В параграфе разработаны дидактические принципы формирования НИК будущего бакалавра направления подготовки «Прикладная информатика» в процессе обучения математике, направленные на готовность применять математические методы для проведения научных исследований и разработок в области приложения ИТ, с учетом междисциплинарного контекста профессиональной научно-исследовательской деятельности. Разработана методическая модель процесса формирования НИК будущего бакалавра направления подготовки «Прикладная информатика» в обучении математике, как производная от целевых требований.
Проанализированные в параграфе 1.1 требования ФГОС ВО в области профессиональной научно-исследовательской деятельности выпускников бакалавриата и магистратуры направления подготовки «Прикладная информатика» дали основания сформулировать состав научно -
исследовательских компетенций, осваиваемых в обучении математике. Однако для разработки дидактических принципов формирования НИК в процессе обучения математике необходимо уточнить междисциплинарный контекст профессиональной научно-исследовательской деятельности специалиста в области прикладной информатики. С этой целью проследим особенности развития сравнительно молодого направления «Прикладная информатика» в системе подготовки ИТ-кадров в вузе.
В структуре ИТ-образования за последние пару десятков лет произошел ряд изменений, которые были призваны «навести порядок» в наборе разных ИТ-направлений, готовящих студентов к профессиональной деятельности в ИТ-индустрии. Безусловно, эти изменения повлияли на качество образования, в том числе в области подготовки к научной работе.
Рассмотрим через динамику изменений Стандартов высшего образования с 2000 года развитие направления подготовки «Прикладная информатика» системе ИТ-образования.
В период становления современных ФГОС ВО (2000-2015 гг.) произошел существенный пересмотр и переупорядочивание специальностей и направлений подготовки так или иначе связанных с ИТ. Ввиду представленной в параграфе 1.1 широты области ИТ-профессий, в научной литературе, посвященной построению соответствующей системы образования, рассматривались различные ее аспекты, например, в работах В.А.Сухомлина [124], Ю.Ф.Тельнова [126], Гиглавого А.В. [29] и др. Авторы указывали на необходимость четкого разделения направлений подготовки ИТ-специалистов, определения требований к их способностям по осуществлению деятельности в различных ИТ-областях. Основная критика отечественной системы подготовки кадров для ИТ - индустрии строилась на ее неупорядоченности, показательным признаком которой являлось несоответствие Перечня специальностей, утвержденного приказом № 4 Минобрнауки России от 12.01.05, реальным профессиям, которые существуют в индустрии информационных технологий, несоответствия системы подготовки кадров потребностям рынка по количеству и качеству подготавливаемых специалистов. До 2010 года вузы России осуществляли образовательную деятельность по следующим ИТ-специальностям [101]:
Информационные технологии в дизайне
Информационные технологии в медиаиндустрии
010501 Прикладная математика и информатика
010503 Математическое обеспечение и администрирование
информационных систем
Теоретическая и прикладная лингвистика
Интеллектуальные системы в гуманитарной сфере
050202 Информатика
080700 Бизнес-информатика
080801 Прикладная информатика (по областям)
Криптография
Компьютерная безопасность
Организация и технология защиты информации
Комплексная защита объектов информатизации
Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем
Информационная безопасность телекоммуникационных систем
Противодействие техническим разведкам
Вычислительные машины, комплексы, системы и сети
Автоматизированные системы обработки информации и управления
230104 Системы автоматизированного проектирования
Информационные системы и технологии
Информационные технологии в образовании
230301 Моделирование и исследование операций в организационно-технических системах
230401 Прикладная математика
Этот список характеризуется определенной нелогичностью Перечня специальностей - например, прикладная математика в различных комбинациях присутствует в нем два раза. В то же время в этом Перечне отсутствуют специальности, необходимые для подготовки профессионалов в области управления ИТ, таких например как менеджер информационных систем, аналитик бизнес-процессов или менеджер проектов. В работе [88] были выделены следующие проблемы в системе подготовки ИТ-кадров:
бессистемность существующей номенклатуры специальностей и направлений: 23 направления и 49 специальностей ИТ-профессионалов разбросаны по 15 укрупненным группам (всего - 28);
дублирование направлений и специальностей как в одной группе, так и в разных группах;
значительное пересечение по содержанию;
несвязность уровней образования;
бессистемна номенклатура, неэффективна работа по стандартам;
несоответствие Болонскому процессу;
несогласованность содержания ИТ-образования в России и ЕС, как следствие - нет мобильности студентов и преподавателей;
главная проблема: несоответствие требованиям рынка труда, интересам государства и общества
ГОС ВПО в 2000 году определял для решения различных задач применения профессионально ориентированных ИС специальность 351400 Прикладная информатика (по областям) с присвоением квалификации «информатик - (квалификация в области)» [31]. Причем, согласно коду, она относилась к междисциплинарным специальностям. Переход на двухуровневую систему в рамках Болонского процесса обусловил появление в 2004 году Временных требований к минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров (в рамках ГОС ВПО). В этом стандарте степень (квалификация) «бакалавр прикладной информатики» уже относится к укрупненной группе направлений 520000 Гуманитарные и социально - экономические науки. В 2005 году с появлением ГОС ВПО-2 подготовку бакалавра прикладной информатики предполагалось осуществлять уже в рамках укрупненного направления 080000 Экономика и управление.
Легко видеть, что в этот период времени существовала определенная нелогичность и бессистемность в понимании места направления подготовки «Прикладная информатика» как в системе высшего образования в целом, так и в системе подготовки кадров для ИТ-индустрии в частности. Кроме того, на практике обозначилась проблема неоднозначности в понимании будущей профессиональной деятельности выпускников, как на уровне преподавателей вузов, так и на уровне студентов. Дело в том, что в вышеперечисленных стандартах «информатик в предметной области» определяется как специалист по применению профессионально-ориентированной ИС, имеющий подготовку как в области информатики, так и в соответствующей прикладной области (психология, юриспруденция, музейное дело и др. [31]. Изначально заданные таким образом две области подготовки на практике выдают «двухголового» специалиста, практически с полным отсутствием взаимодействия между «головами». Студентов (особенно младших курсов) обучение в двух плоскостях зачастую вводит в заблуждение. В работе [158] на основании проведенного в 2012-1013 годах исследования установлено, что часть студентов направления подготовки «Прикладная информатика (в психологии)» считали, что они будут ИТ-специалистами, другие же рассматривали себя в качестве будущих психологов. Очевидно, что такое неоднозначное толкование области своей будущей профессиональной деятельности изначально предопределяет у студентов различные учебнопознавательные интересы. Кроме того, опыт вузов показал, что в зависимости от профиля вуза больший уклон в подготовке специалиста делается либо в область информатики (технические вузы), либо в предметную область (гуманитарные, экономические вузы).
Необходимость международного признания российского диплома в области ИТ выдвинула задачу уточнения образовательных программ в соответствии с едиными критериями качества образования, изложенными в таких международных документах о стандартизации ИТ - образования как Computing Curricula 2005 [162] и Career Space [163].
В Computing Curricula, признанным в качестве международного стандарта в области ИТ-образования, выделены следующие направления бакалаврской подготовки:
. инженеры вычислительных систем, способные проектировать и внедрять вычислительные системы, обеспечивающие интеграцию программных средств и вычислительных устройств (Computer Engineering),
. исследователи вычислительных систем, работающие в широких областях, связанных с теоретическими разработками, прежде всего в области программного обеспечения (Computer Science),
. специалисты информационных систем, занимающиеся анализом информационных требований и бизнес-процессов и способные специфицировать и проектировать системы, которые соответствуют организационным требованиям (Information Systems),
специалисты информационных технологий, осуществляющие
эффективное планирование, внедрение, конфигурирование и поддержку компьютерной инфраструктуры организации (Information Technology),
инженеры программного обеспечения, выполняющие разработку
и управление на всех стадиях жизненного цикла больших программных систем (Software Engineering).
