Система профессиональной подготовки будущих учителей информатики

Процесс перехода от традиционного к современному образованию, ориентированному на формирование личности деятельностного и толерантного типа, на создание условий для развития творческой активности студентов невозможен без существенных изменений системе профессиональной подготовки педагогических кадров.

Главная задача государственной образовательной политики сегодня – обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментализации и соответствия актуальным потребностям личности, общества и государства.

Система профессиональной подготовки педагогических кадров представляет собой целостную совокупность основных компонентов и педагогических условий, подчиненных общей цели и находящихся в определенных связях друг с другом.

Компонентами системы профессиональной подготовки педагогических кадров являются:

• •    преподаватели и компьютеры;

• •    педагогический процесс, организованный в информационном образовательном пространстве;

• •    содержание, формы, методы, обеспечивающие преобразование обучения в самообучение.

По нашему мнению, важнейшим условием совершенствования подготовки кадров является усиление теоретической составляющей образования, его фунда-ментализация.

На данном этапе актуальной является задача совершенствования подготовки будущих педагогов, которая предполагает изменение принципов конструирования содержания образования, научно-методических подходов к организации его усвоения и усиление самостоятельной познавательной деятельности студентов.

Вопросы фундаментальной подготовки учителя информатики находятся в поле зрения ученых. Проблема отбора содержания фундаментальной, теоретической подготовки учителя информатики анализировалась в работах М.Л. Лап-чика, Р.Р. Фокина, И.А. Румянцева, Е.К. Хеннера, M.B. Швецкого. Многие авторы выделяют математические основания информатики как необходимое условие фундаментализации подготовки будущего учителя. К таким математическим основам относят «Формальные языки», «Формальную семантику языков программирования», «Доказательство правильности императивных программ» и др.

С другой стороны, фундаментали-зация, предполагающая углубление теоретической, общеобразовательной и общенаучной подготовки студентов, является тенденцией, характерной в целом для отечественного высшего профессионального образования. В исследованиях В.Л Беспалько, A. Еремкина, В.Л. Кагана, A.M. Новикова, В.А. Сластенина и других подчеркивается, что дальнейшая фундаментализация подготовки специалистов должна быть направлена на педагогическую интеграцию, преодоление разрыва между знаниями, полученными студентами при изучении различных учебных дисциплин, существенного развития межпредметных связей.

В концепции предметной подготовки, предложенной С.А. Ждановым, В.Л. Матросовым, М.П. Лапчиком, В.П. Шари, учебные курсы предметной подготовки учителя информатики разбиты на три блока: теоретико-методологический, программно-технологический и предметно-методический. По мнению авторов, основной тенденцией в формировании содержания теоретико-методологического блока является повышение уровня фундаментальных знаний в области научных дисциплин. Мы также придерживаемся мнения, что для совершенствования подготовки будущих учителей информатики необходимо усиление именно математической составляющей в курсе информатики.

В педагогических университетах эта проблема решена за счет введения курсов «Абстрактная и компьютерная алгебра», «Теоретические основы информатики», «Теория алгоритмов» [2, 3].

• 1.    В курсе «Абстрактная и компьютерная алгебра» мы придерживаемся такой системы изложения, когда после введения в абстрактную алгебру и компьютерную алгебру, в каждой следующей теме сначала даются теоретические знания, а затем они максимально возможно конкретизируются. Опыт проведения лекционных и лабораторных занятий в течение нескольких лет показал достаточную эффективность такого подхода.

• 2.    Изучение «Теории алгоритмов» позволит будущему учителю информатики понять важность основных положений теории алгоритмов для современной практики, осознать, что без их глубокого знания невозможно построение современного программного обеспечения, необходимого для научных и прикладных исследований. К сожалению, даже многие учителя информатики и программисты не могут объяснить, например, почему за последние пятьдесят лет практически ничего не изменилось в процессе пересмотра программ, что особенно контрастирует с колоссальным прогрессом в области собственно программирования.

