Формирование профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования

В исследовании показано, что формирование профессиональной компетентности выпускников технического вуза в современных условиях напрямую зависит от информатизации учебного процесса по широкому спектру направлений: от аудиторных занятий до самостоятельной учебной и исследовательской работы студентов.

Анализ имеющегося опыта использования информационно-коммуникационных технологий в педагогической практике показал необходимость проведения дальнейших фундаментальных и прикладных педагогических исследований по научному обоснованию, применению и внедрению информационно-коммуникационных технологий в образовательный процесс высшей школы, необходимость разработки новых подходов к использованию потенциала информационных технологий обучения с целью развития личности студентов, повышения уровня креативности их мышления, формирования умений разрабатывать стратегию поиска решения как учебных, так и практических задач, прогнозировать результаты реализации принятых решений моделировать изучаемые объекты, явления, процессы, взаимосвязи между ними.

Несмотря на то, что стремительное развитие мультимедиа и Интернет вызвало большой интерес у педагогов к компьютерному обучению, формирование профессиональной компетентности студентов технического вуза с использованием информационно-коммуникационных технологий остается на недостаточно высоком уровне.

На основе проведенного исследования были выявлены основные направления, обеспечивающие процесс развития информатизации образования в высшей профессиональной школе. К ним относятся: развитие информационной культуры преподавателей и студентов; разработка содержания образования в соответствии с универсальными и профессиональными компетенциями; развитие материально-технической базы; моделирование профессионально-образовательной среды; представление ресурсов сети Интернет и мультимедийных средств для реализации целей профессионального образования посредством системы контроля качества образования.

Оценивание результатов обучения на основе традиционных средств контроля приводит к субъективизму, несопоставимости оценок и, как следствие, к их девальвации. Разработка необходимой системы оценивания возможна только на основе перехода от субъективного оценивания к объективному измерению знаний обучаемых, что требует использования математических методов оценки, определения характеристик точности и надежности полученных результатов. Реализация такого подхода связана с ответами на вопросы: что, чем и как измерять, с помощью каких инструментов, как оценить точность измерения и т.п. Поскольку оценка качества результатов образовательного процесса требует обработки большого объема информации, востребованность информационно-коммуникационных технологий, позволяющих автоматизировать этот процесс, а также осуществить прогнозирование изучаемого явления, становится все более актуальной.

Настоящий этап информатизации образования связан с преодолением увеличивающегося разрыва между содержанием образования, инфраструктурой образовательной сферы, потребностями новой экономики и общества в целом.

Ключевым фактором информатизации образования сегодня становится информационная культура педагога, его готовность к применению информационно-коммуникационных технологий, позволяющих осуществлять формирование чётких приёмов исследовательской, творческой, познавательной деятельности студентов.

В содержании главы излагаются основные положения авторской концепции построения методической системы формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования, в которых подчеркивается решающее значение системного использования информационно-коммуникационных технологий с первых дней обучения студента в вузе для совершенствования содержания образования и технологий обучения, повышения качества образовательных услуг, являющихся важнейшими задачами современного этапа модернизации отечественного образования.

В третьей главе «Методическая система формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза» описывается модель методической системы, ее структурные элементы, иерархические связи между ними, этапы и виды образовательной деятельности главных участников образовательного процесса: студента и преподавателя.

Создание модели методической системы формирования профессиональной компетентности студентов с использованием возможностей информационно-коммуникационных технологий предполагает разработку общих требований к информационно-образовательной среде, включающей технический парк аппаратных средств информатизации, средства коммуникации, современное программное обеспечение, электронные дидактические ресурсы, сгруппированные по предметным и тематическим признакам в отдельные модули.

Модель методической системы формирования профессиональной компетентности студентов в условиях информатизации образования представлена на рис. 1.

Разработка модели методической системы осуществлялась с учетом:

- принципов дидактики высшей школы: обеспечение единства научной и учебной деятельности студентов (И. И. Кобыляцкий); профессиональная направленность (А.В. Барабанщиков); профессиональная мобильность (Ю.В. Киселев, В.А. Лисицын и др.); проблемность (Т.В. Кудрявцев); эмоциональность и мажорность всего процесса обучения (Р.А. Низамов, Ф.И. Науменко и др.), преемственность (М.И. Махмутов);

- принципов, реализующих современные тенденции развития профессионального образования: инновационности, интерактивности (принцип сотрудничества в обучении), гуманистичности, индивидуализации процесса подготовки студентов, педагогической целесообразности применения средств информационно-коммуникационных технологий, обеспечения открытости, доступности и гибкости обучения;

- принципов, выявленных в ходе данного исследования: принцип информационной обусловленности, принцип информационной системности и целостности, принцип содержательного насыщения, принцип оптимизации педагогического воздействия усиливают фундаментальный характер профессионального образования, позволяют перевести систему профессионального образования в режим опережающего развития для решения проблем наступающей постиндустриальной цивилизации, развития личности будущего специалиста.



Рис. 1 Модель методической системы формирования профессиональной компетентности студентов в условиях информатизации образования

Модель методической системы представлена совокупностью подсистем, в целом обеспечивающих создание и функционирование информационной образовательной среды.