Результатом работы стали, в частности, Федеральные образовательные стандарты ВПО третьего поколения (ФГОС, 2009 год) по подготовке бакалавров и магистров в ИТ-области [136], а так же обновленный Перечень направлений подготовки высшего профессионального образования, в котором за образование ИТ-специалистов отвечали два укрупненных направления подготовки: 010000 Физико-математические науки и 230000 Информатика и вычислительная техника, в которое логично и вошло направление 230700 Прикладная информатика [102]. В отличие от предыдущих стандартов, основанных на знаниевой модели, ФГОС уже не предъявлял требования к выпускнику как к специалисту с подготовкой в двух областях. В виде компетенций, в том числе профессиональных, удалось сформулировать область пересечения информационной и предметной областей и, тем самым, отойти от линии «двухголовости» в подготовке кадров.
Рассмотрим различия направлений подготовки ИТ-кадров в ФГОС 2009 года с точки зрения их места на рынке труда. Направление подготовки 010000 готовит специалистов, занимающиеся теоретической информатикой, проектированием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и созданием их математического и программного обеспечения, а 230000 - внедрением, сопровождением и эксплуатацией ИКТ, их техническим, информационным и организационным обеспечением. При этом направление 230000 четко разделяет траектории подготовки кадров для технологического и организационного обслуживания и поддержки ИКТ и средств информатизации. Это обстоятельство приблизило отечественную систему подготовки ИТ-кадров к западной системе. Так, Ю.Ф.Тельнов, сравнивая западную и отечественную номенклатуру подготовки ИТ-специалистов, обращает внимание на то, что образовательные программы по информационным системам в зарубежных университетах концентрируются либо на технологических аспектах, что соответствует программам по компьютерным информационным системам (Computer Information Systems), либо на организационных и поведенческих аспектах, что соответствует программам по управленческим информационным системам (Management Information Systems). «Такое разделение характерно и для российской практики построения образовательных программ в области информационных систем, в частности, существуют два направления подготовки специалистов: Информационные системы и Прикладная информатика (по областям)» [127].
Область профессиональной деятельности выпускников по направлению подготовки «Прикладная информатика» включает:
системный анализ прикладной области, формализацию решения прикладных задач и процессов ИС;
разработку требований к созданию и развитию ИС и ее компонентов;
технико-экономическое обоснование проектных решений, разработку проектов автоматизации прикладных процессов и создания ИС в прикладных областях;
реализацию проектных решений с использованием современных информационно-коммуникационных технологий и технологий программирования;
внедрение проектов автоматизации решения прикладных задач и создания ИС;
управление проектами информатизации предприятий и организаций;
обучение и консалтинг по автоматизации решения прикладных задач и информатизации предприятий и организаций;
обеспечение качества автоматизации решения прикладных задач и ИС предприятий и организаций.
Объектами профессиональной деятельности выпускников по направлению подготовки «Прикладная информатика» являются:
данные, информация, знания;
прикладные и информационные процессы;
прикладные информационные системы [134, 136]
Приведем для сравнения перечень объектов профессиональной деятельности бакалавра направления «Информационные системы и технологии»:
информационные процессы, технологии, системы и сети;
их инструментальное (программное, техническое, организационное) обеспечение;
способы и методы проектирования, отладки, производства и эксплуатации информационных технологий и систем в различных областях. [137].
Таким образом, в направлении подготовки «Прикладная информатика» больший акцент делается на организационный аспект построения ИС, в то время как в «Информационные системы и технологии» на
инструментальный. Организационный аспект построения ИС учитывает отражение специфики прикладной области при построении информационных системах. Например, гуманитарная область требует применения
специфических ИТ обработки текстовых документов: электронных архивов, информационно-поисковых систем и т.д., а экономическая область -
обработка цифровых данных, построение транзакционных и аналитических информационных систем, использование штрих-кодирования и т.д. Аналогично отличающиеся требования предъявляются к использованию ИТ, к интеграции компонентов информационных систем. [127, 166].
