Формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій

19

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЖИТОМИРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата педагогічних наук

Формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій

МАТВІЙЧУК ЛЮДМИЛА АНАТОЛІЇВНА

Житомир - 2014

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Житомирському державному університеті імені Івана Франка, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор педагогічних наук, професор

Дем'янчук Олександр Никанорович,

Кременецький обласний гуманітарно-педагогічний

інститут імені Тараса Шевченка,

завідувач кафедри образотворчого мистецтва та методики його викладання.

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор,

член-кореспондент НАПН України,

Гуревич Роман Семенович,

Вінницький державний педагогічний університет

імені Михайла Коцюбинського,

директор Інституту магістратури, аспірантури і докторантури;

кандидат педагогічних наук, доцент

Падалко Ніна Йосипівна,

Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки,

доцент кафедри диференціальних рівнянь і математичної фізики.

Захист відбудеться 18 червня 2014 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 14.053.01 у Житомирському державному університеті імені Івана Франка за адресою: 10008, м. Житомир, вул. Велика Бердичівська, 40, 2-й поверх, конференц-зал.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Житомирського державного університету імені Івана Франка (10008, м. Житомир, вул. Велика Бердичівська, 40).

Автореферат розісланий 16 травня 2014 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.Л. Яценко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність і доцільність теми дослідження. Реформування системи професійної підготовки фахівців для сучасних галузей виробництва вимагає постійних змін та модернізації технології, методики, засобів навчання. Зазначене вимагає впровадження в освітній процес інформаційних і комп'ютерних технологій, завдяки яким стає можливим поліпшення якості навчально-виховного процесу й практичної професійної діяльності в усіх сферах життєдіяльності людини. Про це йдеться у законопроектах "Про національну програму інформатизації", "Про основні засади розвитку інформаційного суспільства в Україні на 2007-2015 роки" та Державній програмі "Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці" та ін.

Інформологічні засади професійної підготовки фахівців визначаються створенням спеціальних педагогічних технологій, зміст і результат реалізації яких залежать від рівня та якості застосованих професійних знань, використання відповідних методів та впровадження технічних засобів для збирання, створення, зберігання, опрацювання, передавання інформації та оперування нею. Ефективність майбутньої професійної діяльності інженерів-програмістів детермінується необхідністю формуванням сучасного наукового світогляду, спрямованості на постійне самовдосконалення, яке неможливе без залучення сучасних інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ).

Засвоєння та усвідомлення значущості професійних знань у процесі підготовки майбутніх інженерів-програмістів безпосередньо пов'язане з упровадженням у навчальний процес сучасних інформаційних технологій, що супроводжується безпосереднім використанням електронних посібників (підручників), тестів, а також тренажерів, відеоуроків та інших засобів навчання.

Проблема професійної підготовки майбутніх фахівців знайшла своє відображення у науковому доробку провідних учених-педагогів України (А. Алексюка, О. Антонової, І. Беха, С. Вітвицької, О. Дубасенюк, І. Зязюна, В. Кременя, Н. Кузьміної, Н. Ничкало, О. Пєхоти та ін.), які обґрунтували компетентнісні та технологічні засади становлення майбутнього спеціаліста у різних галузях професійної діяльності.

Застосування засобів ІКТ у формуванні професійних знань висвітлено у таких аспектах: інформатизації та комп'ютеризації навчального процесу (В. Биков, Р. Гуревич, Ю. Горошко, Ю. Жук, Н. Завізна, М. Кадемія, Н. Морзе, С. Раков та ін.); філософської спрямованості на визначення сутності знань (М. Данилов, П. Копнін, К. Славська, І. Харламов та ін.); проблеми формування знань, умінь і навичок майбутнього фахівця та вдосконалення їхньої комп'ютерної підготовки (В. Гришин, М. Жалдак, Е. Машбиц, І. Роберт, О. Спірін, Н. Тализіна, М. Шкіль та ін.); професійної підготовки майбутніх інженерів-програмістів (Я. Булахова, М. Гладишева, Н. Макоєд, Н. Нурієв, Н. Падалко, З. Сейдаметов та ін.).

Формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ має відбуватися в процесі розв'язання низки суперечностей: між станом розвитку інформаційно-комунікаційних технологій у світі та Україні, недостатнім рівнем науково-методичного забезпечення процесу формування професійних знань у цій галузі, потребами в модернізації змісту професійної освіти, принципів його добору і структурування процесу формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів; між загальним характером інформологізації сучасного світу і потребами розробки моделей формування професійних знань із залученням сучасних інформаційно-комунікаційних технологій.

Актуальність окресленої проблеми і подальшого її вирішення необхідності розв'язання зазначених суперечностей зумовили вибір теми дисертаційної роботи: "Формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій".

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано відповідно до науково-дослідної роботи кафедри педагогіки Житомирського державного університету імені Івана Франка і є складовою комплексної теми "Формування професійної компетентності вчителя в умовах Європейської інтеграції" (ДРН № 0110U002110). Тему дисертації затверджено вченою радою Луцького інституту розвитку людини Університету "Україна" (протокол № 1 від 30.08. 2010 р.) та узгоджено в раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології НАПН України (протокол № 4 від 24.04. 2012 р.).

Мета дослідження - теоретично обґрунтувати, розробити й експериментально перевірити ефективність моделі формування професійних знань у майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Відповідно до досягнення поставленої мети дослідження передбачено такі завдання: інженер програміст професійний студент

1. Здійснити аналіз визначеної проблеми формування професійних знань майбутніх фахівців в педагогічній теорії та практиці, з'ясувати сутність базових понять дослідження.