• 3.    В курсе «Теоретические основы информатики» основной акцент делается на методологические аспекты и математический аппарат информатики. Студенты знакомятся с основными подходами к определению количества информации, оптимальным и помехоустойчивым кодированием. Рассматриваются основные алгоритмы кодирования и сжатия информации. Уделяется внимание и вопросам криптографии.

Предполагается, что студенты уже прошли такие предметы, как высшая математика, математическая логика, дискретная математика, теория вероятности, программное обеспечение, программирование. Поэтому предполагается, что студент не испытает затруднений в понимание текстов программ на языке высокого уровня, например Object Паскаль или C.

Для выработки у студентов навыков чтения математических текстов используется без дополнительных объяснений язык исчисления предикатов и другие общепринятые математические обозначения.

В последнее время теория алгоритмов – активно развивающаяся область, лежащая на стыке математики и информатики. Полученные результаты нашли отражение в ряде монографий. Это, в первую очередь, вопросы, связанные со сложностью алгоритмов и теория так называемых NP-полных задач.

В курсе рассматриваются теория автоматов и грамматики, являющиеся теоретической базой конструирования современных компьютеров и построения трансляторов. Даются основные понятия, примеры построения, а также рассматривается связь между автоматами и грамматиками.

Система профессиональной подготовки будущих учителей информатики

Г.Б. Поднебесова

Особенностью является наличие программной поддержки по перечисленным курсам. Так, в курсе «Теория алгоритмов» для знакомства с алгоритмическими моделями мы используем эмуляторы алгоритмических моделей. Это позволяет наглядно продемонстрировать выполнение алгоритма.

Мы также предлагаем студентам такие курсы по выбору, как «Введение в теорию нечетких множеств», «Криптография», «Теория игр».

В настоящее время возрастает потребность в знаниях, скорость обновления которых мала. Информатика – быстро развивающаяся отрасль знаний. Поэтому будущие учителя, кроме практических навыков, должны иметь прочные теоретические знания. В каждом курсе выделяется некоторое ядро, являющееся основой данного предмета. Обучение строится по следующей схеме: раскрываются общие теоретические вопросы курса, затем показывается практическое применение данной теории, предлагаются задания на закрепление материала. Так, например, в курсе программирования сначала даются основные понятия языков программирования безотносительно к конкретному языку. Это позволяет заложить теоретические основы для изучения любого языка программирования.

Таким образом, важным условием в системе профессиональной подготовки является ее фундаментализация.

Это условие является важным и для методической подготовки будущего учителя. Одним из направлений модернизации общего образования является переход на профильное обучение. Для подготовки к организации профильного обучения в школе разработан курс «Профильное обучение информатики». Магистерская программа «Информатика в образовании» также предусматривает подготовку к профильному обучению. Современный учитель информатики должен не только дать основы предмета, но и сориентировать учеников в мире со- временных профессий, связанных с ИТ-технологиями.

Перспективным направлением является рассмотрение качества подготовки учителя с позиций компетентностного подхода. Компетентность традиционно рассматривалась в качестве важнейшей характеристики специалиста. Причины возросших требований к специалисту:

• •    быстрые и постоянные изменения на рынке товаров и услуг;

• •    новые информационные и коммуникационные технологии;

• •    новые подходы к организации и управлению;

• •    появление новых профессий, специальностей, устаревание и исчезновение старых.

• •    приоритетность в пространстве знаний и технологий, а не вещей.

Под профессионально-педагогической компетентностью педагога понимается интегральная характеристика специалиста, обусловленная высоким уровнем психолого-педагогической, методической и предметной подготовки, проявляющаяся, с одной стороны, в высоком уровне проектирования, организации и управления процессом обучения, воспитания и развития личности учащегося при освоении содержания предмета, а с другой, – в творческой самореализации учителя в этом процессе [1].

Поэтому выделим компетентностный подход в качестве следующего педагогического условия.

