Формирование информационной культуры будущего инженера–педагога

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Формирование информационной культуры будущего инженера - педагога

Ашеров А.Т.

Постановка проблемы. В настоящее время начался процесс переосмысления роли информационных и компьютерных технологий в жизни как общества в целом, так и для каждой личности в отдельности а, следовательно, имеют место многочисленные попытки определения понятия «информационная культура», уточнения его содержания и структуры с учетом реалий нашего времени, поиска путей и средств формирования или развития информационной культуры (ИК). В работе [1] выделены четыре основные направления в определении информационной культуры: информационная культура личности, информационная культура общества, информационная культура как область культуры и информационная культура как методологический аппарат познания. Нас интересует только первое направление.

Анализ исследований и публикаций. В работе [2] информационная культура специалиста определена как совокупность знаний, умений и навыков по поиску, переработке, хранению и созданию информационных объектов с использованием характерных для данной области новых информационных технологий, с осознанием необходимости использования информационных ресурсов современного общества в профессиональной деятельности. В этой же работе понятие «информационная культура личности» эксплицировано через понятия компьютерной и информационной грамотности. В свою очередь, эти понятия представлены некоторыми элементами знаний, умений и навыков, характеризующих информационную культуру личности в когнитивном, операционно - содержательном, коммуникативном, ценностно - рефлективном аспектах на базовом, профессиональном и высшем (логическом и) уровнях. В настоящей статье эти элементы знаний, умений и навыков для терминологического удобства будем называть компонентами ИК. Из их определения видно, что компоненты различаются по аспектам (каждый аспект определён в [2]) и по уровням развития личности.

Анализ публикаций по вопросам формирования ИК показал, что в настоящее время нет классификаций путей, методов и средств развития ИК и не сформулирована задача выбора средств формирования ИК студентов. Поэтому целью настоящей статьи является формулировка этой задачи как ключевого элемента методической системы развития ИК. Ниже рассматривается учебный процесс, связанный с изучением компьютерных дисциплин, и только для студентов технических специальностей.

Постановка задачи. Опираясь на выделенные ранее авторами статьи комоненты ИК, осуществить формализацию процедуры выбора содержания учебного материала с позиции эффективности педагогического влияния содержания на развитие ИК.

Изложение основного материала исследования. Математическая постановка задачи выбора средств развития ИК. Примем следующие необременительные допущения:

Рабочая программа дисциплины состоит из М тем.

В каждой теме есть концептуальная и вариативная части. Концептуальная часть - это учебный материал, который содержит принципиальные положения темы, стабильные на достаточно большом промежутке времени, например, в течение 5 лет (на период подготовки специалиста). Вариативная часть - это учебный материал, содержание которого может изменять преподаватель в зависимости от:

технического обеспечения учебного процесса;

программного обеспечения учебного процесса;

личного опыта, собственных знаний;

научных или методических предпочтений и т.д.

Например, в теме «Операционные системы» концептуальной частью являются учебные дозы о назначении, сути, принципах работы и классификации операционных систем (ОС), а вариативной частью - изложение конкретной ОС: Windows - 98, Unix, Windows - 2000, Windows - XP.

На каждую i - ю тему в рабочей программе выделяется время ti, которое можно представить как ti = ti1 + ti2, где ti1 - время, отводимое на концептуальную часть, ti2 - время, отводимое на вариативную часть.

Для каждой i - й вариативной части существует Ni вариантов j её изложения, например, изложение браузеров: Netscape 6, Internet Explorer, Opera (в этом случае Ni = 3).

С каждым j - м вариантом (j = 1, Ni ) темы i (i = 1, М) можно связать некоторую функцию полезности изложения содержания j - ого варианта для формирования информационной культуры. Полезность не может быть измерена непосредственно. Её косвенной оценкой может быть некоторое число - ранг Rijl, приписываемый экспертом j - ому варианту в i - й теме с позиции влияния учебного материала j - ого варианта на формирование l - го компонента ИК. Ранги формируются по методу ранговых корреляций. В соответствии с этим методом j - ому варианту присваивается ранг 1, если этот вариант имеет, по мнению эксперта, наибольшую полезность для формирования ИК в i - й теме; второму по значимости варианту изложения присваивается ранг 2 и т. д. Ранжирование вариантов изложения учебного материала проводится по каждому l - му компоненту ИК.

