Помощь студентам в учебе
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЙ ПОДХОД В ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ПРОГРАММИРОВАНИЮ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СУБЪЕКТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА (на примере дисциплины «Структуры и алгоритмы обработки данных»)
|
Введение 5
Глава 1. Дифференцированный подход при обучении студентов в условиях модели информационного метаболизма личности 12
1.1. Педагогический процесс и информационные технологии 12
1.1.1. Педагогический процесс,
как одно из главных понятий педагогики 13
1.1.2. Информационная природа педагогического процесса 16
1.1.3. Модель информационного метаболизма 27
1.1.4. ТИМные формы предъявления информации 37
1.1.5. Адаптированная фреймовая модель представления знаний 43
1.2. Модели информационного метаболизма
педагогического процесса 50
1.2.1. Модель информационного метаболизма
традиционного учебного процесса 50
1.2.2. Модели информационного метаболизма
линейных дидактических технологий 57
1.2.3. Модели информационного метаболизма
нелинейных дидактических технологий 63
1.3. Дифференцированный подход к обучению
в моделях информационного метаболизма 75
1.3.1. Технологический подход к учебному процессу 75
1.3.2. Построение нелинейной модели знаний 93
1.3.3. Критерии выбора оптимальной дидактической технологии 100
1.3.4. Дидактический технологический комплекс 102
1.3.5. Описание дифференцированного подхода 107
Глава 2. Реализация дифференцированного подхода
в обучении студентов программированию на примере дисциплины «Структуры и алгоритмы данных» 123
2.1. Таксономия дидактических целей
дисциплины «Структуры и алгоритмы данных» 123
2.2. Формирование модели знаний 129
2.2.1. Образная структуры метафрейма
и содержание дисциплины 130
2.2.2. Ситуационная структура метафрейма
и учебные задачи 132
2.2.3. Сценарная структура метафрейма
и цели дисциплины 137
2.3. Организация и условия реализации
дифференцированного подхода в обучении 141
2.3.1. Сценарий дидактического процесса 141
2.3.2. Условия протекания дидактического процесса 145
2.4. Результаты педагогического эксперимента 146
2.4.1. Постановка эксперимента 147
2.4.2. Ход констатирующего эксперимента и анализ данных 153
Заключение 158
Библиографический список 162
Приложение A. Модели шестнадцати типов ИМ 176
Приложение B. Образцы «чистых стилей» устной речи юнговских психологических типов 178
Приложение C. Характерные понятия
для соционических дихотомий 180
Приложение D. Интегральные характеристики речи социотипов 183
Приложение E. Формы подачи информации 187
Приложение F. Интертипные отношения 188
Приложение G. Таксономии педагогических целей 194
Приложение H. Конкретизация дидактической цели 202
Приложение I. Элементы эвристики, применяемые при решении учебных задач 204
Приложение J. Субфрейм модели знаний учебной дисциплины
«Структуры и алгоритмы обработки данных» 205
Приложение K. Фрагменты метафрейма учебной дисциплины «Структуры и алгоритмы обработки данных» 206
Приложение L. Пример таблиц расчетных критериев выбора оптимальной дидактической технологии 209
Приложение M. Описание психической структуры студента с ТИМом СЛЭ (сенсорно-логический экстратим, Маршал) 218
Приложение N. Таблицы распределений 221
Приложение O. Основные положения
детерминационного анализа 230
Глава 1. Дифференцированный подход при обучении студентов в условиях модели информационного метаболизма личности 12
1.1. Педагогический процесс и информационные технологии 12
1.1.1. Педагогический процесс,
как одно из главных понятий педагогики 13
1.1.2. Информационная природа педагогического процесса 16
1.1.3. Модель информационного метаболизма 27
1.1.4. ТИМные формы предъявления информации 37
1.1.5. Адаптированная фреймовая модель представления знаний 43
1.2. Модели информационного метаболизма
педагогического процесса 50
1.2.1. Модель информационного метаболизма
традиционного учебного процесса 50
1.2.2. Модели информационного метаболизма
линейных дидактических технологий 57
1.2.3. Модели информационного метаболизма
нелинейных дидактических технологий 63
1.3. Дифференцированный подход к обучению
в моделях информационного метаболизма 75
1.3.1. Технологический подход к учебному процессу 75
1.3.2. Построение нелинейной модели знаний 93
1.3.3. Критерии выбора оптимальной дидактической технологии 100
1.3.4. Дидактический технологический комплекс 102
1.3.5. Описание дифференцированного подхода 107
Глава 2. Реализация дифференцированного подхода
в обучении студентов программированию на примере дисциплины «Структуры и алгоритмы данных» 123
2.1. Таксономия дидактических целей
дисциплины «Структуры и алгоритмы данных» 123
2.2. Формирование модели знаний 129
2.2.1. Образная структуры метафрейма
и содержание дисциплины 130
2.2.2. Ситуационная структура метафрейма
и учебные задачи 132
2.2.3. Сценарная структура метафрейма
и цели дисциплины 137