Подсистема информационно-коммуникационного обеспечения аудиторных занятий структурирована на многофункциональный электронный учебно-методический контент, аппаратную и коммуникационную базу, позволяющие разрабатывать и применять эффективные образовательные технологии в преподавании всех дисциплин учебного плана для последовательного формирования профессиональной компетентности выпускников.

Содержательной основой подсистемы являются авторские учебно-методические комплексы компьютерного обеспечения учебных предметов, построенные с учетом психолого-педагогических требований к используемым информационно-коммуникационным технологиям, обладающие модульной структурой, отражающей структуру образовательных целей.

В исследовании раскрыт дидактический потенциал отдельных модулей учебно-методических комплексов, особенности их разработки, продиктованные согласованием требований компетентностного подхода к содержанию и представлению учебных материалов с возможностями инструментария информационно-коммуникационных технологий.

Модуль «Электронный конспект лекций» содержит теоретический материал учебной дисциплины. Состоит из документов разных форматов с различным функциональным назначением.

Высокое качество лекций в специализированных мультимедиа аудиториях достигается за счет четкого структурирования изложения, интерактивности, дополнительных форм представления информации с использованием звука и видео, доступности широкого включения фактов из истории науки, демонстрации реального процесса (оригинала), с которым связана та или иная задача, возможная модель (образ) рассматриваемого процесса, формализация модели, расчет, результат расчета, сопоставление с оригиналом.

Каждый студент по-своему формирует культуру обработки представляемой информации. Лекция-презентация позволяет излагать материал в режиме постоянного диалога с аудиторией, активность которой определяется содержанием учебного материала, средствами его реализации, что приводит к достижению целей образовательного процесса.

Модуль «Электронный практикум», являющийся программно-методическим обеспечением компьютерного практикума по предмету, разработанного на базе специализированных инструментальных систем, настроенных на решение задач определенной предметной, профессиональной области. Своевременное включение таких систем в дидактический инструментарий преподавателей позволяет обогатить содержание учебных курсов задачами, максимально приближенными к современным профессиональным задачам, которые требуют интеграции и применения знаний нескольких предметных областей, развивают алгоритмическое, эвристическое, креативное мышление студента, т. е. способствуют последовательному и системному формированию общенаучных и общепрофессиональных компетенций.

Материалы «Электронного практикума» могут быть использованы в качестве справочника и отправной точки для самостоятельной исследовательской работы, занимают определенное место в электронном портфеле студента, играют существенную роль для продолжения образования с актуализацией самостоятельной работы, позволяют дифференцировать обучение, предоставляя студентам исходный материал для индивидуального саморазвития, будущей профессиональной деятельности.

Модуль «Виртуальный лабораторный практикум» построен на основе технологии имитационного моделирования физического, химического, социального эксперимента с привлечением аппаратно-программных (технических) средств визуализации, компьютерной графики и анимации с целью достижения эффективного интерактивного взаимодействия пользователя (обучаемого, экспериментатора) со средой моделирования. Виртуальный лабораторный практикум используется для информационного обеспечения лабораторных занятий по многим дисциплинам и является средством решения реальных задач производства, экономики, бизнеса.

Подсистема управления самостоятельной работой студентов основана на традиционных и инновационных образовательных технологиях (дистанционные технологии обучения, метод проектов, проектирование индивидуальной учебной деятельности, экстернат), оптимизирующих познавательный процесс.

Широкое распространение информационно-коммуникационных технологий открывает новые возможности для организации продуктивной самостоятельной работы студентов.

В диссертации обоснована необходимость составления личного электронного портфеля студента для формирования всех групп компетенций. Чем выше уровень понимания значимости собственной конкурентоспособности на рынке труда, тем более четко портфель структурирован и более глубоко наполнен.

Эффективная организация самостоятельной работы студентов обеспечивается следующими факторами:

- субъект-субъектными отношениями преподавателей и студентов;

- переходом от информационной функции преподавания к управленческой, корректирующей;

- ориентацией на личностно-ориентированное обучение;

- использованием локальных и глобальных сетей для доступа к учебным материалам.

Организация самостоятельной работы направлена на непрерывное наполнение электронного портфеля студента - прообраза электронного портфеля специалиста, отражает его подготовленность к профессиональной деятельности, обеспечивает самоорганизацию, ответственность обучаемого за конечный результат образования.

Подсистема непрерывного контроля учебных достижений студента построена на основе компьютерного тестирования с глубоким многомерным мониторингом результатов в дифференциальной и интегральной формах, обеспечивает возможность создания рейтинговых портретов студента, учебной группы студентов.

Функциональное назначение этой подсистемы - достижение высокого уровня подготовки студентов за счет формирования мотивации к углубленному, систематическому и результативному изучению предмета, чему способствует особое содержание тестовых заданий, устанавливающих внутри- и межпредметные связи для создания целостного представления об изучаемой дисциплине и обеспечение постоянного контроля над текущим уровнем достижений обучающихся для оперативной обратной связи и коррекции методики преподавания.