Для реализации процесса выбора вводится логическая переменная xij, принимающая значение 1, если преподаватель выбирает j - й вариант при изложении i - й темы, и значение 0 - в противном случае, т.е. xij = {0,1}.

С учётом сделанных допущений задача выбора средств формирования информационной культуры студентов формулируется следующим образом.

Известно:

число М тем учебного материала дисциплины;

время ti2 , отводимое на каждую вариативную часть в каждой i - й теме;

число Ni вариантов j изложения каждой вариативной части;

структура компонент l (l = 1, k) ИК студента, перечнем которых принято эксплицировать понятие «информационная культура»;

ранги Rijl, приписываемые экспертами j - му варианту изложения i - й темы по уровню его влияния на l - ю компоненту ИК.

Требуется выбрать такие варианты j для каждой темы i, чтобы суммарный эффект влияния учебного материала на формирование информационной культуры, выражаемый суммой рангов

при ограничениях:

на время изучения дисциплины

на обязательность изложения всех тем

на целочисленность переменных

Метод решения. Этапы решения задачи представлены на рис.1. Их можно сгруппировать в два крупных блока: формирование множества допустимых решений (А); поиск оптимального решения (Б). Рассмотрим этапы каждого блока.

Блок А. Формирование множества допустимых решений.

Этап 1. Экспликация понятия «информационная культура» с целью ограничить предметную область исследования. Этот этап общей задачи уже решён, результаты опубликованы в [1]. Предложено рассматривать понятие «информационная культура личности» как многоуровневое и многоаспектное понятие, элементы которого включают: совокупность знаний, умений и навыков работы с информацией и с информационными технологиями; стиль мышления; процесс, уровень, результат развития личности и др.

Этапы 2 - 4. Определение путей, уровней и методов формирования ИК с целью выделения перечня компонент, формирующих сложное качество «информационная культура личности». В обозначениях вышеприведенной постановки задачи в этом блоке осуществляется формирование перечня из k компонент l ИК студента. Эти этапы общей задачи также уже решёны, результаты опубликованы в [2]. Выделено k=24 компонента для базового уровня, k=28 компонент для профессионального уровня и k=29 компонент для высшего уровня развития ИК. Естественно, предложенный состав компонент не является единственно верным, он может быть изменён, скорректирован, но это не влияет на постановку и метод решения задачи.

Блок Б. Поиск оптимального решения. Этапы 7,8 ранее не рассматривались, они являются предметом изложения этой статьи, поэтому каждый из них опишем подробнее.

Оценка педагогической полезности каждого средства с позиции его влияния на формирование ИК (этап 7 рис.1). Этот этап обеспечивает по сути формирование рангов Rijl (см. постановку). Наиболее подходящим методом для решения поставленной задачи является экспертный метод ранговых корреляций [3]. Его суть состоит в следующем.

Формирование анкеты. Для проведения исследования разработан опросный лист, в котором отражены типы средств формирования ИК и компоненты ИК, расскласифицированные в соответствии с рис.2.

По принятой методике ранжирования средству формирования ИК, который, по мнению эксперта, является наиболее важным, присваивается ранг 1, второму по значимости - ранг 2 и т.д. Для анкетирования в качестве экспертов следует приглашать преподавателей компьютерных кафедр. Ниже для примера приведены два вопроса, задаваемые по отношению к четырём компонентам ИК из табл. 1 [2].

Вопрос 1. Проранжируйте в порядке убывания возможности влияния учебного материала на тему «Поисковые системы в Интернет» на формирование базового уровня информационной грамотности в коммуникативном аспекте:

а) для компонента ИК «Знание способов распространения новой информации»:

б) для компонента ИК «Умение общаться с удалёнными корреспондентами с помощью информационных систем»:

Вопрос 2. Проранжируйте в порядке убывания возможности влияния учебного материала на тему «Программирование задач обработки одномерных массивов» на формирование базового уровня компьютерной грамотности в операционно - содержательном аспекте:

а) для компонента ИК «Умение составлять и анализировать алгоритмы типовых задач в информатике, математике и в других смежных дисциплинах»:

б) для компонента ИК «Умение пользоваться типовыми программными средствами»:

3.3.2. Обработка анкет. Заполненные экспертами анкеты опросного листа сводятся в матрицу рангов. В таблице 1 для примера представлены матрицы рангов, содержащие результаты опроса 5 экспертов по пункту а) анкеты вышеприведенного вопроса 2. Полученная информация далее обрабатывается по каждому пункту анкеты следующим образом:

3.3.2.1. Выполняется суммирование по столбцам в указанной таблице 1. Результатом такого суммирования является сумма рангов .