Именно сектор ИТ-кадров, связанный с организационными и поведенческими аспектами сопровождения, внедрения и эксплуатации информационных систем, чем с технологическими, является самым молодым в нашей стране, но в то же время востребованным на рынке. На Западе этот сектор работников достаточно давно составляет существенную часть от всей рабочей силы. В работе [60] указывается, что значительным событием в этом плане называют 1957 год. В этом году в США впервые количество так называемых «информационных работников» (у которых основная функция обработка информации) сравнялось с числом «производственников» (у которых основная функция непосредственное участие в производстве). С этого времени обозначились проблемы различных организационных и управленческих вопросов обработки информации и осознавались
параллельно в различных сферах деятельности.
Анализ ФГОС направлений подготовки «Прикладная информатика» и «Информационные системы и технологии» показывает, что информатик в большей степени имеет дело с профессионально-ориентированной оболочкой, состоящей из специальных программных средств, информационного обеспечения и организационных мероприятий поддержки информационных процессов в области применения, и в меньшей степени имеет дело с ядром информационной системы. Выпускники занимаются созданием (на уровне выработки технического задания), внедрением, анализом и сопровождением профессионально-ориентированных информационных систем. Важность исследовательских качеств подтверждает анализ профессиограмм ИТ-менеджеров различных направлений - в них включены умения формулирования и решения проблем, системного анализа, абстрагирования, формализации и др.
Необходимость повышения соответствия профессиональной подготовки выпускника потребностям рынка труда определили дальнейшее уточнение в стандартах. В ФГОС ВО (2013-2015 гг.) предполагается наличие образовательных программ для академического и прикладного бакалавриата. Основные отличительные особенности этих программ направления подготовки «Прикладная информатика» заложены в видах профессиональной деятельности выпускника. Все виды профессиональной деятельности прикладного бакалавра (проектная и производственно-технологическая) практикоориентированы, т.е. связаны с ориентацией на конкретного работодателя,. Для академического бакалавра эти виды тоже определены и расширены организационно-управленческой, аналитической и научноисследовательской деятельностями, т.е. ориентированы на фундаментальность.
Так же отметим, что в это же период упорядочился и Перечень направлений подготовки высшего образования - бакалавриата, в котором направление «Прикладная информатика» включено в укрупненную группу 09.00.00 Информатика и вычислительная техника, и имеет код 09.03.03 [103]. Как и в предыдущем Перечне 2009 года, в эту же группу входят и другие направления подготовки, занимающиеся организационными аспектами обслуживания информационных систем («Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии», «Программная инженерия»).
Таким образом, проследив изменения за прошедшие 16 лет в образовательных стандартах, устанавливающих требования к профессиональной подготовке кадров в области прикладной информатики, приходим к следующим выводам:
• в первые годы существования специальность «Прикладная информатика» кочевала по разным группам направлений. Вузы трактовали ведущую область подготовки специалистов в зависимости от своей специфики (технической или гуманитарной);
заданные в ГОС ВПО требования к знаниям, умениям и навыкам в предметной и информационной областях давали курс на подготовку специалиста, слабо понимающего, как эти области пересекаются в профессиональной деятельности;
стандарты третьего поколения (ФГОС ВО и ФГОС 3+) упорядочивают направления ИТ-образования и встраивают в них направление подготовки «Прикладная информатика»;
требования к выпускнику на языке компетенций формируют область пересечения прикладной и информационной составляющей в процессе образования, что позволяет ему быть готовым к видам профессиональной деятельности;
Эти выводы позволяют уточнить междисциплинарный контекст профессиональной научно-исследовательской деятельности выпускников бакалавриата и магистратуры направления подготовки «Прикладная информатика». Выпускники направления - это специалисты по информационным системам и информационным ресурсам, разработчики приложений, они способны работать как в ИТ-компаниях, осуществляющих научные исследования и разрабатывающих программные комплексы, так и в организациях, внедряющих и эксплуатирующих ИТ.
Определившись с особенностями междисциплинарного контекста профессиональной деятельности бакалавра прикладной информатики, перейдем к разработке дидактических принципов формирования его научно - исследовательской компетентности в обучении математике.