2. Визначити специфіку використання ІКТ у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів.

3. Спроектувати модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ, визначити сутність її компонентів.

4. Упровадити авторську модель у процес професійної підготовки майбутніх інженерів-програмістів та експериментально перевірити її ефективність.

5. Розробити електронне навчально-методичне забезпечення для студентів напряму підготовки "Програмна інженерія".

Об'єкт дослідження - професійна підготовка майбутніх інженерів-програмістів.

Предмет дослідження - зміст та модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Теоретико-методологічну основу дослідження становлять: концептуальні положення про єдність емпіричного й теоретичного, конкретного й абстрактного в застосуванні сучасних інформаційних і комунікаційних технологій; концепція системного (В. Безпалько, В. Малінін, Е. Юдін, В. Блауберг та ін.), інформологічного (А. Бондаревский, О. Матвієнко, В. Кізлов та ін.), когнітивістського (Б. Блум, М. Бершадський, К. Левін та ін.), компетентнісного (О. Овчарук, А. Растянніков та ін.), технологічного (Г. Селевко, В. Сластьонін, М. Чошанов та ін.) підходів; теоретичні положення про розробку й упровадження педагогічних технологій (А. Алексюк, В. Євдокимов, О. Падалка та ін.); концептуальні засади інформатизації освітньої діяльності (М. Головань, Т. Ільїна, І. Чірва та ін.);

У процесі дослідження використано наукові праці в галузі інформатизації освіти (І. Захарова, В. Клочко, С. Сисоєва та ін.), основи теорії застосування ІКТ в освіті (Д. Опеншоу, Н. Тверезовська, І. Хорев, М. Шишкіна та ін.); ідеї щодо створення та використання електронних навчальних програмних засобів (О. Башмаков, О. Бісікало, В. Ільїн, В. Теплюк, Л. Шевченко та ін.).

Для розв'язання завдань, досягнення мети використано такі методи дослідження: теоретичного пошуку - аналіз філософської, психологічної, соціологічної, історико-педагогічної літератури для уточнення сутності базових понять відповідно до об'єкта та предмета дослідження; порівняння, моделювання, систематизації, узагальнення теоретичних й емпіричних даних, виявлення достовірних фактів про взаємозв'язки між педагогічними явищами та процесами й закономірні тенденції їх розвитку засобами інформаційно-комунікаційних технологій, за допомогою яких визначено стан професійних знань майбутніх інженерів-програмістів; емпіричні - анкетування, спостереження, опитування, самооцінка, тестування; педагогічний експеримент з метою визначення ефективності впровадження спроектованої осів.

Організація дослідження. Дослідження здійснювалося у три етапи.

На першому (2009-2010 рр.) - теоретико-пошуковому - здійснено аналіз філософської, соціологічної, історико-педагогічної, психологічної й методичної літератури з окресленої проблеми; обґрунтовано мету та завдання, предмет й об'єкт, визначено експериментальну базу дослідження, розроблено програму експериментальної роботи.

На другому етапі (2010-2011 рр.) - проектно-констатувальному - конкретизовано методики експериментальної роботи; визначено критерії й показники сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій: виявлено їх характерні особливості; здійснено констатувальний етап експерименту.

На третьому етапі (2011-2014 рр.) - формувально-узагальнюючому - обґрунтовано й експериментально перевірено ефективність моделі підготовки майбутніх інженерів-програмістів, спрямованої на формування їхніх професійних знань засобами ІКТ; здійснено формувальний етап експерименту, проведено порівняльний аналіз результатів констатувального та формувального етапів експерименту, узагальнено його результати, обґрунтовано загальні висновки, розроблено електронне навчально-методичне забезпечення для студентів напряму підготовки "Програмна інженерія" та впроваджено в практику підготовки майбутніх інженерів-програмістів у ВНЗ.

Експериментальна база дослідження. Дослідно-експериментальна робота проводилася у Луцькому інституті розвитку людини Університету "Україна", Горлівському регіональному інституті Університету "Україна", Волинському технікумі Національного університету харчових технологій, Луцькому національному технічному університеті, Житомирському державному університеті імені Івана Франка. Загалом у дослідженні взяли участь 287 студентів спеціальності "Програмна інженерія", із них 154 студенти увійшли до складу контрольних груп і 133 - експериментальних.

Результати дослідження впроваджено в навчальний процес Луцького інституту розвитку людини Університету "Україна" (акт № 45 від 02.07. 2013 р.), Горлівського регіонального інституту Університету "Україна" (акт № 1/18-91 від 08.04. 2013 р.), Волинського технікуму Національного університету харчових технологій (акт № 69 від 12.03. 2013 р.), Луцького національного технічного університету (довідка № 2138-20-34 від 26.12. 2013 р.).

Наукова новизна дослідження полягає в тому, що в ньому:

- уперше комплексно та системно розглянуто проблему формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів; уточнено поняття "професійні знання майбутнього інженера-програміста"; теоретично обґрунтовано авторську модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ, компоненти, критерії, рівні й показники їх сформованості; розроблено авторську навчальну комп'ютерну програму провідних фахових навчальних дисциплін та систему електронного контролю професійних знань майбутніх програмістів;

- удосконалено зміст та технологію використання інформаційно-комунікаційних засобів підготовки майбутніх інженерів-програмістів з метою формування їх професійних знань;

- подальшого розвитку набули теорія й практика професійної підготовки фахівців у галузі програмної інженерії, а також методика використання сучасних засобів ІКТ у навчальному процесі ВНЗ.