Одной из важнейших задач информатизации образования является формирование информационной культуры специалиста, уровень сформированно-сти которой определяется, во-первых, знаниями об информации, информационных процессах, моделях и технологиях; во-вторых, умениями и навыками применения средств и методов обработки и анализа информации в различных видах деятельности; в-третьих, умением использовать современные информационные технологии в профессиональной (образовательной) деятельности;

в-четвертых, мировоззренческим видением окружающего мира как открытой информационной системы.

В настоящее время компьютеры используются в обучении в двух направлениях: как средство, повышающее эффективность обучения и как объект изучения. Идеи совершенствования преподавательского труда уходят своими корнями в глубокую древность. Ещё мыслитель Марк Фабий Квинтилиан (около 35–95 г. н. э.) изложил сведения об обучении в известном труде «Наставление оратору», где предполагал обучение одного ученика одним учителем. Этот принцип применяется в настоящее время, если роль учителя играет компьютер. Квинтилиан указывал на необходимость постоянного успеха в обучении. Связь этого положения с основными идеями компьютеризации бесспорна, так как частый успех предполагает дробление учебного материала на мелкие порции, а в этом и заключается основной принцип создания педагогических программных продуктов.

Идеи, которые легли в основу школьного курса информатики, можно видеть и в учении Я.А. Коменского. «...Все будет закреплено упражнениями (основоположение ХХ, глава ХVIII «Великая дидактика»), следующее будет основано на предыдущем (основоположение VII)». Я.А. Коменский говорит также о том, что необходимо четко структурировать материал с указанием взаимосвязи составных его частей.

Во второй половине ХХ в. в связи с бурным развитием техники и производства возникла проблема автоматизации преподавательского труда. Н.Ф. Талызина, Г.В. Габай в работе «Пути и возможности автоматизации учебного процесса» выделяют три этапа в развитии педагогической практики: «На первом этапе учитель должен был обеспечивать учебный процесс сам, не прибегая к помощи ни печатных материалов, ни технических средств. На втором в помощь учителю пришли печатные материалы, а на третьем, современном этапе, к материалам добавились машины» [4]. Они же дают обоснование автоматизации преподавательского труда. В условиях массового обучения становится невозможным осуществление обратной связи и основанной на ней коррекции процесса обучения, «технические средства могли бы дополнять, «размножать» преподавателя» [4].

Компьютерная техника открывает новые возможности стимулирования познавательной активности учащихся. Н.Ф. Талызина отмечает: «Деятельность учащегося в учебном процессе можно разделить на основную, подлежащую усвоению (познавательную, практическую), и обслуживающую (поиск информации, подготовительная работа). Основную деятельность передать машине нельзя: любые знания и умения человека – продукт его личной деятельности. Передача отдельных видов познавательной деятельности машине означает изменение целей обучения... Автоматизация вспомогательных функций не связана с изменением целей обучения и его содержания. Все вспомогательные виды деятельности могут быть автоматизированы, что приведет к экономии сил и времени учащихся» [4].

В.Ю. Милитарев, Е.П. Смирнов, И.М. Яглом выделяют следующие цели использования компьютера в учебном процессе: стратегические – формирование мировоззрения, в том числе развитие мышления и способов познания мира, формирование личности учащегося и тактические – формирование практических умений и навыков, профессиональная ориентация и профессиональная подготовка.

Таким образом, проблема использования компьютера в обучении решена по ряду направлений: определены цели использования компьютера в образовании, разработаны программы, существуют методические рекомендации.