2.3. Организация и условия реализации
дифференцированного подхода в обучении 141
2.3.1. Сценарий дидактического процесса 141
2.3.2. Условия протекания дидактического процесса 145
2.4. Результаты педагогического эксперимента 146
2.4.1. Постановка эксперимента 147
2.4.2. Ход констатирующего эксперимента и анализ данных 153
Заключение 158
Библиографический список 162
Приложение A. Модели шестнадцати типов ИМ 176
Приложение B. Образцы «чистых стилей» устной речи юнговских психологических типов 178
Приложение C. Характерные понятия
для соционических дихотомий 180
Приложение D. Интегральные характеристики речи социотипов 183
Приложение E. Формы подачи информации 187
Приложение F. Интертипные отношения 188
Приложение G. Таксономии педагогических целей 194
Приложение H. Конкретизация дидактической цели 202
Приложение I. Элементы эвристики, применяемые при решении учебных задач 204
Приложение J. Субфрейм модели знаний учебной дисциплины
«Структуры и алгоритмы обработки данных» 205
Приложение K. Фрагменты метафрейма учебной дисциплины «Структуры и алгоритмы обработки данных» 206
Приложение L. Пример таблиц расчетных критериев выбора оптимальной дидактической технологии 209
Приложение M. Описание психической структуры студента с ТИМом СЛЭ (сенсорно-логический экстратим, Маршал) 218
Приложение N. Таблицы распределений 221
Приложение O. Основные положения
детерминационного анализа 230
Актуальность научной проблемы исследования вытекает из необходимости повышения качества подготовки инженеров-программистов в условиях лавинообразного нарастания объемов информации, необходимой для их профессиональной деятельности
Имеется противоречие между необходимостью совершенствования деятельности технического вуза, с одной стороны, и отсутствием научно обоснованных подходов, устанавливающих причины, границы педагогической целесообразности, условия применения современных дидактических технологий в учебном процессе, с другой. Что обусловливает актуальность научной проблемы настоящего исследования, которая заключается в определении того, каким образом Должны решаться вопросы оптимизации образовательного процесса в вузе при использовании современных дидактических технологий.
Актуальность темы исследования основывается на следующих фактах:
a) проникновение информационных технологий во все сферы деятельности человека, что ведет, во-первых, к повышению спроса на специалистов - программистов, во-вторых, ставит во все более тесную зависимость от их квалификации все большее количество людей;
b) повышение эффективности учебного процесса преподавателями технических вузов, зачастую, не рассматривается в качестве важной цели;
c) основным источником повышения качества подготовки будущих инженеров в вузах, как правило, является индивидуальное новаторство некоторых представителей профессорско-преподавательского состава высшей технической школы, которое часто не обобщается и не систематизируется для широкого внедрения в силу, как считается в кругу ученых естественников, неразрывной привязанности оного к личностным качествам педагога;
d) часто единственным критерием методической верности разрабатываемых преподавателями технических вузов учебно-методических материалов служит личный опыт их самих и ближайших коллег;
e) методическая система преподавания вообще, и преподавания программирования, в частности, в современных технических вузах, как правило, не использует новейшие достижения педагогической науки в силу традиционно недоверчивого отношения преподавателей, имеющих естественно-научное образование, к педагогической науке в целом;
f) отлично зарекомендовавший себя во многих отраслях науки и практики естественно-научный информационных подход к решению их специфических проблем до сих пор не находит нужного применения в сфере педагогической теории и практики;
g) существующая практика использования дифференцированного подхода к обучению базируется на внешних, по отношению к обучаемому, условиях, в силу отсутствия научно-обоснованных технологий учета его индивидуальных психологических различий, проявляющихся в разных способностях к учебе.
Исходя из вышесказанного можно констатировать, что имеются противоречия между: 1) ограниченным бюджетом учебного времени в вузе, с одной стороны, и лавинообразным нарастанием объемов информации, необходимой инженеру-программисту для эффективной профессиональной деятельности, с другой; 2) отсутствием имеющих доверие у профессорско-преподавательского состава высшей технической школы универсальных методов повышения эффективности учебного процесса, с третьей стороны, и игнорированием информационных подходов к возможности их реализации, с четвертой; 3) ограничениями пропускной способности каналов обмена информацией преподавателя структурой его психики, с пятой стороны, и различными пропускными способностями таких каналов у студентов, обучающихся у этого преподавателя, с шестой.