Практичне значення отриманих результатів дослідження полягає в упровадженні: навчальної комп'ютерної програми "Multus compactus tutor ML" із дисципліни "Емпіричні методи програмної інженерії"; спецкурсу "Проектування сучасних електронних ресурсів" та методичних рекомендацій, які можуть бути використанні в технічних навчальних закладах (з метою оптимізації підготовки майбутніх інженерів-програмістів), а також у системі післядипломної педагогічної освіти (для підвищення рівня професійних знань) відповідно до вимог сучасної педагогічної теорії та практики. Результати дослідження можуть також використовуватися в процесі професійної підготовки фахівців різного профілю: інженерів-програмістів, веб-дизайнерів, системних адміністраторів, учителів інформатики.

Апробацію результатів дослідження здійснено шляхом їх презентації й обговорення на науково-практичних конференціях різного рівня, зокрема, міжнародних: "Інформаційні технології в освіті, науці і виробництві" (Луцьк, 2011), "Європейський простір вищої освіти як основа розвитку суспільства знань" (Рівне, 2011), "Актуальні проблеми педагогіки та психології" (Харків, 2012), "Інноваційні процеси в освітньому просторі: доступність, ефективність, якість" (Луганськ, 2012), "Україна наукова" (Київ, 2011); всеукраїнських: "Комп'ютерні технології: наука і освіта" (Луцьк, 2009), "Управління інноваційним розвитком освіти: глобальний та національний виміри" (Суми, 2012), "Комп'ютерні технології: наука і освіта" (Миколаїв, 2011), "Вища педагогічна освіта України: історичний досвід та сучасні євроінтеграційні процеси" (Глухів 2012), "Виховання студентської молоді в процесі професійної підготовки: сучасний стан, проблеми і перспективи" (Хмельницький, 2012), "Актуальні питання теорії та практики психолого-педагогічної підготовки майбутніх фахівців", (Хмельницький, 2013), "Інноваційні комп'ютерні технології у вищій школі" (Львів, 2013).

Публікації. Результати дослідження опубліковано у 26 наукових працях, з них 14 статей у провідних наукових фахових виданнях України, 1 - зарубіжне науково-педагогічне видання, 7 - тези доповідей на конференціях, 2 статті у збірниках наукових праць і матеріалах конференцій, 1 - методичні рекомендації і 1 - свідоцтво на винахід.

Особистий внесок здобувача у працях, виконаних у співавторстві з Я. Максимович, полягає в обґрунтуванні актуальності впровадження інформаційних технологій в освітній процес; з І. Поліщук у розкритті змісту умов та шляхів ефективного формування та підвищення інформаційно-комунікаційної компетентності фахівців за допомогою інформаційних технологій; з О. Дем'янчуком у реалізації експериментальної перевірки доцільності використання сучасних засобів у формуванні професійних знань інженерів-програмістів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків до кожного з них, загальних висновків, списку використаних джерел (274 позиції, із них 21 - іноземними мовами) та додатків. Загальний обсяг роботи - 229 сторінок, із них 179 - основного тексту. Дисертація містить 20 таблиць, 23 рисунки, 9 додатків на 24 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено його мету, завдання, об'єкт, предмет, методологічні й теоретичні засади, методи дослідження; розкрито наукову новизну, теоретичне й практичне значення здобутих результатів; подано відомості про їх апробацію.

У першому розділі - "Теоретичні засади формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів" - обґрунтовано категоріально-понятійний апарат, з'ясовано науково-теоретичні засади дослідження, а також визначено роль сучасних ІКТ у формуванні професійних знань майбутніх інженерів-програмістів.

У результаті аналізу наукових джерел виокремлено два рівні понять дослідження. До першого рівня віднесено такі, як "професійні знання", "педагогічна технологія", до другого - "інформаційно-комунікаційні технології", "інженери-програмісти". Окреслено їх взаємозв'язок із поняттями "сучасні інформаційні технології навчання", "комп'ютерна грамотність", "інновації", "комп'ютерні технології навчання", "професійні знання, вміння й навички" та ін.

Обґрунтовано висновок, що професійні знання майбутніх інженерів-програмістів є сформованою ступінчастою системою теоретичного та практичного пізнання про фахову діяльність, елементи якої є пов'язаними між собою та залежать від прагнення студента досягти високого рівня професіоналізму в обраній галузі діяльності та забезпечити кар'єрне зростання. Виявлено провідні професійні знання, вміння та навички майбутніх інженерів-програмістів, введені до нормативних документів професійної підготовки означених фахівців - освітньо-кваліфікаційної характеристики та освітньо-професійної програми.

З'ясовано сутність та значення для дослідження категорій "технологія" та "інформаційно-комунікаційні технології". Доведено, що ІКТ як різновид педагогічних технологій мають оцінюватися за такими основними критеріями: мобільність, успішність, комплексність, системність, науковість, структурованість. З'ясовано, що інженер-програміст - це професія, реалізація якої передбачає володіння певною системою знань, умінь, навичок та особистісних якостей, що в результаті надає можливість досягти відповідної компетентності. До таких фахівців висуваються вимоги щодо розробки комп'ютерних програм на основі аналізу математичних моделей і алгоритмів вирішення завдань у різних галузях виробництва.

На основі аналізу категоріально-понятійного апарату проблеми дослідження сформульовано базове поняття "формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів" - цілеспрямований процес набуття майбутніми фахівцями професійних знань відповідно до їхньої освітньо-кваліфікаційної характеристики у вигляді спеціально розробленої технології, що передбачає ефективне використання сучасних засобів ІКТ та електронних продуктів у процесі професійної підготовки.

