подготовки будущих учителей информатики.

2.3 Опытно-экспериментальная проверка содержания и методики применения электронного учебно-методического комплекса дисциплины «Основы искусственного интеллекта» в системе подготовки будущих учителей информатики.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СОДЕРЖАНИЯ И МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (НА МАТЕРИАЛЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ОСНОВЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА»)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение

Одной из важнейших проблем современного профессионального образования является проблема подготовки компетентных, профессиональных специалистов, способных быстро приспосабливаться и ориентироваться в современном мире. В условии постоянно растущего рынка потребностей в развитии техники, разработка и появление новых современных информационных технологий, также основанных на искусственном интеллекте, на данной ступени развития социального и информационного общества повышают важность подготовки будущих ученых, педагогов, инженеров, технологов соответствующих разных уровней. Вводить и развивать теоретическую и практическую основу для подготовки такого рода специалистов необходимо начинать с первых курсов. В связи с этим возрастает необходимость и важность преподавателя информатики, так как «Информатика» составляет необходимую базу знаний и играет огромную роль в информатизации общества и получении необходимы знаний.

Реализация программы «Информатика» требует от учителя высокой компетентности, широты кругозора, потребности в постоянном самообразовании, и готовности к нему. Только образованный учитель, владеющий навыками информационной культуры, идущий в ногу со временем, хорошо знающий психологию детей, обладающий методическим мастерством и педагогическим тактом может успешно выполнять поставленные задачи.

Весомый вклад в исследование проблем информационного обучения и информационной образования внесли отечественные учёные: П. Р: Атутов, С. Я. Батышев, А. Н. Богатырёв, Э. Д. Днепров, Е. В. Романов, И. А. Сасова, В. Д. Симоненко, Ю. Л. Хотунцев и др.

Значительное место в системе подготовки будущих учителей информатики занимает изучение специальных технических и общетехнических дисциплин, которые входят в цикл дисциплин предметной подготовки. В проводимых исследованиях в области - профессиональной подготовки (Е. Н. Буднева, М. В. Едрёнкина, Л. X. Зайнутдинова, Л. Н. Милованова, Р. X. Казаков, А. В. Кот, Г. Н. Семенова, Н. В: Сылка и др.) рассматриваются отдельные основы общетехнической подготовки будущего специалиста (учителя, инженера) в системе высшего профессионального образования, раскрываются вопросы активных методов обучения, методик перспективно-тематического планирования на примерах цикла предметных и специальных дисциплин, элективных курсов и т.д.

Традиционно в российском профессиональном образовании сложилось, так, что подготовка учителя информатики в области специальных технических и общетехнических дисциплин во многом по характеру содержания схожа с подготовкой инженеров в технических вузах. На это указывают в своих исследованиях С. X. Абдуллаева,. А. Н. Богатырёв, А. М. Дорошкевич, А. Н. Морозов, Г. Н. Некрасова, Г. ГГ. Шишкин, М. В. Едрёнкина и др. В этих исследованиях отмечается, что перенос из технических вузов содержания образовательных программ и методики их преподавания, обусловлен тем,, что - подготовка учителей информатики в российских вузах насчитывает всего около 50 лет, а инженерная имеет давние традиции. Именно в недостаточной разработанности методики специализированной подготовки заключается одна из проблем профессионализации будущих учителей информатики.

В связи с этим необходимо выявить специфику теоретического материала и методики преподавания общетехнических дисциплин, преподаваемых в вузах при подготовке учителей информатики. Теория и практика современной подготовки специалистов в вузе показывает, что будущий специалист должен быть подготовлен к использованию инноваций в учебном процессе. Подготовка в вузе должна вестись с опорой на передовой опыт обучения и воспитания с применением современных информационных технологий.

Особую роль в повышении качества образования призвана сыграть его информатизация, рассматриваемая как процесс погружения, обучающего и обучаемого в новую интеллектуальную среду.

Несмотря на достигнутые успехи в сфере информатизации образования, проблема создания и использования учебных электронных изданий/ресурсов остается актуальной. В-настоящее время в профессиональном образовании накоплен определённый опыт использования учебных электронных изданий/ресурсов в подготовке специалистов, имеются теоретические обобщения и многочисленные методические работы по использованию компьютера при изучении различных дисциплин на всех этапах обучения, в вузе. Однако, электронных ресурсов, нацеленных на. совершенствование процесса предметной, подготовки будущих учителей информатики, в настоящее время существует ограниченное количество, охватывающее только лишь часть дисциплин этого цикла, например, таких, как радиоэлектроника и электротехника. Недостаточно разработана методика применения электронных учебников и электронных учебно-методических комплексов. Другие же предметы чаще всего преподаются «По-старинке», без опоры на современные методы и средства обучения.

