Аннотация
Введение 7
1 Теотерические аспекты визуализации учебного материала 13
1.1 Основные понятия в области визуализации учебного материала 13
1.2 Генезис визуализации учебного материала 20
1.3 Проблемы визуализации данных при обучении в области
информационных систем и технологий 39
1.4 Концепция визуализации учебного материала 41
1.5 Использование эмоций и паттернов мышления в проектировании
учебных материалов 44
1.5.1 Связь эмоций и памяти 45
1.5.2 Использование эмоций в проектировании учебных материалов 48
1.5.3 Паттерны мышления 49
Выводы по первой главе 51
2 Визуализация учебного материала в области информационных систем и
технологий 53
2.1 Использование дидактические средств визуализации учебного
материала 53
2.2 Описание дисциплины «Современные средства визуализации научной
и учебной информации» 54
2.3 Теоретические аспекты дисциплины «Современные средства
визуализации научной и учебной информации» 57
2.4 Практическая составляющая дисциплины «Современные средства
визуализации научной и учебной информации» 62
2.5 Иммерсивные среды, как средство когнитивной педагогики 64
2.6 Модель визуализации учебного материала 67
2.7 Опытно-поисковая работа по визуализации учебного материала 73
Выводы по второй главе 87
Заключение 89
Список использованных источников 91
Приложение А 99
Приложение Б 100
Современный этап развития общества охарактеризован стремительным возрастанием объема высокоинтеллектуальных технологий, необходимых человеку, способному к активному творческому овладению знаниями и умением применять эти знания в нестандартных ситуациях. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) предполагает сформированность у обучающихся профильно-специализированных компетенций при изучении дисциплин профильного модуля.
В условиях развития высокоинтеллектуальных технологий и внедрения их в процесс обучения становятся актуальными вопросы адаптации учебного материала для его понятности толкования и наглядности.
При подготовке бакалавров по направлению 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) профиля «Информационные технологии» есть ряд высокотехнологичных и высокоинтеллектуальных дисциплин, таких как «Администрирование вычислительных систем и сетей», «Численные методы», «Математическое моделирование», «Объектно-ориентированные технологии», «Теория систем и системный анализ», в рамках которых изучается достаточно большое количество учебных тем, содержащих абстрактные и конструктивные учебные знания, представляющие собой совокупность научных знаний об определенной системе предметов, объектов, взаимосвязей между ними, о способах объяснения явлений в конкретной предметной области.
Социально-педагогический уровень рассмотрения проблемы раскрывает повышение качества подготовки бакалавров в области информационных технологий, что составляет не только одну из ключевых установок государственной образовательной политики, но и одно из приоритетных направлений научно-педагогических исследований, так как связано с большими объемами абстрактных данных и чужеродных информационных воздействий.
При обучении бакалавров блоку профильных дисциплин («Коммуникации и компьютерные сети», «Информационная безопасность, «Языки и системы программирования» и др.), недостаточно текстовой информации и довольно сложно обеспечить наглядность содержания учебных элементов традиционными средствами, такими как рисунок, текст, слово.
Научно-теоретический уровень рассматривает поиск подходов к разработке модели визуализации в области инфокоммуникационной деятельности, рассмотрения процессов визуализации как средства представления универсальной модели визуализации учебных элементов, высокоинтеллектуальных знаний.
Поиск педагогических подходов к виртуализации учебного материала предусматривает рассмотрение психолого-педагогических концепций обучения на основе работ Н. Н. Манько, В. Я. Цветкова, В. Э. Штейнберга.
Научно-методический уровень рассматриваемой проблемы заключается в поиске модели визуализации, которая позволит связать проектируемую концепцию образов с высокотехнологичным процессом. Формулирование педагогических условий организации учебной деятельности с применением визуальных учебных элементов также одна из задач данного уровня.
Отсюда возникает ряд противоречий:
• между возможностью применения специальных средств визуализации для повышения качества знаний обучающихся и недостаточной разработанностью теории и практики применения средств визуализации в процессе обучения информационным дисциплинам;
• с одной стороны, происходит активное внедрение в образовательный процесс визуальных технологий, с другой — на данный момент не выделены дидактические условия формирования основ специальной культуры визуализации учебной информации у обучающихся;
• с одной стороны, визуализация учебного материала используется педагогами в рамках разных учебных дисциплин, с другой — не выделена опорная — в плане формирования навыков визуализации учебная дисциплина;
• с одной стороны в процессе обучения фрагментарно используется педагогический опыт визуализации учебной информации в виде нагляднообразных, графических элементов, с другой стороны, в постоянно расширяющемся информационном поле даже с активным привлечением информационных технологий это не обеспечивает получения метапредметных образовательных результатов в соответствии с требованиями, предъявляемыми современным обществом;...
Когнитивная графика, как средство визуализации научной и учебной информации, в информационных технологиях решает проблему трудности преобразования исходной формы учебного материала в наглядносимволическую, что позволяет интенсифицировать и оптимизировать учебный процесс. В условиях современного образовательного процесса средства наглядного обучения должны позволять учащимся сопоставлять, устанавливать взаимосвязи, обобщать учебные знания, полученные на общепрофессиональных и профессионально-квалификационных дисциплинах.
В данной работе, исходя из цели — научно обосновать, разработать и в ходе опытно-поисковой работы апробировать модель визуализации учебной информации, были решены следующие задачи:
1. Изучены и проанализированы вопросы визуализации учебного материала в психолого-педагогической литературе.
2. Проведен анализ проблем визуализации данных при обучении в области информационных систем и технологий.
3. Разработана модель визуализации учебного материала в области информационных систем и технологий.
4. В ходе опытно-поисковой работы проверена активность использования визуализации учебного материала; работоспособность модели визуализации учебной информации.
Результаты проведенного исследования позволили сделать следующие выводы:
1. Анализ состояния исследуемой проблемы в психологопедагогической и научно-методической литературе позволил систематизировать теоретические материалы относительно генезиса визуализации данных, когнитивной графики от опорных конспектов В. Ф. Шаталова до иммерсивных образовательных сред.
2. Научно обоснован и разработан универсальный алгоритм, позволяющий создавать дидактические средства с элементами когнитивной компьютерной графики.
3. Разработано содержание лекций и практических заданий по дисциплине «Современные средства визуализации научной и учебной информации», которое может являться дополнительным средством при подготовке бакалавров по направлению подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) профиля «Информационные технологии».
4. В ходе опытно-поисковой работы проведена апробация элементов модели, предлагаемой в ходе исследования. Статистическая обработка данных позволила сделать вывод о том, что применение разработанного алгоритма позволяет использовать его как целиком, так и отдельные его элементы при визуализации учебного материала в рамках высокотехнологичных и высокоинтеллектуальных информационных дисциплин.
Основные положения и выводы, содержащиеся в работе, дают основание считать, что задачи настоящего исследования решены, гипотеза подтверждена, а результаты исследования позволяют утверждать, что выполненная работа имеет научную, теоретическую и практическую значимость. Материалы настоящего исследования могут служить средством корректировки методической деятельности преподавателей дисциплин в области информационных систем и технологий.
Проведенное исследование показало значимость полученных результатов для образовательного процесса в области информационных систем и технологий. Настоящее исследование не исчерпывает всех аспектов рассматриваемой проблемы, но может служить концептуальной и теоретической основой для дальнейшего научного поиска.
Таким образом, использование технологий визуализации и виртуализации учебных знаний позволит образовательному учреждению выпускать компетентного специалиста в области профессиональной деятельности.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
