Применение цифровых компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов

Переход к цифровым компьютерным технологиям в сфере образования представляет собой сложную задачу, требующую решения множества проблем. Вопросы психологии и педагогики, методические аспекты, создание необходимых условий для разработки и внедрения таких технологий, а также обеспечение материально-технической базы образовательных учреждений – все эти аспекты являются частью этой задачи.

Одно из важных направлений работы – разработка комплексного научно-методического подхода к внедрению компьютерных технологий (далее – КТ) в учебный процесс. Этот подход должен предусматривать использование компьютеров и как объекта изучения, и как средства обучения, развития и контроля усвоения учебного материала. Он также должен способствовать формированию у учеников умения использовать компьютерные технологии для решения разнообразных задач.

Кроме того, необходимо разрабатывать методику использования КТ в практической деятельности, подготавливать обучающихся к их использованию для усвоения знаний и навыков, а также создавать соответствующие методические материалы.

Следует отметить, что текущая система подготовки специалистов в области цифровых технологий не успевает за их быстрым развитием. Существующая подготовка недостаточно основательна, что приводит к разрыву между требованиями к специалистам, владеющим компьютерными технологиями, и уровнем готовности выпускников вузов к их использованию в будущей профессиональной деятельности.

Исследования, проведенные на основе работ различных специалистов, позволили выделить ряд принципов и методических подходов к применению КТ в учебном процессе. Одним из важных требований является эффективное использование информации, которая присутствует в учебном процессе на каждом его этапе и в каждый момент деятельности учащихся. При этом компьютер должен выступать в качестве средства обучения, не отвлекая внимание учащихся от важности изучаемого материала.

Таким образом, для успешного внедрения цифровых КТ в сферу образования необходимо уделить внимание комплексному решению проблем, включающих в себя как психологические, педагогические и методические, так и технические аспекты. Также важно готовить будущих специалистов к использованию этих технологий в профессиональной деятельности.

Материалы и методы

Цель данного исследования заключается в разработке системы, способствующей развитию у студентов навыков использо-

Применение цифровых компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов вания компьютерных технологий в их будущей профессиональной деятельности. Для достижения этой цели были определены следующие задачи:

• 1)    проанализировать и обобщить существующий опыт использования КТ в учебном процессе как в отечественной, так и в зарубежной практике;

• 2)    проанализировать и оценить уровень подготовки выпускников вуза к применению КТ в их будущей профессиональной деятельности;

• 3)    разработать систему учебных занятий и методическое обеспечение для подготовки студентов;

• 4)    провести экспериментальную проверку эффективности разработанной системы.

Для реализации поставленной цели исследования была выдвинута гипотеза о том, что подготовка студентов будет наиболее эффективной при наличии системы, которая помогает формировать их знания и умения в области использования КТ а также при наличии достаточной учебно-материальной базы и методического обеспечения.

В ходе исследования был применен комплекс методов, включающий анализ школьных и вузовских программ, учебников, учебных пособий, изучение передового педагогического опыта, проведение бесед, наблюдение, анкетирование, тестирование, педагогический эксперимент и статистическую обработку полученных результатов. Объем исследования – около 250 студентов технического направления подготовки.

Теоретическая значимость данного исследования заключается в определении педагогических и методических условий для формирования у студентов навыков и разработке соответствующего образовательного контента, программ, системы учебных занятий и методического обеспечения. Практическая значимость исследования состоит в повышении эффективности подготовки студентов в области использования компьютерных технологий в их будущей профессиональной деятельности.

В России в последние десятилетия идет реформирование образовательной системы в русле информатизации и цифровизации, которые являются важнейшим механизмом, затрагивающим все основные направления реформирования, поскольку основой перехода от индустриального этапа общества к информационному являются новые информационные технологии [1].