Значущими для розкриття теми дослідження теоретичними підходами визначено системний, технологічний, інформологічний, когнітивістський та компетентнісний. З'ясовано, що використання системного підходу зумовлено доцільністю виявлення й тлумачення системних характеристик процесу формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів, технологічного - для обґрунтування необхідності формування професійних знань як спеціально розробленої технології навчальної діяльності у ВНЗ. Інформологічний підхід слугував методологічним підґрунтям використання ІКТ. Когнітивістський та компетентнісний підходи - як теорія знання і пізнання на філософському рівні, оскільки професійні знання є невід'ємною і чи не найбільш суттєвою складовою професійної компетентності майбутнього фахівця. У межах технологічного підходу окреслено ієрархію педагогічних технологій у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ - мета-, макро-, мезо- та мікротехнології. Реалізація інформологічного підходу, який впроваджувався в межах дослідження, зумовила визначення його міждисциплінарного характеру. З'ясовано види інформаційної діяльності майбутнього інженера-програміста та його професійні знання. Обґрунтовано висновок, що в процесі реалізації інформологічного підходу допрофесійної підготовки фахівців формується загальна інформаційно-функціональна компетентність особистості, а її знання в галузі інформації та способів діяльності трансформуються у функціональні можливості створювати, зберігати, передавати, отримувати й оцінювати інформацію. На засадах когнітивістського підходу окреслено професійні знання майбутніх інженерів-програмістів за концепцією таксономією Б. Блума. Відтак, у процесі пізнання розвиваються когнітивні здібності майбутнього фахівця: до розв'язання професійних задач, формулювання висновків, структурування інформації, налагодження комунікативних зв'язків тощо. У межах компетентнісного підходу простежено взаємозв'язок ключових компетентностей майбутнього інженера-програміста, ІКТ і професійних знань.

З'ясовано місце і роль ІКТ у формуванні професійних знань майбутніх інженерів-програмістів. Доведено, що ІКТ можна використовувати в освітньому процесі в якості: засобу навчання, застосування якого сприяє вдосконаленню процесу; засобу самоосвіти (самостійна робота); інструментально-методичного забезпечення курсу, управління навчальним процесом; засобу вдосконалення фахових умінь та навичок (лабораторні роботи); інструменту автоматизації процесу навчання (контроль знань). Визначено провідні принципи, на яких ґрунтується використання ІКТ у професійній підготовці фахівців: науковості, наочності, систематичності, індивідуального підходу та доступності. Окреслено значення сучасних мультимедійних технологій у професійній підготовці майбутніх інженерів-програмістів, зокрема, у процесі формування професійних знань та контролю за рівнем їх сформованості.

Досвід застосування засобів ІКТ в навчальному процесі свідчить, що ефективною формою їх використання є включення до складу програмно-методичних комплексів для викладачів та студентів. Підтверджено на інноваційність й ефективність використання у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів навчальної комп'ютерної програми (НКП) "Multus compactus tutor ML".

У другому розділі - "Моделювання процесу формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій" - обґрунтовано модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів та визначено критерії, показники і рівні їх сформованості.

На основі провідних теоретичних підходів до проблеми дослідження спроектовано модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів (рис.1), яка вміщує необхідні базові компоненти - цільовий, організаційний, методичний, дидактичний і результативний.

У ході реалізації цільового компонента моделі побудовано ієрархію цілей як основної мети педагогічної діяльності, а також покроковий алгоритм її досягнення. Визначаємо зміст і структуру професійних знань майбутніх інженерів-програмістів: аналітичні, творчі та алгоритмічні знання; проектно-дизайнерські, комунікативні та організаторські знання; контрольно-оцінні знання. Цільовий компонент моделі корелює з результативним, тобто з ідеальним результатом упровадження в процес професійної підготовки майбутніх інженерів-програмістів запропонованих засобів ІКТ, відображених у дидактичному й методичному компонентах.

Рис.1. Модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ

Тобто всі компоненти спроектованої моделі перебувають у тісному взаємозв'язку, що є важливою вимогою до моделювання педагогічних процесів. Відповідно, результативний компонент передбачає очікуваний результат формувального етапу експерименту - підвищення рівня професійних знань майбутніх інженерів-програмістів. Вимірювання рівня професійних знань студентів, що відбувалося через систему визначених критеріїв (ціннісно-мотиваційного, самоорганізаційного, оцінно-результативного), співвіднесено з поставленими педагогічними завданнями.

У межах організаційного компонента моделі представлено науково обґрунтовані організаційно-педагогічні умови (визначення нової перспективи самостійної роботи за допомогою ІКТ, оптимальна організація технічно-програмної бази навчального процесу ВНЗ).

Упровадження методичного компонента передбачало реалізацію ефективних форм й методів професійної підготовки майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ. Охарактеризовано розроблену методику їх використання у різних формах організації занять, а саме: на лекційних, практичних, лабораторних заняттях, під час організації самостійної роботи та контролю знань студентів.

У ході реалізації дидактичного компонента моделі здійснено відбір засобів ІКТ для професійної підготовки інженерів-програмістів (її теоретичної практичної, самостійної та контролюючої складових) за допомогою розроблених комп'ютерних програм (електронні посібники, відеоуроки, презентації, тренажери, системи тестування). Технічно-програмна база дала можливість забезпечити електронну оболонку професійно орієнтованих навчальних дисциплін.

Результативний компонент моделі засвідчив високий рівень сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ, що розглядається як здатність інженерів-програмістів реалізувати свої професійні знання, уміння, навички та особистісні якості в межах фахової діяльності.