Функционирование подсистемы контроля учебных достижений студентов предполагает: создание тестовых заданий по учебным предметам, разработку программного обеспечения автоматизированного тестирования и методики использования контроля в учебном процессе. При этом учитываются изменения в содержании образования, что требует доработки программного обеспечения и наоборот, новые технические возможности позволяют создавать более широкий спектр видов тестовых вопросов, увеличивают возможности методов математической статистики и анализа результатов.

В исследовании разработано программное обеспечение автоматизированного контроля «Айрен», которое выполнено на базе Уралмультимедиацентра Института образовательных информационных технологий УГТУ-УПИ под руководством автора диссертации. Методика использования предлагаемой системы тестирования позволяет определить уровень текущих учебных достижений, организовать процесс обучения в соответствии с реальными возможностями студентов.

Подсистема итогового контроля сформированности необходимых компетенций и профессиональной компетентности. Общепринятый подход к определению критериев качества образования - представление о качестве как о соотношении планируемой цели и результата. Подсистема итогового контроля качества учебных достижений студента предназначена для установления соответствия между целью и результатом образования; для определения критериев и механизмов оценки уровня сформированности профессиональной компетентности в целом и отдельных компетенций в частности.

В исследовании разработана система критериев контрольно-измерительных материалов и механизмов оценки уровня сформированности компетенций.

В предложенной модели реализованы два подхода.

Подход 1 (дифференциальный) основан на формализации компетенций с помощью показателей-индикаторов измерения учебных достижений отдельного студента, составления его рейтингового портрета. На основе результатов измерений и методов математической статистики определяется уровень сформированности отдельных компетенций и профессиональной компетентности.

Подход 2 (интегральный) позволяет осуществлять контроль за уровнем сформированности компетенций и профессиональной компетентности за весь период обучения.

Оценка уровня сформированности компетенций осуществляется по методике педагогического тестирования средствами информационно-коммуникационных технологий. Для измерения компетенций требуется разработка контрольно-измерительных материалов, в которых должны присутствовать вопросы и задания, позволяющие выявлять следующие признаки (индикаторы) уровня сформированности компетенции: знания, умения, владение предметом первого уровня (понимание и применение внутрипредметных связей, т.е. интегрирующая способность первого уровня) и владение предметом второго уровня (понимание и применение межпредметных, междисциплинарных связей, т.е. интегрирующая способность второго уровня).

Структура и содержание контрольно-измерительных материалов по учебной дисциплине разрабатываются в соответствии со значениями индикаторов, требованиями полноты, валидности и др., процедура контрольного испытания обеспечивает высокую адекватность результатов измерений, которые представлены в процентах. Многолетняя практика показывает, что дальнейшее преобразование процентов в классические оценки удовлетворяют следующему критерию: 0% - 40% - «неудовлетворительно»; 40% - 60% - «удовлетворительно»; 60% - 80% - «хорошо»; 80% - 100% - «отлично».

В работе предлагается следующий спектр итоговых компетентностных оценок уровня сформированности каждой компетенции:

- соответствует требуемому уровню на n % (итоговый весовой коэффициент в процентах) - 1;

- выше требуемого уровня - 2;

- гораздо выше требуемого уровня - 3.

Очевидно, что оценка 1 устанавливается по результатам объективных измерений. Оценки 2, 3 являются экспертными и выставляются по заключению государственных экзаменационной и аттестационной комиссий на основе дополнительных данных о личных достижениях выпускника (сертификаты, патенты, публикации в центральных научно-технических изданиях и др.).

Предлагаемый подход к оценке компетенций согласуется с принятым в Великобритании Национальным классификатором профессиональной квалификации (НКПК), в котором представлено пять уровней компетенции для 1086 действий, осуществляемых человеком на рабочем месте в зависимости от уровня профессиональных задач. Расширение до пяти уровней каждой компетенции является целесообразным, так как для выпускника вуза, получающего диплом государственного образца, такие уровни освоения отсутствуют по определению понятия «успешное освоение основной образовательной программы».

Следует отметить, что все подсистемы модели методической системы формирования профессиональной компетентности студента технического вуза с использованием информационно-коммуникационных технологий связаны друг с другом. Подсистемы работают с общими ресурсами, результаты их работы влияют друг на друга и общая цель достигается только при согласованном движении по образовательной траектории путем минимизации рисков, материальных и физических затрат всех участников образовательного процесса.

Разработанная модель методической системы формирования профессиональной компетентности студентов позволяет организовать процесс обучения на основе принципов индивидуализации, вариативности, личной ориентированности с использованием проблемных, исследовательских, проектных методов.

Особое внимание уделено методике проведения учебной, производственной и преддипломной практик на основе метода проектов, обеспечивающего прицельное формирование определенных групп компетенций.

В четвертой главе «Результаты опытно-экспериментальной работы по эффективности методической системы формирования профессиональной компетентности студентов в условиях информатизации образования» раскрываются методика и результаты опытно-экспериментального исследования.

Экспериментальная работа по проверке эффективности модели методической системы формирования профессиональной компетентности студента технического вуза средствами информационно-коммуникационных технологий (1994-2006) осуществлялась в три этапа: поисково-ортентировочный, опытно-аналитический и внедренческий.