Информатизация образования рассматривается как средство реализации новой государственной образовательной парадигмы, в рамках которой происходит пересмотр ориентиров: отказ от прагматических узкоспециализированных целей в пользу приобретения фундаментальных междисциплинарных знаний [2].

Технология обучения в последние годы стала объектом исследования научных и учебных центров, находящихся во всех регионах нашей планеты [3].

Под компьютерной технологией обучения понимается такая организация учебной деятельности обучающихся, полифункцио-нальным средством осуществления которой является компьютер [4].

Уникальные возможности КТ, реализация которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также разработка методик, ориентированных на развитие личности обучаемого, нашли подробное отражение в работах И.В. Алехиной [5], И.В. Роберт [6], Т.А. Сергеевой [7] и других ученых.

Компьютерные технологии позволяют широко использовать на практике психолого-педагогические разработки, обеспечивающие переход от механического усвоения фактологических знаний к овладению уме-

6 Вестник Российского нового университета6 Серия «Человек в современном мире», выпуск 1 за 2024 год нием самостоятельно приобретать новые знания [8]; позволяют повысить уровень научности школьного эксперимента, приблизив его методы и организационные формы к экспериментально-исследовательским методам изучаемых наук [7]; обеспечивают приобщение к современным методам работы с информацией, интеллектуализацию учебной деятельности. Все это позволяет подготовить человека к полноценной жизни в условиях информационного общества.

Технология обучения с использованием КТ предназначена для обеспечения эффективной деятельности обучающихся на лекциях, семинарах, практических и лабораторных занятиях, зачетах и экзаменах, в ходе выполнения самостоятельной работы других видов познавательной деятельности [9].

Интенсификация обучения и образования на основе применения компьютерных средств обучения, с которыми обучающийся может работать как самостоятельно, так и в условиях класса, как показывают имеющиеся экспериментальные данные [10], в 1,5–2 раза сокращает время и повышает качество усвоения многих дисциплин по сравнению с традиционной формой обучения. При этом резко возрастает активность обучающихся, количество решаемых ими учебных задач, улучшается познавательная деятельность всей учебной группы в целом, усиливаются творческие компоненты труда учителя.

Интенсивная работа обучающегося в условиях информационного комфорта, обеспечиваемого средствами компьютерной технологии, приведет в конечном счете к гармоничному комплексному достижению всех целей информатизации образования [11].

Как отмечает Т.А. Сергеева [7], внедрение компьютерных технологий требует обращения к методологическим средствам. В широком смысле термин «средство»

охватывает то, что стоит между субъектом и желаемым результатом деятельности. При этом важно следующее утверждение: «средство, включенное в ту или иную деятельность, оказывает существенное влияние на нее, если оно (средство) проявляет специфические, присущие только ему функции» [7, с. 4].

Интеграция компьютерных технологий в различные аспекты учебной деятельности, такие как работа с текстовыми редакторами, графическими программами и электронными таблицами, открывает новые возможности для формирования информационной культуры и повышения мотивации в обучении [12]. Использование образовательного оборудования, основанного на КТ, позволяет проводить экспериментальные и исследовательские работы, изучать реальные процессы или анализировать поведение моделей этих процессов. Это создает условия для развития у обучаемых творческих способностей, аналитического и синтетического мышления, а также является основой для интенсификации процесса развития личности обучаемого [13]. Таким образом, информатизация образования приводит к изменению парадигмы педагогической науки – целой системы научных теорий и методов, на основе которых организуется исследовательская деятельность и практика ученых-педагогов с целью разработки стратегии отбора содержания, организационных форм, методов обучения и воспитания [14].