Наша цель состоит в том, чтобы построить методику обучения математике студентов прикладных ИТ-направлений, приводящую к эффективному уровню владения математическим моделированием, как методом научного исследования. Для этого необходимо ответить на два основных вопроса: чему и как учить будущих бакалавров прикладной информатики? Сущность процесса обучения отражают дидактические принципы. Система общих дидактических принципов, сформулированная В.А. Сластениным, И.Ф. Исаевым, Е.Н. Шияновым, состоит из содержательных и процессуальных (организационно-методических) принципов [118]. Содержательные принципы отражают закономерности, определяющие отбор содержания образования (принцип научности, гражданственность и воспитывающий характер обучения). Процессуальные принципы обеспечивают организацию и методику обучения (преемственности, последовательности и систематичности обучения; единства группового и индивидуального обучения, учета возрастных особенностей обучаемых; принцип сознательности и творческой активности обучаемого; наглядности, продуктивности и надежности обучения; доступности обучения при достаточном уровне его трудности).
Модель формирования научно-исследовательской компетентности будущего бакалавра прикладной информатики строится в соответствии с описанной выше системой общих дидактических принципов, но вместе с тем имеет свои особенности. Эти особенности связаны, во-первых, с междисциплинарным контекстом задач профессиональной научноисследовательской деятельности, требующими использования математического аппарата в их решении; во-вторых, особенности обусловлены спецификой математики как науки.
Опираясь на выводы параграфа 1.1, в котором на основе ряда нормативных документов сформулированы основные цели формирования НИК бакалавра прикладной информатики, учитывая междисциплинарный контекст его профессиональной деятельности, сформулируем основные принципы формирования научно-исследовательской компетентности бакалавра направления подготовки «Прикладная информатика»: фундаментальности, преемственности, адаптивности, междисциплинарной интеграции, профессиональной значимости, творческого поиска и самореализации. Раскроем суть этих принципов.
1. Принцип фундаментальности - направленность обучения на формирование фундаментальных математических знаний, которые будут необходимы и достаточны для формирования профессиональных компетенций.
Как было отмечено ранее, область профессиональной деятельности бакалавра прикладной информатики весьма широка и многогранна. Такое их многообразие является отражением особенностей современного информационного общества. Одна из них - тенденция соединения науки и производства. В современном обществе знаний, полученных в период профессиональной подготовки, уже не может хватать на весь период трудовой активности. Значительная часть знаний, которые понадобятся специалисту через 5-10 лет, может быть уже иной. Поэтому ему необходимо уметь достаточно быстро ориентироваться в изменениях научных знаний, уметь их применять в своей профессиональной деятельности. Другая тенденция состоит в противоречии между процессами интеграции и специализации. Бакалавр прикладной информатики должен обладать знаниями как информационной, так и своей предметной области, но при этом от него требуются решения узкопрофессиональных задач. Специфика этого направления подготовки предполагает умение решать комплексные задачи, требующие синтеза знаний из разных учебных дисциплин, а он может иметь место только при фундаментальной подготовке, в том числе и математической.
Вместе с тем необходим адекватный уровень фундаментальности в обучении математике студентов-нематематиков их направлению подготовки. Будущему математику важно знать определения всех математических объектов, важно знать и понимать доказательства всех теорем, потому что это составляет неотъемлемую часть его профессиональной деятельности. Вместе с тем, если профессиональная деятельность будущего специалиста не связана с созданием математических знаний, а лишь с их применением в нематематической области, встает вопрос об уровне строгости в обучении математике для различных направлений подготовки. Мы согласны с мнениями профессоров К.Н. Лунгу и А.Д. Мышкиса в том, что курс математики для студентов-нематематиков является неоправданно усложненным, перегруженным и неработающим материалом, и в то же время бедным по содержанию [71, 87]. В ФГОС ВО направления подготовки «Прикладная информатика» через соответствующие компетенции определены требования к усвоению математических знаний из которых видно, что уровень строгости в обучении математике должен определяться характером применения математических знаний в профессиональной деятельности. В частности, бакалавр прикладной информатики должен уметь анализировать социально-экономические задачи и процессы с применением методов системного анализа и математического моделирования (ОПК-2), применять системный подход и математические методы в формализации решения прикладных задач (ПК-15).