Основы искусственного интеллекта — одна из дисциплин предметной подготовки учителя информатики, требующая детального анализа возможности программирования ее содержания и внедрения в учебный процесс. Данная дисциплина является специальной технической и относится к циклу дисциплин специализации. Преподавание курса «Основы искусственного интеллекта» предусмотрено в рамках специальности «Информатика». Это одна из наиболее распространенных специализаций, наряду с такими, как «Математическое моделирование», «Информационные системы и технологии», по которым ведётся подготовка будущих учителей информатики в институте энергетики и автоматизированных систем.

Традиционные формы обучения уже не обеспечивают решения современных задач организации образовательного процесса (например, в электронном и дистанционном образовании). Таким образом, возникает потребность в осмыслении новых педагогических возможностей, связанных с применением современных информационных технологий и сочетания их с традиционными педагогическими технологиями для повышения эффективности процессов обучения и воспитания. Средством формирования профессиональных мотивов, выстраивания системного представления о профессиональной деятельности учителя информатики, достижения целостной ориентировки в сложном техническом материале дисциплин предметного цикла как в определённой сфере жизнедеятельности, на наш взгляд, является электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК), разработанный в соответствии с дидактическими и методическими требованиями.

Его применение в учебном процессе позволило бы не просто повысить эффективность профессиональной подготовки будущих учителей информатики по дисциплинам предметного цикла, но и обеспечить, формирование у них опыта работы со средствами информационных технологий, научить не столько знанию как конечному продукту, но скорее процедуре усвоения материала в рамках специальной дидактической среды, создающей оптимальную ситуацию познания.

В настоящее время имеется ряд исследований (Л. X. Зайнутдинова, И. Г. Захарова, Ю. С. Иванов, Т. А. Синицына, А. В. Тумалев, Л. Г. Четверикова и др.), подтверждающих активизацию учебно-познавательной деятельности обучающихся на занятиях программными и психолого-педагогическими возможностями учебных электронных изданий/ресурсов, к которым относится ЭУМК.

Вместе с тем недостаточно проработаны теоретические основы проектирования и применения ЭУМК в системе подготовки будущих учителей информатики. Наименее исследованными являются методические основы, учитывающие специфику преподавания конкретных дисциплин. На наш взгляд, именно в учёте специфики их проектирования и преподавания в вузе заложен существенный резерв реализации методического потенциала ЭУМК, способствующего повышению эффективности обучения.

Таким образом, актуальность выбранного направления исследования определяется необходимостью разрешения противоречий между:

• потенциальными возможностями ЭУМК в системе предметной подготовки будущих учителей информатики и недостаточной разработанностью теоретических основ их проектирования;

• необходимостью применения ЭУМК для повышения эффективности предметной подготовки будущих учителей информатики и отсутствием методики такого обучения в вузе.

В связи с этим проблема исследования заключается в научном обосновании процесса проектирования ЭУМК для дисциплин предметного цикла, а также разработке методики их применения в системе подготовки будущих учителей информатики.

Целью исследования является выявление особенностей проектирования и методики применения ЭУМК для дисциплин предметного цикла в системе подготовки будущих учителей информатики.

Объект исследования — предметно-методическая подготовка будущих учителей информатики.

Предмет исследования — проектирование и методика применения ЭУМК дисциплин предметного цикла в системе подготовки будущих учителей информатики (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

Гипотеза исследования. Эффективность предметно-методической подготовки будущих учителей информатики будет выше, если:

• выявить особенности проектирования и применения ЭУМК для дисциплин предметного цикла будущих учителей информатики в аспекте интеграции предметных и методических знаний и умений;

• преподавание предметных дисциплин осуществлять в соответствии с моделью предметной подготовки будущих учителей информатики на базе ЭУМК;

• разработать для одной из дисциплин предметной подготовки педвузов ЭУМК, основанный на интеграции предметных и методических знаний и умений, руководствуясь обоснованными требованиями к проектированию;

• разработать и включить в ЭУМК комплекс разноуровневых интегративных заданий предметно-методического характера, учитывающих особенности подготовки и дальнейшей профессиональной деятельности учителя информатики;

• разработать методику применения ЭУМК в системе предметной подготовки будущих учителей информатики (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

В соответствии с целью и выдвинутой гипотезой в исследовании были поставлены следующие задачи:

1. Выявить и обосновать особенности проектирования и применения ЭУМК для дисциплин предметного цикла будущих учителей информатики.