Умение использовать КТ на практике вырабатывается на занятии. Данное занятие проводится в форме деловой игры. Организация деятельности студентов при разработке темы практического занятия проходит в несколько этапов:

• 1)    каждый студент по заданию преподавателя индивидуально разрабатывает модель будущей профессиональной деятельности с условиями внедрения КТ;

Применение цифровых компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов

• 2)    студенты объединены в группы по 3–4 человека и совместно выполняют задания по исследованию недостатков моделей по оптимизации будущей профессии с использованием цифровых и компьютерных технологий, разработанных индивидуально каждым;

• 3)    студенты работают в микрогруппах, распределяют между собой задания по обсуждению и доработке конкретной (выбранной ими) модели с использованием КТ на факультативном занятии, при самоподготовке и т. п.

• 4)    отдельные задания разбиваются по микрогруппам, в конце занятия один студент от каждой микрогруппы отчитывается о результатах работы своей группы;

• 5)    все студенты работают с однотипным заданием; в конце занятия проводится совместное обсуждение результатов выполнения задания и делаются выводы.

Программа курса разработана с целью обеспечить студентам все необходимые знания и навыки в области информатизации образования, а также приблизить их к выбранной ими профессии. После занятий студенты смогут овладеть основами информатики, понимать возможности и методы использования КТ в профессиональной деятельности, а также формулировать требования и цели применения этих технологий на практике. Они научатся в рамках учебного процесса эффективно организовывать профессиональную деятельность с учетом особенностей влияния компьютерных технологий на развитие последних [15] в производственной сфере. Кроме того, студенты будут владеть методикой проведения занятий с использованием компьютерных технологий, смогут применять фундаментальные понятия информатики в практической профессиональной деятельности, будет уметь работать с соответствующим программным обеспечением и уметь находить, обрабатывать, хранить и защищать необходимую информацию.

Результаты и обсуждение

Опытно-экспериментальная работа по апробации курса «Компьютерные технологии» прошла через четыре этапа. На первом этапе студенты обучались по традиционной методике, преимущественно используя объяснительно-иллюстративный метод и не прибегая к обучающим программам или специально разработанным заданиям.

Распределение времени работы студента на этом этапе выглядело следующим образом: конспектирование учебного материала – 50 %, работа за компьютером с программным обеспечением – 19 %, ответы на контрольные вопросы – 25 %, запись домашнего задания – 6 %.

На втором этапе студенты начали использовать обучающие программы, распределив свое время следующим образом: конспектирование – 37 %, индивидуальная работа на компьютере – 13 %, ответы на контрольные вопросы – 25 %, запись домашнего задания – 6 %, работа с обучающими программами – 19 %.

На третьем этапе студенты получили разработанные задания и использовали их во время обучения. Распределение времени работы на этом этапе было следующим: конспектирование – 19 %, выполнение заданий на компьютере – 56 %, ответы на контрольные вопросы – 19 %, запись домашнего задания – 6 %.

На четвертом этапе студенты работали с системой специально разработанных заданий, используя также обучающие программы. Распределение времени работы на этом этапе было следующим: конспектирование – 6 %, индивидуальная работа на компьютере – 12 %, ответы на контрольные вопросы – 17 %, домашнее задание – 2 %, выполнение заданий на компьютере – 63 %.

Для качественного анализа знаний в эксперименте проводилась экспертная оцен-

8 Вестник Российского нового университета8 Серия «Человек в современном мире», выпуск 1 за 2024 год ка ответов студентов преподавателями. Оценка проводилась по таким общепринятым критериям, как правильность, полнота, практическая направленность, логичность и грамотность. Оценка критериев осуществлялась по пятибалльной шкале: 5 баллов – полное соответствие критерию, 4 балла – достаточно хорошее соответствие с незначительными нарушениями, 3 балла – наличие существенных нарушений критерия, 2 балла – полное несоответствие критерию.

На диаграмме (Рисунок 1) наглядно представлено распределение времени в двух методиках обучения. В первом варианте использовался традиционный подход, где преподаватель объяснял студентам работу с программным обеспечением, используя компьютер. Студенты записывали необходимую информацию и оставшееся время посвящали практическим занятиям для отработки навыков, которые были им показаны преподавателем. Таким образом, в данной методике преобладал объяснительно-иллюстративный подход, при котором у препо- давателя было недостаточно времени для индивидуальной работы со студентами. В результате студенты приобретали определенные знания, но не могли достаточно эффективно применять их при работе с программным обеспечением. Средний уровень освоения материала в таком случае составлял 3,3–3,4 балла.