3.3.2.2. Выполняется ранжирование (строка «ранжирование») факторов. Ранжирование - это упорядочение мнений экспертов о полезности изложения варианта темы для формирования l - й составляющей познавательной самостоятельности, т.е., если говорить в целом, о преимуществе вариантов изложения тем материала дисциплин компьютерного цикла для формирования l - х составляющих познавательной самостоятельности.

3.3.2.3. Рассчитывается средний ранг по столбцам по формуле: а=0,5m(n+1), где: m - число экспертов, n - число вариантов изложения.

3.3.2.4. Рассчитывается отклонение i суммы рангов от среднего ранга для каждого варианта изложения темы (см. табл. 1).

3.3.2.5. Рассчитывается сумма квадратов отклонений: .

3.3.2.6. Рассчитывается коэффициент согласованности мнения экспертов по Кендаллу (коэффициент конкордации):

.

Таблицы вида таблиц 1 составляются по всем темам дисциплины и для всех компонентов компьютерной и информационной грамотности для выделенного уровня ИК. Например, если в программе дисциплины ИВТ 10 тем, из них по 7 темам есть вариативные части, то для скрупулёзного анализа 24 компонентов базового уровня ИК нужно составить 168 таблиц. Однако, если поступиться точностью, можно такие таблицы составлять по группам компонент, объединённых аспектами, тогда будет всего 7 4 = 28 таблиц.

Таблица 1

Матрица рангов, содержащая результаты опроса 5 экспертов по пункту а) анкеты

3.3.3. Проверка значимости коэффициента конкордации W. С целью проверки статистической значимости коэффициента конкордации формулируется две статистические гипотезы: нулевая гипотеза Н0 - суждения экспертов не согласуются; гипотеза Н1 - суждения экспертов согласуются. Нулевая гипотеза отвергается, если расчетное значение коэффициента конкордации больше критического значения, т.е. W > Wкр. Проверка значимости проводится для каждой темы и для каждого компонента ИК (k = 24 для базового уровня). Исходя из таблицы 2, получаем: W = 0,616. Табличное значение Wкр = 0,520. Следовательно, W > Wкр., т.е. коэффициент конкордации значим.

3.3.4. Анализ полученных результатов. Анкетирование показывает на согласованность мнений экспертов по вопросу полезности для формирования ИК изложения темы «Программирование задач обработки одномерных массивов» на примерах задач из курса физики.

3.3.5. Формирование множества оценок педагогической полезности вариантов изложения тем. Для каждого l - го комонента ИК (т.е. в идеале для точной оценки) или для каждого аспекта ИК (для приближённого решения) составляется сводная таблица рангов, по строкам которой указываются варианты изложения, по столбцам - темы учебного материала, а в клетках проставляются средние ранги из таблицы 1, т.е. значения Rijl = a. Пример сводной таблицы для формирования компонента ИК «Знание назначения, области применения и основных возможностей текстовых, графических и музыкальных процессоров» в курсе дисциплины «Информатика и ВТ» приведен в форме табл. 2. Так как различные темы имеют разное число вариантов изложения (от 3 до 5) или по мнению экспертов не влияют на данный компонент, то в соответствующих клетках для несуществующих вариантов тем проставлен знак «-» (см. тему «Программирование задач обработки одномерных массивов», обсуждаемую выше). Такие таблицы составляются для каждого l - го комонента ИК (в идеале 24 таблицы для базового уровня).

Решение оптимизационной задачи выбора средств педагогического влияния на развитие ИК (этап 8 рис.1). Т.к. целевая функция (1) и уравнения связи (2) - (4) являются линейными формами, приведенная выше модель является моделью целочисленной задачи линейного программирования. Она может быть решена симплекс методом с помощью стандартных программ или с помощью команды «Поиск» MS Excel.