Спроектовано систему критеріїв (ціннісно-мотиваційний, самоорганізаційний, оцінно-результативний) та виділено три рівні сформованості професійних знань інженерів-програмістів - початковий, достатній, творчий. Виявлено причини незначної мобільності студентів у процесі вивчення профільних дисциплін, що впливає на рівень формування знань.

У третьому розділі - "Експериментальна перевірка моделі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ" - з'ясовано стан сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів, висвітлено методи впровадження розробленої моделі, здійснено аналіз результатів експериментальної роботи.

Спроектовано програму експериментального дослідження рівня сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ шляхом формулювання гіпотези, визначення компонентів (експериментальної бази, вибіркової сукупності, етапів і методів експериментальної роботи). З'ясовано ставлення студентів до засобів ІКТ у навчальному процесі; визначено рівень сформованості професійних знань, уміння студентів використовувати ІКТ при розв'язанні задач із різних дисциплін; володіння викладачів методикою розробки власних засобів інформаційно-комунікаційних технологій.

Отримані результати засвідчили необхідність розробки та впровадження авторської моделі в процес формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів.

Представлено навчальну комп'ютерну програму "Multus compactus tutor ML" із дисципліни "Емпіричні методи програмної інженерії, реалізація якої забезпечила ефективне засвоєння навчальної інформації, формування відповідних умінь та вдосконалення навичок у ході розв'язання визначених завдань за допомогою автоматизованих систем. Розроблений спецкурс "Проектування сучасних електронних ресурсів" доповнено методичними рекомендаціями щодо використання сучасних дидактичних засобів для викладачів гуманітарних та технічних дисциплін. Доведено, що в результаті використання навчальної комп'ютерної програми відбулися якісні зміни мотиваційної діяльності студентів в експериментальній групі з огляду на оновлення процесу навчання та його функцій. Визначено позитивну динаміку кількісних показників рівня сформованості професійних знань в експериментальній групі.

Результати двох діагностичних зрізів (на констатувальному й формувальному етапах педагогічного експерименту) засвідчили, що в контрольній групі в процесі професійної підготовки кількісні показники рівня професійних знань коливається в межах 4 %, що є природною похибкою педагогічної діагностики, і становить: початковий рівень - 15,58 % студентів, достатній рівень - 59,09 %, творчий - 25,32 %. Водночас, в експериментальній групі після формувального етапу відбувся перерозподіл студентів, який свідчить про ефективність спроектованої педагогічної моделі: творчий рівень виріс із 16,54 % до 42,86 % досліджуваних, достатній - знизився з 63,91 % до 48,87 % студентів, початковий - із 19,55 % до 8,27 % майбутніх інженерів-програмістів. Достовірність результатів дослідження перевірено за допомогою розрахунків числових характеристик досліджуваних ознак за допомогою статистичного критерію Пірсона.

ВИСНОВКИ

На основі системного і комплексного аналізу проблеми формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ зроблено такі загальні висновки:

1. У результаті теоретичного аналізу визначено основні теоретичні підходи до проблеми формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій, серед них системний, технологічний, інформологічний, когнітивістський та компетентнісний. Зазначені теоретичні підходи дають можливість встановити місце і роль ІКТ у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів.

З метою уточнення категоріально-понятійного апарату у розділі розглянуто основні поняття і категорії досліджуваної проблеми двох рівнів, до першого віднесено: "професійні знання", "педагогічна технологія", до другого - "інформаційно-комунікаційні технології", "інженери-програмісти". Побіжно висвітлено й використано такі поняття, як "сучасні інформаційні технології навчання", "інформатизація освіти", "комп'ютерна грамотність", "інновації", "комп'ютерні технології навчання", "професійні знання, вміння й навички" та ін.

На основі аналізу категоріально-понятійного апарату проблеми дослідження сформульовано базове поняття - "формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів" - як цілеспрямований процес набуття майбутніми фахівцями професійних знань відповідно до їхньої освітньо-кваліфікаційної характеристики у вигляді спеціально розробленої технології, що передбачає ефективне використання сучасних засобів ІКТ та електронних продуктів у процесі професійної підготовки.

2. З'ясовано специфіку використання ІКТ у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів. З цією метою проаналізовано місце та роль сучасних ІКТ у процесі формування професійних знань інженерів-програмістів та в їх професійній підготовці загалом. Відзначено, що нові вимоги до життєвих та професійних компетенцій зумовлюють підвищення рівня професійної підготовки, що суттєво впливає на конкурентоспроможність інженерів-програмістів, що передбачає розробку нових програм або вдосконалення вже існуючих, оновлення більш зручного інтерфейсу, розширення додаткових функцій та ін. Використання засобів ІКТ пропонує новий навчальний інструментарій для розширення освітніх перспектив.

Визначено основні напрями використання інформаційно-комунікаційних технологій у процесі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів: організаційний, освітній, навчально-практичний.

Доведено, що ІКТ доцільно використовувати в навчальному процесі в якості засобу навчання, самоосвіти, інструментально-методичного забезпечення, вдосконалення професійних умінь та навичок, інструменту автоматизації процесу навчання.

Досвід застосування засобів інформаційно-комунікаційних технологій у навчальному процесі свідчить, що ефективною формою їх використання є включення до складу навчально-методичних комплексів, тобто використання інформаційно-комунікаційних засобів разом із супроводжуючими друкованими матеріалами, призначеними для викладачів та для студентів. Виявлено інноваційність й ефективність використання у процесі формування професійних знань інженерів-програмістів навчальної комп'ютерної програми курсів.