Во втором варианте обучения использовались обучающие программы, что позволяло студентам изучать работу с программным обеспечением в более индивидуализированном режиме при поддержке преподавателя. Сначала студенты самостоятельно осваивали программное обеспечение, а затем преподаватель разъяснял непонятные моменты. Оставшееся время учащиеся использовали для самостоятельной отработки навыков работы с программным обеспечением. В данной методике также преобладал объяснительно-иллюстративный метод, однако применение обучающих программ делало его более индивидуализированным.

Третья методика обучения основана на использовании специально разработанных

Рисунок 1. Распределение времени работы студента на всех этапах Источник: здесь и далее рисунки составлены автором.

Применение цифровых компьютерных технологий в будущей профессиональной деятельности студентов дидактических материалов, которые студенты изучают, выполняя заранее подготовленные задания. Ключевая особенность этих заданий заключается в том, что материал предыдущего задания служит основой для выполнения последующего. Это позволяет преподавателю уделить больше времени каждому студенту. Благодаря такому подходу, уровень усвоения знаний и умений составил 4,1–4,3 балла.

В четвертой методике обучения студенты используют обучающие программы для ознакомления с работой и возможностями программного обеспечения, а затем под руководством преподавателя закрепляют полученные знания и умения, выполняя специально разработанные задания. Главное отличие этой методики заключается в её индивидуализации. Уровень усвоения знаний и умений при использовании этой методики составил 4,4–4,7 балла.

Для обработки полученных данных использовалось программное обеспечение Excel. Проведенный анализ экспериментальных данных показал, что использование разработанных заданий в сочетании с обучающими программами позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на объяснение нового материала, за счет активизации учебного процесса. Это дает студентам больше времени для практического закрепления материала, что, в свою очередь, позволяет достичь более полного усвоения знаний и повысить их качество. Преподаватель же имеет возможность помочь студентам в усвоении большего объема информации за более короткое время, максимально используя компьютерные технологии.

Опытно-экспериментальная работа по апробации курса «Компьютерные технологии» проходила среди студентов второго курса технических специальностей факультета МТФ БГТУ. В контрольной группе больше внимания уделялось работе с программным обеспечением, в то время как в экспериментальной группе внедрены дополнительные материалы по применению компьютерных технологий на занятиях.

После окончания курса было проведено анкетирование. Уровни подготовки студентов в контрольной и экспериментальной группах представлены в соответствующих таблицах.

Оценка ответов студентов преподавателем и экспертами проводилась по пятибалльной шкале, также проводилось анкетирование студентов по самооценке владения знаниями, умениями и навыками, а также относительно необходимости этих знаний, умений и навыков.

После проведения курса было проведено анкетирование студентов факультета.

Для оценки эффективности разработанной системы по формированию у студентов знаний, умений и навыков применения КТ в учебном процессе использовались наблюдение и анализ деятельности студентов (в частности, анализ их ответов); беседы со студентами, позволяющие выяснить их отношение к занятиям; анкетирование в конце обучения; анализ оценок, полученных студентами на экзаменах. Достоверность полученных данных проверялась с помощью статистических методов.

Результаты эксперимента оценивались на основе сравнительного анализа данных, полученных в экспериментальных и контрольных группах (Рисунок 2). В качестве контрольных групп выступали те, в которых проводилось обучение по традиционной программе.

При проведении эксперимента были созданы условия, позволяющие сформировать у студентов знания и умения, необходимые для использования КТ в учебном процессе.