2. Принцип преемственности - направленность обучения
математике на формирование математических знаний, умений и навыков, необходимых не только в будущей профессиональной деятельности, но и в обучении в магистратуре, в том числе, в процессе научно-исследовательской деятельности студента - будущего магистра. При формулировании этого принципа мы опирались на работу В.А. Шершневой, в которой сформулирован принцип «пролонгированной компетентности» как «направленность на формирование базовых, инвариантных знаний, как основы способности и готовности применять их в долгосрочной перспективе, в изменяющейся профессиональной деятельности» [156, 96]. Принцип способствует формированию у студента «долгоживущих» знаний, которые позволят ему в будущем продолжить обучение в магистратуре, осуществляя научно-исследовательскую деятельность.
Принцип преемственности подразумевает системный подход к формированию «долгоживущих» математических знаний. Суть системного подхода заключается в том, что явление рассматривается как система, не сводимая к сумме своих элементов, обладающая структурой, а свойства элемента определяются его местом в структуре. К.Н. Лунгу в своей концепции систематизации приемов учебной деятельности обосновал необходимость создания системных блоков информации и знаний в разных разделах математики и сквозных линий систематизации по всему курсу высшей математики [72]. Зачастую, изложение курса математики осуществляется линейно: друг за другом изучаются такие ее разделы, как алгебра, математический анализ, теория вероятностей, дискретная математика и др. Перечисленные разделы нередко «замыкаются в себе», в то время как следует изучать их с учетом внутрипредметных и межпредметных связей. Системность позволяет разрешить противоречие между необходимостью формирования системы знаний по данному разделу и по формированию целостного представления о математике. Преемственность в содержании позволяет объединить и структурировать отдельные учебные блоки, разделы в целостный учебный процесс. Например, раздел «Матрицы и определители» - один из первых, изучаемых на первом курсе. В других разделах эти математические объекты упоминаются лишь при решении систем линейных уравнений и для краткой записи векторного или смешанного произведения векторов, якобиана преобразования и др. Их применение не выступает как необходимость, поэтому студенты в курсовых и дипломных работах не могут применять математические модели, связанные с матрицами. Например, в работах с психологической или социологической предметными областями студенты практически не используют социометрические матрицы или коммуникационные сети. Вместе с тем, линия матриц и определителей будет полезной в последующем изложении математики - приведении уравнений к каноническому виду, приведении квадратичных форм к диагональному виду, решении систем дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и др. Все это можно и нужно решать средствами матриц и определителей.
Принцип адаптивности - направленность на формирование индивидуальной научно-исследовательской компетентности бакалавра. Следование этому принципу дает возможность студенту самостоятельно определять образовательную траекторию в освоении математического аппарата научно-исследовательской деятельности, исходя из его индивидуальной способности самостоятельно ставить и реализовывать цели обучения. Принцип является отражением личностно-ориентированного подхода в образовании (А.Г. Асмолов, А.С. Границкая, В.И. Слободчиков, И.С. Якиманская и др.), определяющий студента как субъекта учебной математической деятельности, в результате которой он приобретает научноисследовательскую компетентность. В основе принципа лежит идея А.С. Границкой об адаптивной системе обучения - развитии личности учащегося, исходя из его индивидуальных особенностей, способности самостоятельно ставить и реализовывать цели своего обучения [32].
Принцип междисциплинарной интеграции состоит в обеспечении целостности знаний, полученных при изучении различных дисциплин математического, информационного циклов и дисциплин прикладной области. Как известно, учебный предмет отражает основы науки и не повторяет полностью ее содержание. Кроме того, накопление знаний в науке и в процессе обучения происходит по -разному. В частности, В.А. Тестов отмечает, что научные знания накапливаются по пути дифференциации, т.е. наука разделяется на ряд частей, смежных научных областей, а освоение учебного предмета наоборот, происходит по принципу интеграции - знания из смежных областей объединяются в систему научных понятий [129].