Кроме того, учитывая специфику деятельности программиста, требуется обеспечить массовый выход специалистов, способных к творческому применению полученных в вузе знаний, что противоречит распространенной линейной парадигме образовательного процесса в вузе.
Для снятия данного комплекса противоречий необходимо решить проблему оптимизации информационных взаимодействий между всеми их сторонами: сферой профессиональной информации, студентом, преподавателем и учебным планом. Причем, сделать это необходимо заслуживающим доверие в кругах ученых-естественников способом.
Исходя из этого, сформулируем цель Диссертации: предложить метод повышения качества обучения студентов программированию путем реализации дифференцированного подхода на основе учета их индивидуальных психологических особенностей.
Исходя из этого, под объектом диссертационного исследования будем понимать процесс обучения программированию в техническом вузе будущих инженеров-программистов.
Предполагается, что мало распространенные пока в РФ нелинейные дидактические технологии, или их комбинации вкупе с психологическими моделями информационного метаболизма личности могут привести к желаемому результату.
В качестве предмета диссертационного исследования примем дифференцирование обучения студентов программированию на основе выбора оптимальной дидактической технологии с учетом их индивидуальных психологических различий.
В основу исследования положим гипотезу о том, что реализация дифференцированного подхода в обучении студентов программированию, основанного на оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей информационного метаболизма позволит повысить качество подготовки будущих инженеров-программистов. При этом под «качеством подготовки» будем понимать степень готовности выпускника к профессиональной деятельности, определяемую по результатам текущего и итогового контроля по предлагаемой в исследовании методике.
Методологической и теоретической основой для диссертационного исследования будут:
- философские теории детерминированных систем (В.Г. Аверьянов, B. Г Афанасьев, И.В. Блауберг, Д.М. Гвишиани, Д.П. Горский, В.Н. Садовский, А.И. Уемов, Э.Г. Юдин и др.), сравнения (Б. Спинозы), самоорганизующихся систем (И. Пригожин), информации (Берг, Глушков, Эшби, С. Янковский и др.);
- основные идеи кибернетической теории управления (П.С. Александров, Н.М. Амосов, М. Аптер, Л. Бриллюэн, З.М. Каневский, А.Н. Колмогоров, П. Косса, Л. Куффиньяль, А.Я. Лернер и др.), теории систем (Л. фон Бер- таланфи, И.В. Блауберг, В.Ф. Лефевр и др.), математической теории связи (Н. Винер, Марков, Р. Хартли, К. Шеннон), теории семантической информации (Й. Бар-Ниллел, Р. Карнап);
- основные идеи теории коммуникации (М.А. Василик, М. Вебер, П. Гол¬динг, В.П. Конецкая, Г. Лассуэлл, Г. Мердок, Ч. Райт, Ф.И. Шарков и др.), сигнифики (Ч.С. Пирс, К. Черри и др.) и фреймовой модели памяти (М. Мински);
- общие идеи психолингвистики (И.А. Бодуэн де Куртене, Л.С. Выготский, Г. Гийом, В. Дорошевский, А.А. Леонтьев, А.Н. Леонтьев, М.В. Ломоносов, А.Ф. Лосев, А.Р. Лурия, А.К. Михальская, А.М. Пешковский, Ж. Пиаже, Ф. Де Сессюр, Л.В. Щерба и др.);
- общепсихологическая теория развития способностей в деятельности (Б.Г. Ананьев, Г.А. Атанов, В.А. Иваников, А.Н. Леонтьев, К.К. Платонов,C. Л. Рубинштейн и др.);
- теории психологических типов личности (К.Г. Юнг), информационного метаболизма (А. Кемпинский) и социоанализа (А. Аугустинавичуте, В.В. Гуленко, В.В. Мегедь, А.А. Овчаров, Е.С. Филатова, П. Цыпин и др.);
- теория деятельностного подхода к обучению (Г.А. Атанов, П.Я. Гальперин, Б.Ц. Бадмаев, Е.И. Машбиц, З.А. Решетова, Н.Ф. Талызина, Л.М. Фридман, Д.Б. Эльконин и др.);
- основные идеи педагогики, освещающие теорию педагогической коммуникации (В.Д. Ширшов), теорию автодидактики (С.А. Днепров) теоретические основы педагогического проектирования (К.Я. Вазина, А.Я. Найн);
- методологические аспекты технологического подхода к обучению (В.Ф. Башарин, В. Беспалько, Б. Блум, Д. Брунер, Г. Гейс, В. Коскарелли, В. Куклин, Дж. Кэролл, В. Наводнов, Н.И. Пак, Д.В. Чернилевский и др.), педагогического тестирования (Э. Лузик, Б. Савельев, М. Челышкова и др.) педагогической оценки (М.С. Крупнова, А.И. Субетто, П.Ф. Талызина) и оценки эффективности педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Н.Н. Булынский, А.Л. Галкин, Л.Ф. Колесников, Ю.Н. Трофимов, В.Н. Турченко и др.).