На поисково-ориентировочном этапе (1994 - 1997) -- исследовалась возможность формирования профессиональной компетентности у студентов технического вуза в условиях информатизации образования.

В ходе первого этапа было установлено:

- информационные технологии в образовательном процессе вуза используются бессистемно;

- чаще используется обучающее программное обеспечение, а не профессиональные информационные системы, ориентированные на решение сложных междисциплинарных задач;

- процесс обучения ориентирован на усвоение содержания учебных дисциплин, а не на умение решать профессиональные задачи на междисциплинарном уровне, не на имитационное моделирование профессиональной деятельности, развитие профессиональной культуры.

Основной итог первого этапа заключается в следующем: одним из решающих моментов в формировании профессиональной компетентности студентов является использование дидактического потенциала информационно-коммуникационных технологий для формирования компетенций будущих специалистов. В первую очередь была доказана необходимость включения в учебный процесс компьютерных практикумов, во время которых студент и преподаватель ведут непрерывный диалог, студент работает в среде, открытой для оперативных изменений и дополнений, преподаватель имеет возможность ставить перед аудиторией принципиально новые задачи, которые без компьютера решить трудно или невозможно.

На основании сделанных выводов были определены методические подходы к формированию профессиональной компетентности будущих специалистов:

- создание открытой информационно-образовательной среды;

- внедрение новых форм организации учебного процесса (компьютерных практикумов, мультимедиа-лекций и др.);

- разработка программно-методического обеспечения (электронный учебник, методическое обеспечение универсальных информационных систем, специальное программное обеспечение, банк прикладных задач, задач по моделированию объектов и др.)

На опытно-аналитическом этапе (1998-2001 гг.) - анализировались проблемы, выявленные на первом этапе, выявлялись тенденции в области формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования. На данном этапе разработаны компетентностная модель ИТ-специалиста и концептуальная модель методической системы формирования профессиональной компетентности студентов, уточнялись, систематизировались и обобщались теоретические и технологические основы управления качеством образовательного процесса на основе информационно-коммуникационных технологий. В этот период создавались мультимедийные учебно-методические комплексы, разрабатывалась методика проведения мультимедиа лекций, уточнялась методика проведения компьютерных практикумов, формировались и уточнялись требования к электронным дидактическим ресурсам разного назначения. В итоге приоритеты были отданы многофункциональным, открытым для оперативных изменений и дополнений материалам, позволяющим индивидуализировать процесс подготовки студентов, реализовать принципы гуманизации, технологизации, индивидуализации и личностно-ориентированного обучения.

В этот же период разрабатывалась система непрерывного автоматизированного контроля учебных достижений студентов, направленная на повышение качества подготовки студентов по основным дисциплинам учебного плана и положившая начало перехода в дистанционном обучении в Уральском государственном техническом университете от кейсовых технологий к сетевым. Новые результаты позволили ежегодно (1995-2007) выигрывать грант Министерства образования и науки РФ в рамках Межвузовской комплексной программы «Наукоемкие технологии образования» и Межвузовской комплексной работы «Инновационные технологии образования».

Итогом этапа явилось обоснование основных принципов формирования профессиональной компетентности специалиста средствами информационно-коммуникационных технологий:

- принцип информационной обусловленности;

- принцип информационной системности и целостности;

- принцип содержательного насыщения;

- принцип оптимизации педагогического воздействия.

На третьем этапе (2002-2008 гг.) внедренческом, осуществлялось опытно-экспериментальное исследование по определению эффективности модели методической системы формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования.

Опытно-экспериментальная работа проводилась в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет» (УГТУ-УПИ) и в филиалах в г. Ирбит, г. Н.-Тагил, г. Серов, г. Первоуральск, г. Каменск-Уральский и др. В эксперименте участвовало 740 студентов, обучающихся по специальности «Информационные системы и технологии», 120 студентов - по специальности «Комплексная защита информатизации», 27 студентов - по специальности «Библиотечно-информационная деятельность». Кроме того, исследованием по формированию научных компетенций были охвачены около 2000 студентов очной формы обучения других факультетов УГТУ-УПИ и 24 преподавателя.

По итогам опытно-экспериментальной работы были сделаны общие выводы:

- разработанная модель методической системы формирования профессиональной компетентности студентов в условиях информатизации образования обеспечивает профессиональную подготовку ИТ-специалистов, обладающих конкурентоспособностью, высоким уровнем развития профессиональной компетентности, способных к работе в постоянно меняющейся информационной среде;

- изменилось в позитивную сторону отношение педагогов и студентов к информационным ресурсам; 60 % педагогов стали использовать информационные технологии системно: для формирования профессиональных знаний, умений; умений решать сложные прикладные задачи как на внутридисциплинарном уровне, так и на междисциплинарном; 30 % педагогов осознали ценность информационных технологий и создают собственные информационные модели обучения;

- внедрение модели методической системы формирования профессиональной компетентности позволило расширить профессиональные интересы и возможности будущих специалистов, обеспечить трудоустройство выпускников;

- созданы новые механизмы управления качеством профессионального образования, информационно-методической инструментарий исследования качества процесса формирования профессиональных компетенций и профессиональной компетентности; научно обоснованы и определены компоненты информационно-образовательной среды, обеспечивающие информационными ресурсами, дидактическими средствами процесс формирования профессиональных компетенций у будущих специалистов;

- разработан переходный учебный план по специальности 230201 «Информационные системы и технологии»; определена каждая дисциплина и компетенции, формируемые в рамках этой дисциплины. Установлено соответствие между 58 дисциплинами и 25 компетенциями ИТ-специалиста.