информационный культура процессор оптимизационный

Таблица 2

Оценки педагогической полезности вариантов изложения каждой темы для формирования компонента ИК «Знание назначения, области применения и основных возможностей текстовых, графических и музыкальных процессоров»

Покажем на примере табл. 2 фрагмент целевой функции (1). Напомним, что логическая переменная xij принимает значение 1, если преподаватель выбирает j - й вариант при изложении i - й темы, и значение 0 - в противном случае, т.е. xij = {0,1}.

Исходя из таблицы 2, суммарный эффект влияния учебного материала на формирование компонента ИК «Знание назначения, области применения и основных возможностей текстовых, графических и музыкальных процессоров» математически выражается следующим образом:

Если продолжить фрагмент целевой функции (6) аналогичным описанием для других компонент ИК и записать уравнения связи (2) - (5), то в результате работы команды «Поиск» получаем оптимальное решение. Его суть: называются те варианты изложения учебного материала дисциплины, которые максимально увеличивают полезность его изложения для формирования ИК.

Выводы

1. Задача выбора средств развития ИК студентов в процессе изучения компьютерных дисциплин поддаётся строгой формализации. При ряде необременительных допущений она может быть поставлена как двухиндексная целочисленная задача линейного программирования и может быть решена симплекс методом с помощью стандартных программ или с помощью команды «Поиск» MS Excel.

2. Наиболее сложной частью задачи является формирование множества допустимых решений, что объясняется необходимостью эксплицировать понятие «информационная культура» и необходимостью проведения процедур экспертного оценивания.

3. В то же время следует отметить, что многие преподаватели, озабоченные повышением качества подготовки специалистов, решают, по сути, эту же задачу в своей практической деятельности на основе своих инженерно - интуитивных представлений. Поэтому они охотно выступают в качестве экспертов, надеясь на научное подтверждение своих творческих находок.

4. Оптимальное решение задачи даёт уверенность преподавателю, что он обладает «рецептом» развития ИК студентов и мобилизует его на разработку методических средств обучения.

5. Оптимальное решение задачи со временем теряет свою эффективность из - за постоянного развития средств ВТ и программных продуктов. Однако при наличии модели, методики анкетирования и обработки анкет, базы данных о ранговых оценках экспертов осуществление мониторинга новых средств и продуктов (раз в 2 - 3 года) является уже не научной, а инженерной проблемой.

6. Достоверность предложенной модели обеспечивается: а) учётом мнений значительного числа исследователей ИК при экспликации этого понятия и при выборе компонент ИК; б) учётом того факта, что ИК не может быть в принципе измерена, и единственным способом оценки уровня ИК может быть лингвистическое экспертное оценивание; в) учётом того факта, что формирование ИК происходит только в процессе обучения студентов и возможно только при использовании средств учебного материала основной и сопутствующих дисциплин и в рамках воспитательного процесса.

Перспективы дальнейших исследования. Дальнейшими задачами являются:

проведение эксперимента для получения оценок Rijl;

проведение эксперимента для получения оптимального перечня средств развития ИК и подтверждения достоверности модели;

разработка методической системы развития ИК студентов и её реализация в форме организационной и учебно - методической документации;

разработка методики оценки педагогической эффективности предлагаемой методической системы развития ИК студентов;

привязка предлагаемой методической системы развития ИК студентов к эксперименту по внедрению кредитно - модульной системы организации учебного процесса в рамках Болонского процесса.

Литература

Ашеров А.Т., Богданова Т. Л. Информационная культура студентов технических специальностей как категория инженерной педагогики // Проблемы инженерно-педагогического образования. Збірник наукових праць. Випуск 6.-Харків, УІПА, 2004. -С. 28 - 34

Ашеров А.Т., Богданова Т.Л. Компьютерная и информационная грамотность студентов технических специальностей как компоненты информационной культуры. Збірник наукових праць. Випуск 7.-Харків, УІПА, 2004. -С. 151 - 161.

Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул : Учеб. пособие для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988. - 239с

Размещено на Allbest.ru