Исходя из вышеуказанного поставим задачи для диссертационного исследования:
a) провести теоретический анализ информационной природы педагогического процесса;
b) опираясь на современные достижения педагогики, информатики и соционическую типологию личности исследовать возможность разработки дифференцированного подхода в обучении на основе моделей информационно¬го метаболизма;
c) обосновать принципы построения дифференцированного подхода в обучении программированию;
d) разработать методику дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» на основе моделей информационного метаболизма учебного процесса;
e) выявить условия реализации дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных»; провести педагогический эксперимент.
Поставленные перед исследованием цель и задачи определяют следующие методы исследования:
♦ теоретические: анализ научной литературы, сравнение, классификация, экстраполяция, моделирование;
♦ эмпирические: проектирование;
♦ Диагностические: тестирование, анкетирование, констатирующий и формирующий эксперименты в процессе определения эффективности предложенного метода оптимизации учебного процесса; методы математической статистики и детерминационного анализа.
Научная новизна исследования состоит в предложении способа построения дифференцированного подхода в обучении программированию на основе оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей его информационного метаболизма.
Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании принципов построения дифференцированного подхода и методики его реализации в обучении программированию с использованием дидактических технологических комплексов.
Практическое значение диссертационного исследования состоит:
a) в создании дидактического технологического комплекса по дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных», позволяющего на основе моделей информационного метаболизма учебного процесса оптимизировать информационное взаимодействие его субъектов;
b) в разработке методики дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» с использованием дидактического технологического комплекса;
На защиту выносятся следующие положения:
a) дидактический технологический комплекс, построенный с учетом моделей информационного метаболизма учебного процесса, является средством оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса;
b) методика дифференцированного обучения студентов по дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» с использованием дидактического технологического комплекса позволяет повысить степень готовности выпускников к профессиональной деятельности.
Имеется противоречие между необходимостью совершенствования деятельности технического вуза, с одной стороны, и отсутствием научно обоснованных подходов, устанавливающих причины, границы педагогической целесообразности, условия применения современных дидактических технологий в учебном процессе, с другой. Что обусловливает актуальность научной проблемы настоящего исследования, которая заключается в определении того, каким образом Должны решаться вопросы оптимизации образовательного процесса в вузе при использовании современных дидактических технологий.
Актуальность темы исследования основывается на следующих фактах:
a) проникновение информационных технологий во все сферы деятельности человека, что ведет, во-первых, к повышению спроса на специалистов - программистов, во-вторых, ставит во все более тесную зависимость от их квалификации все большее количество людей;
b) повышение эффективности учебного процесса преподавателями технических вузов, зачастую, не рассматривается в качестве важной цели;
c) основным источником повышения качества подготовки будущих инженеров в вузах, как правило, является индивидуальное новаторство некоторых представителей профессорско-преподавательского состава высшей технической школы, которое часто не обобщается и не систематизируется для широкого внедрения в силу, как считается в кругу ученых естественников, неразрывной привязанности оного к личностным качествам педагога;
d) часто единственным критерием методической верности разрабатываемых преподавателями технических вузов учебно-методических материалов служит личный опыт их самих и ближайших коллег;
e) методическая система преподавания вообще, и преподавания программирования, в частности, в современных технических вузах, как правило, не использует новейшие достижения педагогической науки в силу традиционно недоверчивого отношения преподавателей, имеющих естественно-научное образование, к педагогической науке в целом;
f) отлично зарекомендовавший себя во многих отраслях науки и практики естественно-научный информационных подход к решению их специфических проблем до сих пор не находит нужного применения в сфере педагогической теории и практики;
g) существующая практика использования дифференцированного подхода к обучению базируется на внешних, по отношению к обучаемому, условиях, в силу отсутствия научно-обоснованных технологий учета его индивидуальных психологических различий, проявляющихся в разных способностях к учебе.
Исходя из вышесказанного можно констатировать, что имеются противоречия между: 1) ограниченным бюджетом учебного времени в вузе, с одной стороны, и лавинообразным нарастанием объемов информации, необходимой инженеру-программисту для эффективной профессиональной деятельности, с другой; 2) отсутствием имеющих доверие у профессорско-преподавательского состава высшей технической школы универсальных методов повышения эффективности учебного процесса, с третьей стороны, и игнорированием информационных подходов к возможности их реализации, с четвертой; 3) ограничениями пропускной способности каналов обмена информацией преподавателя структурой его психики, с пятой стороны, и различными пропускными способностями таких каналов у студентов, обучающихся у этого преподавателя, с шестой.