Теоретическую основу принципа составляет теория междисциплинарных связей, психологические основы которой исследованы в работах П.Я. Гальперина, Е.Н. Кабановой-Меллер, Н.Ф. Талызиной и др. В них обосновано, что истоки образования междисциплинарных связей следует искать внутри учебного предмета, а установление связей между предметами является необходимым условием для формирования системы знаний обучаемых [89]. Различные аспекты реализации междисциплинарных связей в школьном и вузовском образовании представлены в работах В.А. Далингера, А.Г. Мордкович, А.М. Новикова, Г.И. Саранцева и др., в которых раскрыта необходимость отражения взаимосвязей в обучении, выявлена их роль в развитии обучаемых, разработана классификация междисциплинарных связей по различным основаниям [90]. Часть исследований посвящена междисциплинарным связям в обучении математическим дисциплинам в вузе (В.А. Далингер, К.Н. Лунгу, М.М. Манушкина, В.А. Шершнева и др.), в том числе в контексте компетентностного подхода. Под междисциплинарной интеграцией, согласно выводам В.А. Шершневой, будем понимать целенаправленное создание условий для использования междисциплинарных связей, которые, в свою очередь, понимаются как применение знаний по одной дисциплине в предметном поле другой дисциплины [155]. Если же используются знания нескольких дисциплин, в нашем случае это математика, информатика и дисциплина прикладной области (например, социальная психология), то соответствующие дисциплинарные модели строятся последовательно.
5. Принцип профессиональной значимости - направленность на формирование мотивационной составляющей научно-исследовательской компетентности в обучении математике, предполагает включение в учебный процесс системы задач, связанных с построением и исследованием математических моделей прикладной области. Математика для будущих бакалавров прикладной информатики должна представлять интерес не столько как наука со своим списком определений, теорем и формул, сколько как инструмент в решении профессиональных задач. Для осуществления научно-исследовательской деятельности студенту необходимо освоить информационно-математическое моделирование как метод научного исследования. Однако области приложения ИТ, связанные с социально - психологическими процессами (социальная психология, социальные коммуникации и др.), имеют определенные сложности в математическом моделирования, и поэтому еще недостаточно активно внедряются в учебный процесс. Немногочисленные учебные программы по математическому моделированию социальных процессов либо ориентированы на экономическую сферу (социально-экономические процессы), либо, описывая социально-психологические процессы, носят скорее ознакомительный, теоретический характер, не давая возможности студенту самому «помоделировать» эти процессы. При этом нельзя не отметить, что в западных университетах практика математического моделирования в социологии, психологии существует достаточно давно (например [52, 110]).
6. Принцип творческого поиска и самореализации предполагает участие студентов в исследовательских проектах, разработке учебных междисциплинарных задач в контексте содержания профиля подготовки. Этот процесс призван стимулировать творческий потенциал студента.
Наиболее полно реализовать вышеизложенные принципы можно в междисциплинарных модулях. Описание междисциплинарного адаптивного модуля (МАМ) будет предложено далее во 2 главе.
В организации подготовки к НИД при обучении математическому моделированию (как методу научного исследования) студентов бакалавриата необходимо исходить из следующих начальных условий:
предшествующее бакалавриату школьное математическое образование дает общее представление о математическом моделировании реальных процессов;
основной курс математики является базовым для дисциплин цикла информатики (об этом подробнее в параграфе 2.1);
бакалавриат должен обеспечить овладение всеми компонентами математического моделирования (метода научного исследования) как совокупностью реализующих его действий;
теоретическое осмысление студентом каждого
исследовательского действия в процессе математического моделирования, должно сопутствовать освоению этих действий, а не быть ориентированным преимущественно на подготовку дипломной работы;
овладение научно-исследовательскими компетенциями в процессе обучения математике осуществляется на основе личностнодеятельностного подхода в форме решения учебно-исследовательских задач.