Відзначено авторські результати роботи зі створення системи електронного контролю професійних знань майбутніх інженерів-програмістів у процесі їх професійної підготовки у ВНЗ. Сформульовано висновок, що важливе місце у процесі формування професійних знань майбутніх фахівців належить ефективній організації процесу використання ІКТ.

3. Спроектовано модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій, проаналізовано її компоненти.

До основних складових розробленої моделі формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ віднесено: цільовий, організаційний, методичний, дидактичний і результативний компоненти. Цільовий компонент моделі передбачає: побудову ієрархії цілей, завдання якого поглиблення творчих, аналітичних і алгоритмічних знань; формування проектно-дизайнерських і комунікативно-організаторських знань студентів; розвиток контрольно-оцінних знань майбутніх інженерів-програмістів. Організаційний компонент моделі характеризує сукупність організаційно-педагогічних умов. Методичний - розкриває форми і методи професійної підготовки майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ, що характеризує власну розроблену методику їх використання у різних формах організації занять. Дидактичний компонент моделі спрямований на створення електронної оболонки професійно-орієнтованих навчальних дисциплін. Результативний компонент моделі засвідчив високий рівень сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ, що розглядається в дослідженні як здатність інженерів-програмістів реалізувати свої професійні обов'язки в межах фахової діяльності на засадах сформованого комплексу професійних знань, умінь, навичок та професійних якостей.

4. Виявлено ефективність упровадження авторської моделі, що значно підвищила ефективність організації процесу підготовки майбутніх інженерів-програмістів, і експериментально перевірено її доцільність.

Розроблено критерії і показники рівня сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів: ціннісно-мотиваційний критерій (відображає рівень сформованості мотивів і цінностей майбутніх фахівців щодо оволодіння майбутньою професією); самоорганізаційний (характеризує здатність студентів до організації навчальної діяльності, визначає рівень професійної адаптованості майбутніх фахівців); оцінно-результативний критерій (розкриває можливості оцінки студентами результатів власної навчальної діяльності та рефлексії готовності до виконання професійних функцій). На основі визначених критеріїв виокремлено три рівні сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів: початковий, достатній і творчий.

У процесі формувального етапу експерименту констатовано позитивну динаміку експериментальної групи за рівнями сформованості професійних знань майбутніх інженерів-програмістів, відчутно зменшилася кількість студентів початкового та достатнього рівнів і зросла на творчому рівні. Професійна підготовка майбутніх інженерів-програмістів набула позитивних якісних змін. Одночасно, в контрольній групі відповідні показники підвищились несуттєво. Надійність отриманих результатів перевірено методами математичної статистики.

5. Проаналізовано вимоги до ІКТ та відповідно розроблено й апробовано електронне навчально-методичне забезпечення навчального процесу для студентів напряму підготовки "Програмна інженерія".

Визначено, що загальна структура електронної оболонки для організації навчання майбутніх інженерів-програмістів складається з таких блоків: методичного (робоча програма, анотація); навчального (конспект лекцій, лабораторні роботи, глосарій); контрольно-оцінного (тести, екзаменаційні та залікові білети, завдання для самостійної та індивідуальної роботи).

На основі проведеного аналізу визначено напрями вдосконалення структурних елементів електронних навчально-методичних комплексів: 1) підвищення ефективності самоперевірки студентів за допомогою електронних тестових систем; 2) інтерактивне спрямування реалізації практичного блоку за допомогою тренажерів та відеоуроків; 3) відбір програмного забезпечення для установки на власному комп'ютері; 4) встановлення системи пошуку, яка надає можливість знаходження необхідної інформації за вказаними користувачем словами.

Відповідно до визначених методичних вимог розроблено авторську навчальну комп'ютерну програму "Multus compactus tutor ML" з дисципліни "Емпіричні методи програмної інженерії" для здійснення аудиторної, самостійної, індивідуальної підготовки майбутніх інженерів-програмістів.

Ефективність запропонованого електронного навчально-методичного забезпечення перевірено експериментально.

Проведене дослідження не претендує на повноту вирішення проблеми формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ. Подальшої розробки та вдосконалення потребують питання: реалізації психолого-педагогічних умов застосування інформаційно-комунікаційних технологій у процесі професійної підготовки майбутніх фахівців; методики розробки і застосування електронних навчальних засобів; структури професійних знань інженерів-програмістів та її взаємозв'язку з фаховими компетенціями.

НАУКОВІ ПРАЦІ, В ЯКИХ ОПУБЛІКОВАНІ ОСНОВНІ НАУКОВІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Сидорчук Л. А. Впровадження інформаційних технологій в навчальний процес вищих шкіл / Л. А. Сидорчук, Я. В. Максимович // Проблеми педагогічних технологій : зб. наук. праць. - Луцьк, 2010. - Вип. 1/2010. - С. 280-286.

2. Матвійчук Л. А. Інформаційно-комунікаційна компетентність майбутніх фахівців у навчальному процесі вищих шкіл / Л. А. Матвійчук, І. М. Поліщук // Проблеми педагогічних технологій : зб. наук. праць. - Луцьк, 2011. - Вип. 1/2011. - С. 196-200.

3. Матвійчук Л. А. Тестовий контроль знань як інструмент підвищення якості освіти / Л. А. Матвійчук // Нова педагогічна думка : наук.-метод. журнал : матеріали Х міжнар. наук.-метод. конф., 10-11 лист. 2011. - Рівне, 2012. - № 1. - С. 48-50.