Кроме того, учитывая специфику деятельности программиста, требуется обеспечить массовый выход специалистов, способных к творческому применению полученных в вузе знаний, что противоречит распространенной линейной парадигме образовательного процесса в вузе.
Для снятия данного комплекса противоречий необходимо решить проблему оптимизации информационных взаимодействий между всеми их сторонами: сферой профессиональной информации, студентом, преподавателем и учебным планом. Причем, сделать это необходимо заслуживающим доверие в кругах ученых-естественников способом.
Исходя из этого, сформулируем цель Диссертации: предложить метод повышения качества обучения студентов программированию путем реализации дифференцированного подхода на основе учета их индивидуальных психологических особенностей.
Исходя из этого, под объектом диссертационного исследования будем понимать процесс обучения программированию в техническом вузе будущих инженеров-программистов.
Предполагается, что мало распространенные пока в РФ нелинейные дидактические технологии, или их комбинации вкупе с психологическими моделями информационного метаболизма личности могут привести к желаемому результату.
В качестве предмета диссертационного исследования примем дифференцирование обучения студентов программированию на основе выбора оптимальной дидактической технологии с учетом их индивидуальных психологических различий.
В основу исследования положим гипотезу о том, что реализация дифференцированного подхода в обучении студентов программированию, основанного на оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей информационного метаболизма позволит повысить качество подготовки будущих инженеров-программистов. При этом под «качеством подготовки» будем понимать степень готовности выпускника к профессиональной деятельности, определяемую по результатам текущего и итогового контроля по предлагаемой в исследовании методике.
Методологической и теоретической основой для диссертационного исследования будут:
- философские теории детерминированных систем (В.Г. Аверьянов, B. Г Афанасьев, И.В. Блауберг, Д.М. Гвишиани, Д.П. Горский, В.Н. Садовский, А.И. Уемов, Э.Г. Юдин и др.), сравнения (Б. Спинозы), самоорганизующихся систем (И. Пригожин), информации (Берг, Глушков, Эшби, С. Янковский и др.);
- основные идеи кибернетической теории управления (П.С. Александров, Н.М. Амосов, М. Аптер, Л. Бриллюэн, З.М. Каневский, А.Н. Колмогоров, П. Косса, Л. Куффиньяль, А.Я. Лернер и др.), теории систем (Л. фон Бер- таланфи, И.В. Блауберг, В.Ф. Лефевр и др.), математической теории связи (Н. Винер, Марков, Р. Хартли, К. Шеннон), теории семантической информации (Й. Бар-Ниллел, Р. Карнап);
- основные идеи теории коммуникации (М.А. Василик, М. Вебер, П. Гол¬динг, В.П. Конецкая, Г. Лассуэлл, Г. Мердок, Ч. Райт, Ф.И. Шарков и др.), сигнифики (Ч.С. Пирс, К. Черри и др.) и фреймовой модели памяти (М. Мински);
- общие идеи психолингвистики (И.А. Бодуэн де Куртене, Л.С. Выготский, Г. Гийом, В. Дорошевский, А.А. Леонтьев, А.Н. Леонтьев, М.В. Ломоносов, А.Ф. Лосев, А.Р. Лурия, А.К. Михальская, А.М. Пешковский, Ж. Пиаже, Ф. Де Сессюр, Л.В. Щерба и др.);
- общепсихологическая теория развития способностей в деятельности (Б.Г. Ананьев, Г.А. Атанов, В.А. Иваников, А.Н. Леонтьев, К.К. Платонов,C. Л. Рубинштейн и др.);
- теории психологических типов личности (К.Г. Юнг), информационного метаболизма (А. Кемпинский) и социоанализа (А. Аугустинавичуте, В.В. Гуленко, В.В. Мегедь, А.А. Овчаров, Е.С. Филатова, П. Цыпин и др.);
- теория деятельностного подхода к обучению (Г.А. Атанов, П.Я. Гальперин, Б.Ц. Бадмаев, Е.И. Машбиц, З.А. Решетова, Н.Ф. Талызина, Л.М. Фридман, Д.Б. Эльконин и др.);
- основные идеи педагогики, освещающие теорию педагогической коммуникации (В.Д. Ширшов), теорию автодидактики (С.А. Днепров) теоретические основы педагогического проектирования (К.Я. Вазина, А.Я. Найн);
- методологические аспекты технологического подхода к обучению (В.Ф. Башарин, В. Беспалько, Б. Блум, Д. Брунер, Г. Гейс, В. Коскарелли, В. Куклин, Дж. Кэролл, В. Наводнов, Н.И. Пак, Д.В. Чернилевский и др.), педагогического тестирования (Э. Лузик, Б. Савельев, М. Челышкова и др.) педагогической оценки (М.С. Крупнова, А.И. Субетто, П.Ф. Талызина) и оценки эффективности педагогического процесса (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Н.Н. Булынский, А.Л. Галкин, Л.Ф. Колесников, Ю.Н. Трофимов, В.Н. Турченко и др.).