На основе совокупности представленных дидактических принципов, нами разработана методическая модель формирования НИК студента, как производная от целевых требований. Методическая модель формирования научно-исследовательской компетентности будущего бакалавра направления подготовки «Прикладная информатика» в процессе обучения математике представлена на рисунке 2 (стр.76).
Модель состоит их целевого, концептуального, содержательно - технологического и оценочно-результативного блоков.
Целевой блок соответствует требованиям ФГОС ВО к результатам обучения по программам бакалавриата направления подготовки «Прикладная информатика»; потребностям рынка труда в высококвалифицированных ИТ- кадрах, способных создавать и внедрять наукоемкие технологий на основе использования математических методов; нормативным документам, отражающим специфику научно-исследовательской деятельности в области прикладной информатики как профессионального вида деятельности.
Концептуальный блок опирается на дидактические принципы формирования НИК будущих бакалавров прикладной информатики в обучении математике (фундаментальности, преемственности, адаптивности, междисциплинарной интеграции, профессиональной значимости, творческого поиска и самореализации) и методологические основания в виде компетентностного, системного, деятельностного, контекстного подходов.
Рисунок 2. Методическая модель формирования научноисследовательской компетентности в обучении математике будущих бакалавров направления подготовки «Прикладная информатика»
Содержательно-технологический блок соответствует критериям отбора содержания учебного материала: научной значимости, соответствия профилю подготовки, междисциплинарности, связи с базовой математической подготовкой, учета индивидуальных особенностей студентов, использование электронной образовательной среды вуза; включает соответствующие средства, формы и методы обучения (критерии отбора содержания, средства, формы и методы обучения будут представлены во второй главе).
Оценочно-результативный блок определяет индикаторы сформированности научно-исследовательской компетентности студента бакалавриата прикладной информатики в процессе обучения математике: критерии (когнитивный, праксиологический, мотивационный и рефлексивно - оценочный) и уровни (низкий, достаточный, высокий).
Соотнесем нашу модель с требованиями, предъявляемым к моделям, и функциями, которые должна выполнять модель [92]. Требования, которым должна отвечать модель: ингерентность, простота и адекватность. Блоки нашей модели изоморфны признанным в педагогической науке компонентам методической системы обучения обоснованными А.М. Пышкало: цели, содержание, методы, формы, средства обучения [107], что обеспечивает ее простоту и ингерентность, которая означает, что создаваемая модель согласуется с научной средой, в которой ей предстоит функционировать [27]. Адекватность модели означает, что она достаточно полна, точна и позволяет достичь поставленной цели формирования научно-исследовательской математической компетентности.
Функции модели: дескриптивная, прогностическая и нормативная. Предложенная модель отражает процесс формирования НИК, а значит, несет дескриптивную функцию. Прогностическая функция модели выполняется в прогнозировании результата обучения. Наша модель описывает структурные компоненты деятельности по формированию научно-исследовательской компетентности, т.е. несет нормативную функцию.
Итак, в параграфе:
Проведено уточнение междисциплинарного контекста профессиональной научно-исследовательской деятельности выпускников бакалавриата направления подготовки «Прикладная информатика» на основе анализа нормативных документов (ФГОС ВО 2000-2015 годы, Перечни специальностей и направлений подготовки ВО 2000-2015 годы) позволившего отследить изменения в структуре ИТ-образования в России и определить в нем место сравнительно молодого направления подготовки «Прикладная информатика».
Представлена методическая модель формирования научноисследовательской компетентности студента бакалавриата направления подготовки «Прикладная информатика» в процессе обучения математике структурно представляющая системное единство целевого, концептуального, технологического и оценочно-результативного блоков, и направленная на положительную динамику формирования НИК.
Разработаны и обоснованы дидактические принципы формирования НИК будущего бакалавра направления подготовки «Прикладная информатика» в процессе обучения математике: фундаментальности, преемственности, адаптивности, междисциплинарной интеграции, профессиональной значимости, творческого поиска и самореализации, направленные на готовность применять математические методы для проведения научных исследований и разработок в области приложения ИТ.
|