4. Матвійчук Л. А. Інноваційні аспекти формування професійних знань майбутніх фахівців інженерів-програмістів у вищих навчальних закладах / Л. А. Матвійчук // Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання в підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми : зб. наук. праць / І. А. Зязюн (голова) та ін. - Київ-Вінниця : ТОВ фірма "Планер", 2012. - Вип. 32. - С. 367-370.

5. Матвійчук Л. А. Мультимедійні технології у підготовці майбутніх фахівців інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Педагогічні науки: теорія, історія, інноваційні технології : наук.-пед. журнал. - Суми, 2012. - № 3 (21). - С. 253-259.

6. Матвійчук Л. А. Дослідження впливу засобів інформаційних технологій при підготовці фахівців інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Вісник Глухівського національного педагогічного університету імені Олександра Довженка : зб. наук. праць. Серія : Педагогічні науки / Глухівський НПУ ім. О. Довженка ; ред.кол: О. І. Курок (відп. ред.) [та ін.]. - Глухів : ГНПУ ім. О. Довженка, 2012. - Вип. 20. - С. 200-203.

7. Матвійчук Л. А. Теоретичні засади викладання технічних дисциплін за допомогою засобів інформаційно-комунікаційних технологій, як перспектива майбутнього фахівця / Л. А. Матвійчук // Педагогічна освіта: теорія і практика : зб. наук. праць. - Кам'янець-Подільський : Вид. ПП Зволейко Д. Г., 2012. - Вип. 12. - С. 97-101.

8. Матвійчук Л. А. Теоретичні та практичні аспекти використання інформаційно-комунікаційних технологій вищих закладів освіти / Л. А. Матвійчук // Сучасні педагогічні технології : зб. наук. праць. - Луцьк, 2012. - Вип. 2. - С. 228-234.

9. Матвійчук Л. А. Модель формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій / Л. А. Матвійчук // Вісник Луганського національного університету ім. Тараса Шевченка. Педагогічні науки : зб. наук. праць за матеріалами VІ міжнар. наук.-практ. конф., 22 лист. 2012. ["Інноваційні процеси в освітньому просторі: доступність, ефективність, якість" присвячено 10-річчю Українського відділення МАНПО]. - Луганськ, 2012. - № 22 (257). - Ч. 3. - С. 267-274.

10. Матвійчук Л. А. Огляд сучасних педагогічних технологій та їх впровадження в навчальний процес вищих шкіл / Л. А. Матвійчук // Педагогічний дискурс : зб. наук. праць. / гол. ред. І. М. Шоробура. - Хмельницький : ХППА, 2012. - Вип. 12. - С. 217-221.

11. Матвійчук Л. А. Основи формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій / Л. А. Матвійчук // Педагогіка середньої та вищої школи : зб. наук. праць. - Кривій Ріг : Вид-во Криворізького нац. ун-ту, 2013. - № 37. - С. 263-266.

12. Матвійчук Л. А. Методика використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій у навчальному процесі / Л. А. Матвійчук // Вісник Житомирського державного університету імені Івана Франка. - Житомир, 2013. ? Вип. 3 (69). - С. 189-193.

13. Матвійчук Л. А. Розробка електронних дидактичних засобів для формування професійних знань інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Вісник Черкаського університету. - Черкаси, 2013. - Вип. № 12 (265). - С. 78-82.

14. Матвийчук Л. А. Экспериментальная проверка методического компонента модели формирования профессиональных знаний будущих инженеров-программистов / Л. А. Матвійчук // Педагогика и современность : науч.-пед. журнал. - Таганрог, 2013. - № 2. - С. 75-79.

15. Матвійчук Л. А. Результати експериментальної перевірки ефективності впровадження інформаційних технологій при підготовці інженерів-програмістів / О. Н. Дем'янчук, Л. А. Матвійчук // Педагогічний пошук : наук.-метод. вісник Волинського інституту післядипломної педагогічної освіти. - Луцьк, 2013. - 2 (78). - С. 16-18.

Опубліковані праці апробаційного характеру:

16. Матвійчук Л. А. Актуальність впливу засобів інформаційно-комунікаційних технологій на майбутніх фахівців інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Перший крок у науку : матеріали VІ всеукр. наук.-практ. конф. - Луганськ : Поліграфресурс, 2011. - Т. 3. - С. 72-75.

17. Матвійчук Л. А. Глобальна мережа Інтернет, як засіб інформаційно-комунікаційних технологій / Л. А. Матвійчук // Комп'ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво : наук. журнал : матеріали міжнар. наук.-практ. конф., 23-25 травня 2011. - Луцьк, 2011. - № 4. - С. 89-94.

Тези в наукових конференціях:

18. Сидорчук Л. А. Впровадження інформаційних технологій в навчальний процес вищих шкіл / Л. А. Сидорчук // Комп'ютерні технології: наука і освіта : IV всеукр. наук.-практ. конф., 9-11 жовтня 2009. - Луцьк, 2009. - C. 220-223.

19. Матвійчук Л. А. Актуальні інформаційні технології у вищій школі / Л. А. Матвійчук // Комп'ютерні технології: наука і освіта : VІ всеукр. наук.-практ. конф., 30 вересня - 03 жовтня 2010. - Миколаїв, 2012. - С. 104-107.

20. Матвійчук Л. А. Глобальна мережа Інтернет, як засіб інформаційно-комунікаційних технологій / Л. А. Матвійчук // Комп'ютерні технології: наука і освіта : VІ всеукр. наук.-практ. конф., 30 вер. - 03 жовтня 2010. - Миколаїв, 2012. - С. 125-128.