Использование информационных технологий в системе образования способствует созданию «компьютерной ме-

Система профессиональной подготовки будущих учителей информатики

Г.Б. Поднебесова

тодологии обучения», которая ориентирована на применение в учебном процессе таких методов и технологий, которые уже давно применяются в различных отраслях человеческой деятельности, но в педагогике еще встречаются достаточно редко. Именно их применение и позволит проводить информатизацию и внедрять информационные технологии в школе: 1) технологии искусственного интеллекта; 2) имитационное моделирование процесса обучения; 3) технологии, дающие новые возможности интерактивного взаимодействия:

• •    системы управления обучением (Moodle);

• •    системы электронного обучения (Competentum, 1С: Электронное обучение);

• •    виртуальные коммуникации (VCT – виртуальные классные комнаты);

• •    инструменты создания электронного контента (WordForce, QuizForce);

• •    цифровые репозитарии;

• •    системы совместной работы с документами (EOS for SharePoint – электронные офисные системы, ASoft Collaboration – информационная система, Business Studio – управление проектами).

Применение компьютерной методологии обучения ориентировано, в первую очередь, на интеграцию всех видов учебной деятельности и подготовку субъектов образовательного процесса к жизнедеятельности в условиях информационного общества.

Информатизация системы образования требует дополнительных знаний и умений преподавателя, а именно – развитие ИКТ-компетентности. Под ИКТ-компетентностью понимают уверенное владение всеми составляющими навыками ИКТ-грамотности (ИКТ-грамотность – это использование цифровых технологий, инструментов коммуникации и/или сетей для получения доступа к информации, управления ею, ее интеграции, оценки и создания для функционирования в современном обществе) для решения возникающих вопросов в учебной или иной деятельности, при этом акцент делается на сфор-мированности обобщенных познавательных, этических и технических навыков.

Выделяют следующие уровни овладения ИКТ-компетентностью: базовый, технологический и профессиональный.

Базовый – накапливаются базовые знания, умения и навыки, необходимые для овладения компьютерной грамотностью; применение ИКТ на данном уровне минимально (владение общими приемами создания, редактирования, сохранения, копирования и переноса информации в электронном виде, представления информации средствами презентационных технологий, освоение навыков поиска информации в сети Интернет и т. д.).

Технологический – информационнокоммуникационные технологии становятся инструментом в осуществлении прикладной деятельности (оценка потенциала Интернет-ресурсов), оценка качества, средств и форм представления в глобальной сети Интернет программнотехнологического и информационного обеспечения и др.

Профессиональный – это способность преподавателя решать свои профессиональные задачи с использованием ИКТ.

По нашему мнению, преподаватель, овладевший ИКТ-компетентностью на профессиональном уровне, должен использовать компьютер на всех этапах процесса обучения – от проектирования этого процесса до контроля знаний.

Важным, на наш взгляд, является не набор необходимого программного обеспечения, а целенаправленное и постоянное его использование в учебном процессе.

Проектирование начинается с создания электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК). Новым является то, что студент видит в ЭУМК весь необходимый материал для подготовки к занятию и экзамену, для проведения самостоятельной работы, свой рейтинг по темам и курсу в целом и т. д., то есть содержание курса. Преподаватель также видит цикл лекций, ход рейтинговой системы и самостоятельной работы студентов, итоги работы в различных разрезах и т. д. Таким образом, создана информационная модель содержания образования, которая реализуется в процессе обучения.

Следующий шаг – построение мониторинга, который бы дал возможность полностью отследить реализацию процесса обучения. Этот мониторинг отвечает на два вопроса: как происходит усвоение студентом необходимого содержания и как происходит усвоение каждой единицы этого содержания. Мы используем модульно-рейтинговую систему контроля знаний студентов. Такой подход дает возможность добиваться от студентов регулярности в работе, позволяет вовремя увидеть намечающиеся отрицательные тенденции и принять необходимые меры. ЭУМК и рейтинговая система контроля знаний студентов являются основой конструирования процесса обучения в вузе на основе информационных и коммуникационных технологий.

Тем самым, можно выделить еще одно условие профессиональной подготовки кадров – использование информационных и коммуникационных технологий.

Таким образом, фундаментализация образования, компетентностный подход, информационные и коммуникационные технологии – это важные условия функционирования системы подготовки будущих учителей информатики, которые позволят совершенствовать образовательный процесс в целом.