В процессе педагогического эксперимента использовались следующие критерии и показатели: повышение качества профессиональной подготовки студентов, уровень сформированности универсальных и профессиональных компетенций, профессиональной компетентности.

Исследованию были подвергнуты такие характеристики, как отношение студентов к разработанной модели методической системы формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза средствами информационных технологий; отношение студентов к специальности «Информационные системы и технологии»; динамика сформированности общих и профессиональных компетенций, знаний, предметных умений, умений решать сложные прикладные задачи, занятость и трудоустройство выпускников.

В диссертации разработаны контрольно-измерительные материалы, направленные на определение уровня усвоения содержания учебного материала (знания), овладения предметными умениями, овладение умениями решения прикладных задач на основе внутридисциплинарной и междисциплинарной интеграции.

Рассмотрим результаты педагогических измерений в контрольных и экспериментальных группах. В эксперименте участвовали студенты, обучающиеся по специальностям «Системы автоматизированного проектирования в машиностроении (САПР)»; «Городское строительное хозяйство (ГСХ)»; «Информационные системы и технологии (ИСиТ)»; «Обработка металлов давлением (ОМД)».

Результатом оценки эффективности процесса обучения явилась положительная динамика сформированности обобщенных знаний, предметных умений и умений решать сложные прикладные задачи (таблица 2).

Таблица 2

Показатели эффективности обучения

Показатели успеваемости	Специальность	Экспериментальная группа, %	Контрольная группа, %
Знания	САПР	56	41
	ГСХ	64	39
	ИСиТ	52	40
	ОМД	48	18
Среднее значение		56,10	34,5
Предметные умения	САПР	43	27
	ГСХ	50	40
	ИСиТ	40	18
	ОМД	47	12
Среднее значение		47,50	24,25
Умение решать прикладные задачи	САПР	32	18
	ГСХ	52	28
	ИСиТ	33	15
	ОМД	32	14
Среднее значение		41,20	18,75
ИТОГ	САПР	51	36
	ГСХ	60	38
	ИСиТ	48	33
	ОМД	46	16
Среднее значение		52,80	30,75

В таблице 2 приведены данные по экспериментальным группам, в которых подготовка студентов осуществлялась с использованием разработанной методической системы и контрольным группам, обучение студентов в которых проводилось по традиционной системе. Числовые данные показывают процент верно решенных заданий для каждого типа заданий отдельно. Таким образом, студентами экспериментальной группы верно решено 56% заданий, 43 % заданий на проверку умений и 32% заданий на решение прикладных задач. В итоге, студентами экспериментальной группы верно решено 51 % из предложенных заданий всех уровней.

Для установления большей степени достоверности результатов опытно-экспериментальной работы использовались методы математической статистики. Применение критерия статистической проверки гипотез подтвердили эффективность предложенных разработок. Так нулевая гипотеза: «различие в результатах контрольных и экспериментальных групп объясняется целиком случайными причинами» была отклонена и принята альтернативная гипотеза «различия в результатах выборок контрольных и экспериментальных групп определяются не влиянием случайных факторов, а влиянием экспериментального обучения» поскольку эмпирическое значение критерия (7,96) превысило критическое значение (7,82) на уровне значимости 0,05.

Установленные в ходе экспериментального исследования качественные показатели эффективности модели методической системы формирования профессиональной компетентности показывают, что 78,9% студентов положительно относятся к системному использованию информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе; 62 % студентов считают, что «электронные конспекты лекций полезны не только во время сессии, но и для дальнейшего хранения в личном электронном портфеле»; 77 % студентов выразили положительное отношение к «компьютерному» экзамену; 61 % студентов положительно относятся к рейтинговой системе оценок на основе информационных технологий; повысился интерес студентов к специальности «Информационные системы и технологии» (за пять лет конкурс с 9,8 заявлений на одно место вырос до 17,6 заявлений на одно место).

На рис. 1 приводятся рейтинговые (точки) и экзаменационные оценки (сплошная линия) студентов экспериментальной группы для подтверждения соответствия прогнозных оценок по результатам рейтинга и реальных экзаменационных оценок.



Рис. 1 Сравнение рейтинговых и экзаменационных оценок экспериментальной группы по специальным дисциплинам

Вычисления коэффициента корреляции по выборкам, соответствующим каждому из 24 экспериментальных потоков численностью от 60 до 70 студентов показали, что среднее значение коэффициента корреляции оказалось равным 0,61, что свидетельствует о высокой скоррелированности рейтинговых и экзаменационных оценок и может служить основой для безэкзаменационного способа формирования итоговых показателей учебной деятельности студентов, усиливая мотивацию для систематического углубленного изучения учебных дисциплин.