Результаты наблюдений за работой студентов в ходе курса позволяют судить о положительном их отношении к процессу соб-

10 Вестник Российского нового университета10 Серия «Человек в современном мире», выпуск 1 за 2024 год

Таблица 1

Уровень сформированности знаний, умений и навыков в экспериментальной группе

Экспериментальная группа
№ знания, умения и навы ка	Sон			Sов			Sовн
	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.
1	4,18	0,57	13,75	3,36	0,48	14,30	4,18	0,56	13,75
2	4,85	0,39	8,00	3,91	1,00	25,48	4,27	0,62	14,43
3	4,55	0,66	14,42	4,36	0,98	22,44	4,27	0,62	14,43
4	4,82	0,39	8,00	4,55	0,78	17,20	4,27	0,62	14,43
5	4,73	0,45	9,42	4,91	0,29	5,86	4,55	0,50	10,95
6	4,64	0,64	13,86	4,45	0,78	17,56	4,18	0,39	9,22
7	5,00	0,00	0,00	4,55	0,50	10,95	4,36	0,77	17,68
8	4,55	0,66	14,42	4,27	0,62	14,43	4,18	0,57	13,75
9	5,00	0,00	0,00	4,55	0,66	14,42	4,27	0,45	10,42
10	4,91	0,29	5,86	4,73	0,62	13,04	4,45	0,50	11,18
11	4,73	0,62	13,04	4,00	0,60	15,08	4,55	0,50	10,95
12	4,91	0,29	5,86	4,27	0,75	17,55	4,64	0,48	10,38
13	4,91	0,29	5,86	4,55	0,89	19,60	4,36	0,48	11,02
14	4,82	0,39	8,00	4,55	0,66	14,42	4,55	0,50	10,95
15	4,82	0,39	8,00	4,73	0,45	9,42	4,45	0,50	11,18

Sон – среднее значение оценки студентами необходимости в соответствующих знаниях и умениях использования КТ; Sов – среднее значение самооценки студентами; Sовп – среднее значение оценки преподавателем владения студентами соответствующими знаниями и умениями использования КТ (в баллах по 5-балльной шкале) (по анкетам-заданиям).

ственного учения. В частности, появляется интерес к усваиваемой деятельности. Связано это с тем, что на каждом занятии подчеркивается профессиональная направленность работы студентов.

Самооценка студентов близка к реальному уровню их умений. Следует отметить, что для большинства умений уровень самооценки студентов и реальный уровень владения знаниями и умениями примерно совпадают. В целом студенты примерно одинаково оценивают собственный уровень усвоения различных умений в рассматриваемой области.

Самооценка студентов и оценка их умений преподавателями коррелируют друг с другом, а именно: те умения, усвоение которых студенты оценивают высоко, действительно хорошо ими усвоены, и наоборот, умения, плохо усвоенные, получают низкую оценку студентами.

Отметим, что по окончании курса студенты стали более критично относиться к своим знаниям и умениям. Они осознали цели своей деятельности и уяснили критерии для их оценки.

Результаты педагогического эксперимента позволяют сделать вывод о достижении

Применение цифровых компьютерных технологий 11 в будущей профессиональной деятельности студентов 11