Исходя из вышеуказанного поставим задачи для диссертационного исследования:
a) провести теоретический анализ информационной природы педагогического процесса;
b) опираясь на современные достижения педагогики, информатики и соционическую типологию личности исследовать возможность разработки дифференцированного подхода в обучении на основе моделей информационно¬го метаболизма;
c) обосновать принципы построения дифференцированного подхода в обучении программированию;
d) разработать методику дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» на основе моделей информационного метаболизма учебного процесса;
e) выявить условия реализации дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных»; провести педагогический эксперимент.
Поставленные перед исследованием цель и задачи определяют следующие методы исследования:
♦ теоретические: анализ научной литературы, сравнение, классификация, экстраполяция, моделирование;
♦ эмпирические: проектирование;
♦ Диагностические: тестирование, анкетирование, констатирующий и формирующий эксперименты в процессе определения эффективности предложенного метода оптимизации учебного процесса; методы математической статистики и детерминационного анализа.
Научная новизна исследования состоит в предложении способа построения дифференцированного подхода в обучении программированию на основе оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей его информационного метаболизма.
Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании принципов построения дифференцированного подхода и методики его реализации в обучении программированию с использованием дидактических технологических комплексов.
Практическое значение диссертационного исследования состоит:
a) в создании дидактического технологического комплекса по дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных», позволяющего на основе моделей информационного метаболизма учебного процесса оптимизировать информационное взаимодействие его субъектов;
b) в разработке методики дифференцированного подхода в обучении студентов дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» с использованием дидактического технологического комплекса;
На защиту выносятся следующие положения:
a) дидактический технологический комплекс, построенный с учетом моделей информационного метаболизма учебного процесса, является средством оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса;
b) методика дифференцированного обучения студентов по дисциплине «Структуры и алгоритмы обработки данных» с использованием дидактического технологического комплекса позволяет повысить степень готовности выпускников к профессиональной деятельности.
Основные результаты исследования и выводы по нему заключаются в следующем:
1. Понимание педагогического процесса, как смены состояний педагогической системы, каждое из которых является причиной следующих, требует от преподавателя учета ключевых ее параметров: достижения технологически сформулированных целей; аспектной структуры информационного метаболизма будущей сферы деятельности выпускников, моделей знаний, учебных материалов, самого учебного процесса и применяемых дидактических технологий; психо-информационной структуры обучающихся и своей собственной; коэффициентов эффективности учебного процесса - K epo и подготовленности студентов - K po.
2. С точки зрения технологического подхода к обучению удобно воспользоваться функциональным делением педагогической технологии на подсистемы: дидактическую и воспитательную; целеполагания, контрольную, управленческую, техническую и содержательную; предметные и групповые. Получаемая из них четырехмерная система координат однозначно определяет мельчайшие элементы педагогического процесса - педагогические модули.
3. Для формирования педагогических модулей, обладающих высоким K epo предлагается применять подход к обучению с точки зрения процессов информационного метаболизма, который позволяет на типологическом уровне эффективно решать вопросы оценки обучаемости студентов и, связанные с ними, проблемы формирования учебного контента соответствующих форм.
4. Формирование учебного контента типологически подходящих форм начинается с привлечения аппарата теории типов информационного метаболизма Сложных МеханоЭнергоИнформационных Комплексов для учета аспектной структуры информационного метаболизма будущей сферы деятельности выпускников, который необходим для формирования адекватной ей модели знаний. Она, в свою очередь, может быть как линейной, так и не линейной - в форме метафрейма. Одна может быть конвертирована в другую. Количество информации в последней - Vd fd- определяется как сумма объем всех субфреймов. Исходя из типологических отличий студентов, преподаватель имеет возможность выбора наиболее подходящей из них.
5. Выбранная модель знаний является основой для построения системы технологических педагогических целей, которая трансформирует аспектную структуру модели знаний, компенсируя ее отличия от конкретных типов информационного метаболизма, присущих студентам. Исходя из этой си¬стемы целей, с учетом закономерностей информационного метаболизма, отраженных в теории интертипных отношений, формируется содержание учебной дисциплины - свое для каждого из 16 ТИМов.