Разработанный учебный план и его программное обеспечение позволили вычислить общую плановую трудоемкость формирования каждой компетенции. В процессе опытно-экспериментальной работы определен относительный вклад (относительный весовой коэффициент ) каждой дисциплины как отношение ее трудоемкости к общей трудоемкости компетенции, относительный вклад всех учебных дисциплин за каждый семестр обучения. Построены плановые графики формирования каждой компетенции, различных групп компетенций, итоговой профессиональной компетентности. На рис.2 представлена динамика уровня сформированности универсальных компетенций у студентов экспериментальной и контрольной групп через определение реальных и плановых относительных весовых коэффициентов в процессе обучения

По результатам опытно-экспериментальной работы можно сделать вывод, что уровень сформированности универсальных компетенций в экспериментальной группе значительно выше, чем в контрольной.

Рис. 2 Динамика уровня сформированности универсальных компетенций студентов

Уровень сформированности профессиональных компетенций у студентов экспериментальной группы также выше, чем в контрольной (рис.3).



Рис. 3 Динамика уровня сформированности профессиональных компетенций студентов

На рис. 4 выполнено сравнение плановой и реальной динамики уровня сформированности профессиональной компетентности студентов с помощью накопленных весовых коэффициентов по усредненным данным экспериментальной и контрольной групп студентов, которое служит подтверждением эффективности разработанной методической системы.

Рис. 4 Динамика уровня сформированности профессиональной компетентности студентов

Для оценки качества разработанной модели были применен экспертный метод. В роли экспертов выступили преподаватели ведущих вузов страны, специалисты, научные работники, которые отметили высокую эффективность и технологичность модели формирования профессиональной компетентности, отличающуюся большими функциональными возможностями, полнотой содержательного накопления

Результаты исследования использовались в образовательном процессе Уральского государственного технического университета, Московского физико-технического института (государственный университет), Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, Московского государственного университета приборостроения и информатики, Московского государственного университета прикладной биотехнологии, а также Российского государственного профессионально-педагогического университета и Уральского технологического колледжа.

В процессе экспериментальной работы разработана и внедрена система непрерывного тестирования, удостоенная серебряной медали на Международной выставке ИНФОКОМ-2003 (г. Екатеринбург); серебряной медали на II Евро-Азиатском форуме СВЯЗЬ ПРОМЭКСПО 2005 (г. Екатеринбург). Работа «У истоков профессиональной компетентности. В электронный портфель студента» стала победителем XIII конкурса методических разработок федерального образовательного сайта Exponenta.ru (г. Москва, 2006).

Результаты исследования были использованы при разработке образовательной программы Уральского государственного технического университета «Инновационная инженерия», поддержанной Министерством информационных технологий и связи Российской Федерации; при разработке инновационной образовательной программы «Формирование профессиональной компетенции выпускников на основе научно-образовательных центров для базовых отраслей Уральского региона», представленной ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет» на конкурс образовательных учреждений высшего профессионального образования, внедряющих инновационные образовательные программы и выигравшей в 2007 г. грант в числе сорока других победителей конкурса.

В заключение диссертации отмечается, что в ходе исследования на основе теорий известных педагогов и психологов, достижений в области ИКТ была разработана методическая система формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования.

Результаты диссертационного исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Профессиональная компетентность специалиста представляет собой интегрированную систему универсальных и профессиональных компетенций, обладающую сложными внутренними связями, характеризующуюся различными уровнями. Профессиональная компетентность выпускника вуза определяет его социальную значимость, востребованность на рынке труда, мобильность и устойчивость к изменениям социально-экономических условий. Для выпускника технического вуза особую роль играет готовность к инновационной профессиональной деятельности.

2. Основными принципами формирования профессиональной компетентности специалиста в условиях информатизации образования являются: принцип информационной обусловленности; принцип информационной системности и целостности; принцип содержательного насыщения; принцип оптимизации педагогического воздействия.

3. В исследовании доказано, что для формирования профессиональной компетентности студента вуза требуется построение компетентностной модели специалиста в качестве целевой функции образовательного процесса. Предложен алгоритм ее разработки, отражающий преемственность образовательных стандартов всех поколений, усиление роли диалога высшей школы с заказчиками и потребителями образовательных услуг высшего профессионального образования из различных сфер производства, науки и бизнеса. Предложенный алгоритм позволил разработать совокупность компетенций ИТ-специалиста и соответствующую образовательную программу поэтапного формирования универсальных и профессиональных компетенций.

4. Совокупность компетенций специалиста даёт комплексное представление о системе универсальных и профессиональных компетенций. Доказано, что информационная и коммуникационная компетенции, формирование которых с необходимостью, продиктованной особенностями информационного общества, влияют на становление большинства компетенций.