Таблица 2

Уровень сформированности знаний, умений и навыков в контрольной группе

Экспериментальная группа
№ знания, умения и навы ка	Sон			Sов			Sовн
	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.	ср. ариф.	ср. квад. откло нение	коэфф. вариац.
1	4,27	0,45	10,42	3,45	0,66	18,98	2,36	0,48	20,35
2	4,91	0,29	5,86	4,00	1,04	26,11	2,55	0,50	19,56
3	4,64	0,64	13,86	4,55	0,66	14,42	2,27	0,45	19,60
4	4,73	0,45	9,42	4,64	0,64	13,86	4,09	0,51	12,57
5	4,82	0,39	8,00	4,82	0,39	8,00	4,27	0,45	10,42
6	4,55	0,66	14,42	4,55	0,66	14,42	4,09	0,51	12,57
7	4,91	0,29	5,86	4,64	0,48	10,38	4,27	0,75	17,55
8	4,64	0,64	13,86	4,36	0,64	14,73	4,09	0,51	12,57
9	4,91	0,29	5,86	4,45	0,78	17,56	4,18	0,39	9,22
10	4,82	0,39	8,00	4,82	0,39	8,00	4,18	0,39	9,22
11	4,64	0,64	13,86	3,91	0,51	13,16	4,18	0,39	9,22
12	4,82	0,57	11,93	4,18	0,83	19,92	2,18	0,39	17,68
13	4,82	0,39	8,00	4,45	0,89	20,00	3,36	0,48	14,30
14	4,82	0,39	8,00	4,45	0,66	14,72	3,36	0,48	14,30
15	4,91	0,29	5,86	4,64	0,48	10,38	3,27	0,45	13,61

Sон – среднее значение оценки студентами необходимости в соответствующих знаниях и умениях использования КТ; Sов – среднее значение самооценки студентами; Sовп – среднее значение оценки преподавателем владения студентами соответствующими знаниями и умениями использования КТ (в баллах по 5-балльной шкале) (по анкетам-заданиям).

основной цели исследования. Выдвинутая гипотеза получила подтверждение. При обучении по разработанной системе студенты воспринимают необходимые знания, умения и навыки по использованию КТ в учебном процессе на более высоком уровне, чем при традиционном обучении. Предлагаемое содержание подготовки студентов к использованию компьютерных технологий в учебном процессе соответствует государственным образовательным стандартам.

При внедрении КТ в учебный процесс вуза необходимо учитывать следующее:

• •    информатика как образовательно-профессиональная и учебно-научная дисциплина по непрофильным специальностям подготовки должна входить в сферу предметной подготовки будущих специалистов;

• •    содержание данной дисциплины в ее прикладной части должно быть предметно-ориентированным;

• •    компьютерная технология обучения как вид образовательных технологий должна стать неотъемлемой частью психолого-педагогической подготовки;

• •    будущий специалист должен получать конкретные сведения о назначении и использова-

  Вестник Российского нового университетаСерия «Человек в современном мире», выпуск 1 за 2024 год

Контрольная и экспериментальная группы, средняя оценка

контрольная группа ср. ариф. Sовп экспериментальная группа ср. ариф. Sовп

Рисунок 2. Уровень сформированности знаний, умений и навыков в экспериментальной и контрольной группах

нии программных инструментов информатики, которые поддерживают методы анализа, такие как диагностика, тестирование, моделирование ситуаций и другие; также он должен ознакомиться с инструментами, поддерживающими предметные технологии, включая компьютерные технологии обучения.

Выводы

В ходе исследования были выявлены объективные условия, которые являются необходимыми для успешного формирования знаний, умений и навыков студентов в области использования компьютерных технологий в учебном процессе. Важно, чтобы студенты усвоили систему знаний о роли КТ в образовании, в профессиональной сфера, разобрались в их возможностях, овладели необходимыми навыками работы с ними, методами и способами их применения в будущей профессиональной деятельности [16].

Апробированная нами система формирования профессиональных умений, созданная с учетом определенных психолого-педагогических условий, позволяет студентам освоить систему знаний, умений и навыков, необходимых для корректного использования компьютерных технологий в процессе обучения [17]. Использование современных КТ в образовательном процессе имеет следующие преимущества: студенты получают знания, умения и навыки, необходимые для адаптации КТ к их производственной сфере, а также возможность полного или частичного самообразования, при этом использование данных технологий делает процесс обучения более интересным. Обучающиеся в любой момент могут восполнить существующие пробелы в знаниях, проверить и закрепить их, решить учебную задачу без помощи педагога, наладить удобный и быстрый поиск необходимой информации.

Применение цифровых компьютерных технологий 13 в будущей профессиональной деятельности студентов 13