2. Разработать модель предметной подготовки будущих учителей информатики на базе ЭУМК, обеспечивающую интеграцию предметных и методических знаний и умений (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

3. Разработать ЭУМК дисциплины «Основы искусственного интеллекта», входящей в цикл предметной подготовки будущих учителей информатики, руководствуясь обоснованными требованиями к проектированию.

4. Разработать и включить в ЭУМК комплекс разноуровневых интегративных заданий предметно-методического характера, учитывающих содержание будущей профессионально-педагогической деятельности учителя информатики.

5. Разработать методику применения ЭУМК, направленную на формирование предметных и развитие методических знаний и умений, в системе предметной подготовки будущих учителей информатики (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

Общую теоретическую основу исследования составляют фундаментальные работы в области профессиональной подготовки (С.И. Архангельский, Н.В. Кузьмина, П.И. Пидкасистый, В.А. Сластёнин, Н.Ф. Талызина, А.И. Щербаков и др.), в области теории и практики информатизации образования (Н.В. Апатова, И.Г. Захарова, A.A. Кузнецов, Е.А. Машбиц, И.В. Роберт, И.А. Цвелая и др.), в области создания учебных электронных изданий/ресурсов (Е.И. Аксёнова, A.A. Володин, C.B. Грызлов, JI.X. Зайнутдинова, Ю.С. Иванов, Д.Н. Кузьмин, С.И. Макаров и др.), в области создания и использования в процессе обучения учебно-методических комплексов (E.H. Антоняк, A.B. Баранова, В.П. Беспалько, Г.В. Кравченко, М.С. Сможенкова, JI.E. Солянкина, Ю.Г. Татур, A.B. Тумалев, В.В. Шаравин, JI.M. Шипитко, Н.П. Фикс и др.), в области профессионального обучения студентов дисциплинам предметного цикла (E.H. Буднева, Т.Г. Везиров, Г.Н. Некрасова, Н.М. Ползунова, И.А. Радченко, Л.Г. Хисамиева и др.)

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались:

1. Методы теоретического уровня:

• теоретический анализ научно-педагогической литературы по вопросам проектирования и применения ЭУМК в обучении, диагностика собственной учебной и педагогической деятельности;

• системный подход при анализе и синтезе теоретических основ ЭУМК;

• сравнительный анализ традиционной методики преподавания дисциплины «Основы искусственного интеллекта» и на базе ЭУМК;

2. Методы эмпирического уровня:

• сбор и обобщение оперативной информации по вопросам проектирования и применения ЭУМК;

• педагогический эксперимент.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

• обоснована педагогическая целесообразность проектирования и применения ЭУМК дисциплин предметного цикла, основанных на интеграции предметных и методических знаний, умений, опыта в системе подготовки будущих учителей информатики;

• выделены принципы организации учебного процесса на базе ЭУМК (приоритета средства обучения (ЭУМК) в организации учебного процесса;

• обоснованы организационно-методические условия (потребностно-мотивационные, информационные, познавательной самостоятельности, контрольно-диагностические) эффективности применения ЭУМК в системе подготовки будущих учителей информатики;

• разработан комплекс разноуровневых интегративных заданий (частично-поисковые, продуктивные, творческие) предметно-методического характера, способствующих повышению эффективности предметной и методической подготовки будущих учителей информатики, осуществляемой на базе ЭУМК;

• разработана методика применения ЭУМК в системе подготовки будущих учителей информатики (на материале дисциплины «Основы искусственного интеллекта»).

Теоретическая значимость исследования: получены выводы, касающиеся теоретически возможной и практически выполнимой роли электронных учебно-методических комплексов дисциплин предметного цикла как средств интеграции предметных и методических знаний и умений, обеспечения системности научных понятий, профессиональной направленности преподавания, активизации самостоятельной познавательной деятельности студентов в системе подготовки будущих учителей информатики.

Выделенные принципы организации учебного процесса на базе ЭУМК и организационно-методические условия эффективности применения ЭУМК являются основой новых подходов к подготовке будущих учителей информатики.

Принципиальное значение имеет модель предметной подготовки будущих учителей информатики на базе ЭУМК, обеспечивающая интеграцию предметных и методических знаний и умений.