5. Обоснованная и разработанная методическая система формирования профессиональной компетентности студентов технического вуза в условиях информатизации образования, опирается на выявленные методологические и дидактические принципы, определяющие содержание, методы, организацию обучения и способы анализа его результатов, обеспечивая:

· фундаментальность профессионального образования;

· опережающий характер развития системы профессионального образования, ее нацеленность на проблемы наступающей постиндустриальной цивилизации и развитие личности будущего специалиста;

· открытость и доступность профессионального образования за счет широкого использования методов дистанционного обучения и самообразования на основе перспективных информационно-коммуникационных технологий;

· гуманистический характер и индивидуализацию процесса подготовки студентов с первых дней обучения в вузе.

6. В ходе исследования доказана технологичность разработанной методической системы, подтверждаемая устойчивостью получаемых результатов, независимостью от субъективного фактора, переносимостью в любые учреждения высшего и среднего профессионального образования. Методическая система формирования профессиональной компетентности с необходимостью структурируется из нескольких подсистем, каждая из которых настраивается на определенные дидактические задачи, может функционировать отдельно и в то же время обладает связями с остальными подсистемами:

· подсистема информационного и коммуникационного обеспечения; подсистема управления самостоятельной работой студентов;

· подсистема контроля формирования универсальных и профессиональных компетенций и профессиональной компетентности;

· подсистема диагностики уровня профессиональной подготовленности выпускника технического вуза;

· подсистема непрерывного многомерного автоматизированного контроля учебных достижений студента.

7. Как показало исследование, одним из условий успешности формирования профессиональной компетентности студентов вуза является компетентность профессорско-преподавательского состава в области информационно-коммуникационных технологий. Автором исследования разработана программа повышения квалификации преподавателей-предметников, содержание которой построено по принципу «от педагогической задачи к средствам информационно-коммуникационных технологий и методике их применения» с соответствующим программно-методическим обеспечением, реализованным в форме эскиза авторского электронного портфеля преподавателя.

8. Результаты опытно-поисковой работы подтвердили адаптивность методической системы к различным направлениям и уровням подготовки выпускников вуза, формам обучения, в том числе очной, заочной, дистанционной. Динамический характер системы проявляется в непрерывном обновлении и модернизации дидактических ресурсов и средств информационно-коммуникационных технологий, что является признаком инновационности предложенной антропоцентрической технологии учебного процесса.

9. Практическое применение методической системы формирования профессиональной компетентности студентов вуза в условиях информатизации образования показало, что она создает и обеспечивает условия для самоопределения и саморазвития личности через активную творческую деятельность обучающегося при диалогических субъект-субъектных отношениях с преподавателем, креативность которого мотивируется и поддерживается методической системой, позволяющей ему не только более совершенно решать традиционные дидактические задачи, но и расширять диапазон их решения, получая возможность постановки, творческой формулировки и разработки новых идей, замыслов и проектов. Поддерживая партнерские отношения обучающихся и обучающего, система обслуживает образовательные потребности всех субъектов образовательного процесса.

Основные положения и выводы, содержащиеся в диссертации, дают основание считать, что задачи настоящего исследования решены, гипотеза подтверждена, а результаты внедрения позволяют утверждать, что исследование имеет реальную научную, теоретическую и практическую значимость.

Настоящее исследование не исчерпывает всех аспектов рассматриваемой проблемы, но может служить концептуальной и теоретической основой для дальнейшего научного поиска в направлении интеграции педагогических и информационных технологий в инновационные образовательные технологии.

Основные положения диссертационного исследования отражены в 150 публикациях автора (объем 118,0 п.л.), часть из которых, приведена ниже

Монографии, учебные пособия

1. Матвеева, Т.А. Формирование профессиональной компетентности студента вуза в условиях информатизации образования: методология, теория, практика [Текст] / Т.А. Матвеева. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2007. 344 с. (тираж 1500 экз.).

2. Матвеева, Т.А. У истоков профессиональной компетентности [Текст] / Т.А. Матвеева. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2006. 292 с. (тираж 1000 экз.).

3. Матвеева, Т.А. Информационная культура: учеб. пособие. Часть 1 [Текст] / Т.А. Матвеева, А.Г. Гейн, В.В. Мачульский и др. Екатеринбург: Центр «Учебная книга»; Смоленск: Изд-во «Ассоциация XXI век», 2006. 392 с. (тираж 25 000 экз.).

4. Матвеева, Т.А. Информационная культура: учеб. пособие. Часть 2 [Текст] / Т.А. Матвеева, А.Г. Гейн, В.В. Мачульский и др. Екатеринбург: Центр «Учебная книга»; Смоленск: Изд-во «Ассоциация XXI век», 2007. 450 с. (тираж 25 000 экз.).

5. Матвеева, Т.А. Высшая математика: учеб. пособие. Часть 1. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2004. 195 с. (тираж 300 экз.).

6. Матвеева, Т.А. Высшая математика: учеб. пособие. Часть 2. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2005. 138 с. (тираж 300 экз.).

7. Матвеева, Т.А. Высшая математика: учеб. пособие. Часть 3. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2006. 167 с. (тираж 1000 экз.).

Публикации в изданиях, включенных в реестр ВАК РФ

8. Матвеева, Т.А. Инновационная образовательная технология формирования базовых компетенций студентов [Текст] / Т.А. Матвеева // Высш. образ. в России. 2007. №7. С.28-32.