6. Кроме того, привлечение аналитического аппарата теорий интертипных отношений и типов СМЭИК, а так же информатики позволяет определять аспектную структуру информационного метаболизма известных дидактических технологий. Это позволяет преподавателю на основании объективных критериев - соответствие типов ИМ студента и аспектной структуры модели знаний, студента и дидактической технологии, возможность формирования психологически совместимых учебных микрогрупп и требуемое для освоения компенсированной учебной программы время - делать объективный выбор для включения их дидактический технологческий комплекс.
7. Каждый законченный по смыслу содержательный фрагмент учебного эле-мента, соответствующий одному узлу модели знаний, заключается в свой педагогический содержательный модуль. Логика управления этими модулями строится на основе правил, присущих выбранной дидактической технологии, и заключается в соответствующих педагогических управленческих модулях. Эти правила учитывают информацию, получаемую и накапливаемую «под юрисдикцией» соответствующих контрольных модулей и модулей целеполагания. Совокупность информации, циркулирующей по упомянутым блокам, является критерием формирования технических модулей, на базе которых и строится учебный процесс.
На основании выполненного статистического и детерминационного анализа данных педагогического эксперимента диссертант утверждает, что:
1. В его ходе обнаружена статистически достоверная (для p= 0,05) связь между психотипом студента и ТИМом, ассоциированным с применяемой для его обучения ДТ;
2. Использование алгоритмического предписания построения нелинейной модели знаний является эффективным средством формирования ДТК - основы применения дифференцированного подхода к обучению в условиях моделей ИМ;
3. Значительную помощь при составлении метафрейма и программы учебной дисциплины, служащих базой для формирования ДТК, оказывает предварительная разработка токсономии дидактических целей, для чего предлагается применять модификацию известного метода конкретизации целей;
4. Предложенная адаптация фреймовой модели представления знаний, системы измерения их объема, модульного подхода к построению ДТ и концепция моделей ИМ ДП может служить основой для создания автоматизированных обучающих комплексов на базе искусственного интеллекта;
5. Поскольку обнаруженная между психотипом студента и ТИМом, ассоциированным с применяемой для его обучения ДТ, связь является проявлением информационной природы педагогического процесса, постольку, комбинируя различные ДТ, включенные в ДТК, в соответствии с критериями их вы¬бора (См. разд. 1.3.3) педагог имеет возможность, действуя по предложенной диссертантом методике дифференцированного подхода к обучению программированию студентов технического вуза, оптимизировать и интенсифицировать процесс обучения.
Исходя из вышеуказанного диссертант заключает, что задачи диссертационного исследования решены. Гипотеза о том, что реализация дифференцированного подхода в обучении студентов программированию, основанного на оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей информационного метаболизма, позволит повысить качество подготовки будущих инженеров-программистов - подтверждена. При этом показано, что нелинейные дидактические технологии, или их комбинации вкупе с психологическими моделями информационного метаболизма личности приводят к желаемому результату.
Следовательно цель Диссертации - предложить метод повышения качества обучения студентов программированию путем реализации дифференцированного подхода на основе учета их индивидуальных психологических особенностей - Достигнута. Проблема оптимизации информационных взаимодействий между всеми сторонами ПП разрешена. Комплекс противоречий снят. Отсюда, актуальность темы исследования в предложенной постановке исчерпана .
Что касается научной проблемыiнастоящего исследования, которая заключается в определении того, каким образом Должны, решаться вопросы, оптимизации образовательного процесса в вузе при использовании современных дидактических технологий, то она, вероятно, имеет и иные способы разрешения. А потому и ее актуальность нельзя считать исчерпанной.
1. Понимание педагогического процесса, как смены состояний педагогической системы, каждое из которых является причиной следующих, требует от преподавателя учета ключевых ее параметров: достижения технологически сформулированных целей; аспектной структуры информационного метаболизма будущей сферы деятельности выпускников, моделей знаний, учебных материалов, самого учебного процесса и применяемых дидактических технологий; психо-информационной структуры обучающихся и своей собственной; коэффициентов эффективности учебного процесса - K epo и подготовленности студентов - K po.
2. С точки зрения технологического подхода к обучению удобно воспользоваться функциональным делением педагогической технологии на подсистемы: дидактическую и воспитательную; целеполагания, контрольную, управленческую, техническую и содержательную; предметные и групповые. Получаемая из них четырехмерная система координат однозначно определяет мельчайшие элементы педагогического процесса - педагогические модули.
3. Для формирования педагогических модулей, обладающих высоким K epo предлагается применять подход к обучению с точки зрения процессов информационного метаболизма, который позволяет на типологическом уровне эффективно решать вопросы оценки обучаемости студентов и, связанные с ними, проблемы формирования учебного контента соответствующих форм.