21. Матвійчук Л. А. Мультимедійні технології у підготовці майбутніх фахівців інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Управління інноваційним розвитком освіти: глобальний та національний виміри : матеріали VIII всеукр. наук.-практ. конф., 2 квітня 2012. - Суми, 2012. - С. 23-25.

22. Матвійчук Л. А. Дослідження впливу засобів інформаційних технологій при підготовці майбутніх інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Актуальные проблемы педагогики и психологи в условиях глобализации социума : материалы междунар. науч.-практ. конфер., 28-29 июня 2012. - Харьков, 2012. - С. 84-86.

23. Матвійчук Л. А. Перевірка ефективності впровадження інформаційних технологій при підготовці майбутніх фахівців / Л. А. Матвійчук, О. Н. Дем'янчук // Актуальні питання теорії та практики психолого-педагогічної підготовки майбутніх фахівців : матеріали всеукр. наук.-практ. конф. з міжнар. участю., 25-26 квітня 2013. - Хмельницький, 2013. - С. 154-156.

24. Матвійчук Л. А. Розробка електронного контролю для перевірки знань студентів інженерів-програмістів / Л. А. Матвійчук // Інноваційні комп'ютерні технології у вищій школі : матеріали 5-ї наук.-практ. конф., 19-21 листопада 2013 / відп. за випуск Л. Д. Озірковський. - Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2013. - С. 66-70.

Методичні рекомендації

25. Матвійчук Л. А. Методичні рекомендації щодо розробки електронних засобів для студентів напряму підготовки 6.050103 "Програмна інженерія" денної та заочної форм навчання та викладачів вищої школи з дисципліни "Проектування сучасних електронних ресурсів" / Л. А. Матвійчук. - Луцьк : ЛІРоЛ Університет "Україна", 2013. - 72 с.

26. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 53541 навчальна комп'ютерна програма "Multus compactus tutor & ML" на підтримку курсу "Емпіричні методи програмної інженерії".

АНОТАЦІЇ

Матвійчук Л.А. Формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.04 - теорія і методика професійної освіти. - Житомирський державний університет імені Івана Франка. - Житомир, 2014.

У дисертації розглянуто проблему формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Проаналізовано стан досліджуваності, уточнено поняття "професійні знання інженерів-програмістів". Здійснено аналіз категоріально-понятійного апарату проблеми дослідження. Визначено стан ІКТ при формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів у вищих закладах освіти.

Розроблено та експериментально перевірено модель процесу формування професійних знань майбутніх інженерів-програмістів засобами ІКТ. Відповідно до запропонованої моделі, розроблено навчальне програмно-методичне забезпечення, а саме: навчальну комп'ютерну програму "Multus compactus tutor ML" дисципліни "Емпіричні методи програмної інженерії", розроблено та вдосконалену, шляхом порівняльного аналізу, електронну систему контролю знань із включення її в електронний навчально-методичний комплекс.

Ключові слова: професійні знання, інформаційно-комунікаційні технології, модель формування професійних знань, майбутні інженери-програмісти.

Матвийчук Л.А. Формирование профессиональных знаний будущих инженеров-программистов средствами информационно-коммуникационных технологий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук по специальности 13.00.04 - теория и методика профессионального образования. - Житомирский государственный университет имени Ивана Франка. - Житомир, 2014.

В диссертации рассмотрена проблема формирования профессиональных знаний будущих инженеров-программистов средствами информационно-коммуникационных технологий. Уточнены базовые понятия исследование: "информационно-коммуникационной технологии", "знание", "педагогическая технология", "профессиональные знания", определено содержание условий и пути эффективного формирования и повышения информационно-коммуникационной компетентности будущих специалистов с помощью информационных технологий в учебном процессе высших учебных заведений.

Обоснованы теоретические основы преподавания технических дисциплин, выделены теоретические подходы к проблеме исследования процесса подготовки будущих инженеров-программистов.

Проанализировано содержание процесса формирования профессиональных знаний; рассмотрены принципы использования средств информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе, разобран опыт влияния современных электронных средств на формирование профессиональных знаний будущих инженеров-программистов.

Разработана и экспериментально проверена модель процесса формирования профессиональных знаний будущих инженеров-программистов средствами информационно-коммуникационных технологий. В соответственно с предложенной моделью, создано обучающее программное и методическое обеспечение, а именно: учебную компьютерную программу "Multus compactus tutor ML" дисциплины "Эмпирические методы программной инженерии", построена и усовершенствована, путем сравнительного анализа, электронная система контроля знаний. Осуществлена апробация спецкурса "Проектирование современных электронных ресурсов", методические рекомендации по разработке электронных средств.

Усовершенствована, профессиональна подготовка будущих инженеров-программистов в высшем техническом образовании путем трансформации технологии, методов и средств обучения. Выявлено, что в связи с новыми требованиями к жизненным и профессиональным компетентной личности растет конкурентоспособность инженеров-программистов, что подчеркивает высокий уровень их профессиональных знаний, которые проявляются в виде разработок новых программ или улучшение уже имеющихся, обновление более удобного интерфейса, расширение дополнительных функций и т.д.

Определены основные направления применения ИКТ в процессе формирования профессиональных знаний будущих инженеров-программистов (организационный, образовательный, учебно-практический). Спроектировано программу экспериментального исследования профессиональных знаний будущих инженеров-программистов средствами ИКТ. Теоретически обосновано систему критериев и выделены три уровня сформированности профессиональных знаний инженеров-программистов.

Рассмотрены и аргументированы ключевые требования к разработке электронных средств. Содержательно описаны процедуры создания электронных ресурсов.