4. Формирование учебного контента типологически подходящих форм начинается с привлечения аппарата теории типов информационного метаболизма Сложных МеханоЭнергоИнформационных Комплексов для учета аспектной структуры информационного метаболизма будущей сферы деятельности выпускников, который необходим для формирования адекватной ей модели знаний. Она, в свою очередь, может быть как линейной, так и не линейной - в форме метафрейма. Одна может быть конвертирована в другую. Количество информации в последней - Vd fd- определяется как сумма объем всех субфреймов. Исходя из типологических отличий студентов, преподаватель имеет возможность выбора наиболее подходящей из них.
5. Выбранная модель знаний является основой для построения системы технологических педагогических целей, которая трансформирует аспектную структуру модели знаний, компенсируя ее отличия от конкретных типов информационного метаболизма, присущих студентам. Исходя из этой си¬стемы целей, с учетом закономерностей информационного метаболизма, отраженных в теории интертипных отношений, формируется содержание учебной дисциплины - свое для каждого из 16 ТИМов.
6. Кроме того, привлечение аналитического аппарата теорий интертипных отношений и типов СМЭИК, а так же информатики позволяет определять аспектную структуру информационного метаболизма известных дидактических технологий. Это позволяет преподавателю на основании объективных критериев - соответствие типов ИМ студента и аспектной структуры модели знаний, студента и дидактической технологии, возможность формирования психологически совместимых учебных микрогрупп и требуемое для освоения компенсированной учебной программы время - делать объективный выбор для включения их дидактический технологческий комплекс.
7. Каждый законченный по смыслу содержательный фрагмент учебного эле-мента, соответствующий одному узлу модели знаний, заключается в свой педагогический содержательный модуль. Логика управления этими модулями строится на основе правил, присущих выбранной дидактической технологии, и заключается в соответствующих педагогических управленческих модулях. Эти правила учитывают информацию, получаемую и накапливаемую «под юрисдикцией» соответствующих контрольных модулей и модулей целеполагания. Совокупность информации, циркулирующей по упомянутым блокам, является критерием формирования технических модулей, на базе которых и строится учебный процесс.
На основании выполненного статистического и детерминационного анализа данных педагогического эксперимента диссертант утверждает, что:
1. В его ходе обнаружена статистически достоверная (для p= 0,05) связь между психотипом студента и ТИМом, ассоциированным с применяемой для его обучения ДТ;
2. Использование алгоритмического предписания построения нелинейной модели знаний является эффективным средством формирования ДТК - основы применения дифференцированного подхода к обучению в условиях моделей ИМ;
3. Значительную помощь при составлении метафрейма и программы учебной дисциплины, служащих базой для формирования ДТК, оказывает предварительная разработка токсономии дидактических целей, для чего предлагается применять модификацию известного метода конкретизации целей;
4. Предложенная адаптация фреймовой модели представления знаний, системы измерения их объема, модульного подхода к построению ДТ и концепция моделей ИМ ДП может служить основой для создания автоматизированных обучающих комплексов на базе искусственного интеллекта;
5. Поскольку обнаруженная между психотипом студента и ТИМом, ассоциированным с применяемой для его обучения ДТ, связь является проявлением информационной природы педагогического процесса, постольку, комбинируя различные ДТ, включенные в ДТК, в соответствии с критериями их вы¬бора (См. разд. 1.3.3) педагог имеет возможность, действуя по предложенной диссертантом методике дифференцированного подхода к обучению программированию студентов технического вуза, оптимизировать и интенсифицировать процесс обучения.
Исходя из вышеуказанного диссертант заключает, что задачи диссертационного исследования решены. Гипотеза о том, что реализация дифференцированного подхода в обучении студентов программированию, основанного на оптимизации информационного взаимодействия субъектов образовательного процесса в условиях моделей информационного метаболизма, позволит повысить качество подготовки будущих инженеров-программистов - подтверждена. При этом показано, что нелинейные дидактические технологии, или их комбинации вкупе с психологическими моделями информационного метаболизма личности приводят к желаемому результату.
Следовательно цель Диссертации - предложить метод повышения качества обучения студентов программированию путем реализации дифференцированного подхода на основе учета их индивидуальных психологических особенностей - Достигнута. Проблема оптимизации информационных взаимодействий между всеми сторонами ПП разрешена. Комплекс противоречий снят. Отсюда, актуальность темы исследования в предложенной постановке исчерпана .
Что касается научной проблемыiнастоящего исследования, которая заключается в определении того, каким образом Должны, решаться вопросы, оптимизации образовательного процесса в вузе при использовании современных дидактических технологий, то она, вероятно, имеет и иные способы разрешения. А потому и ее актуальность нельзя считать исчерпанной.