9. Матвеева, Т.А. О роли самостоятельной работы студента технического вуза в становлении его профессиональной компетентности [Текст] / Т.А. Матвеева // Образование и наука. Известия УрО РАО. 2006. №2(38). С. 79-86.

10. Матвеева, Т.А. Apple для образования. Электронный практикум по математике в средней школе [Текст] / Т.А. Матвеева // Информатика и образование. 1995. №4. С.113.

11. Матвеева, Т.А. Понятийный аппарат компетентностного подхода в профессиональном образовании [Текст] / Т.А. Матвеева // Вестн. УГТУ-УПИ. 2006. № 8 (79). С. 92-97.

12. Матвеева, Т.А. Формирование математической культуры студентов в условиях информатизации образования [Текст] / Т.А. Матвеева // Образование и наука. Известия УрО РАО. 2007. №4 (46). С. 76-82.

13. Матвеева, Т.А. Методическая система использования информационных и коммуникационных технологий в становлении профессиональной компетентности студентов технического вуза [Текст ]/ Т.А. Матвеева // Вестн. Оренб. гос. ун-та. 2007. № 2. С. 19-25.

14. Матвеева, Т.А. Эксперимент по внедрению инновационной методики преподавания высшей математики в УГТУ-УПИ [Текст] / Т.А. Матвеева // Проф. образование. 2007. №2. С. 9.

15. Матвеева, Т.А. Исследовательская работа студентов технического университета как образовательная технология [Текст] / Т.А. Матвеева, Е.В. Чубаркова // Вестн. Челяб.гос. пед. ун-та. 2004. №23. С. 183-191.

16. Матвеева, Т.А. Информационные технологии для преподавателя-предметника [Текст] / Т.А. Матвеева // Вестн. УГТУ-УПИ. 2005. № 7 (59). С. 92-104.

17. Матвеева, Т.А. Междисциплинарная интегрированность в содержании курса компьютерной графики в техническом вузе [Текст] / Т.А. Матвеева, В.М. Коренберг // Вестн. УГТУ-УПИ. 2005. № 7 (59). С. 71-84.

18. Матвеева, Т.А. К вопросу о проектировании on-line-систем тестирования знаний [Текст] / Т.А. Матвеева, В.М. Коренберг // Вестн. УГТУ-УПИ. 2005. № 14 (66). С. 420-426.

19. Матвеева, Т.А. Система непрерывного тестирования в преподавании математики в техническом вузе [Текст] / Т.А. Матвеева // Вестн. Челяб. гос. пед. ун-та. 2004. №25. С. 122-130.

20. Матвеева, Т.А. Компьютерный экзамен для повышения степени соответствия целям итогового контроля [Текст] / Т.А. Матвеева, Н.Г. Рыжкова, С.Н. Останин // Вестн. УГТУ-УПИ. 2005. № 14 (66). С. 417-420.

21. Матвеева, Т.А. Современные требования к организации итогового контроля [Текст] / Т.А. Матвеева, Н.Г. Рыжкова, С.Н. Останин // Вестн. УГТУ-УПИ. 2005. № 7 (59). С. 157-165.

22. Матвеева, Т.А. Опыт применения метода проектов в курсе специальных дисциплин [Текст] / Т.А. Матвеева, В.М. Коренберг // Вестн. УГТУ-УПИ. 2006. № 8 (79). C.58-62.

23. Матвеева, Т.А. Образовательная траектория студента в поле формирования профессиональной компетентности [Текст] / Т.А. Матвеева, Г.Д. Бухарова // Образование и наука. Известия УрО РАО. 2008. №2 (50). С. 81-88.

24. Матвеева, Т.А. Привлекательность дистанционного обучения для продолжения профессионального образования [Текст] / Т.А. Матвеева // Проф. образование. Столица / Приложение «Новые педагогические исследования». М.: ИСОМ. 2007. №5. С. 118-119.

25. Матвеева, Т.А. Необходимость формирования профессиональной компетентности выпускника вуза в современных условиях [Текст] / Т.А. Матвеева // Проф. образование / Приложение «Педагогическая наука - практике. Новые исследования». М.: ИСОМ. 2005. №5. С.91-96.

26. Матвеева, Т.А. Формирование электронного портфеля студента технического вуза как условие становления его профессиональной компетентности [Текст] / Г.Д Бухарова, Т.А. Матвеева // Проф. образование / Приложение «Педагогическая наука - практике. Новые исследования». М.: ИСОМ. 2005. №2. С. 48-52.

27. Матвеева, Т.А. Возможности влияния информационных и коммуникационных технологий на содержание и методику преподавания математики в техническом вузе [Текст] / Т.А. Матвеева // Проф. образование / Приложение «Педагогическая наука - практике. Новые исследования». М.: ИСОМ. 2005. №2. С. 81-90.

Статьи в сборниках научных трудов и журналах

28. Матвеева, Т.А. Понятийный аппарат компетентностного подхода в профессиональном образовании [Текст] / Т.А. Матвеева // Понятийный аппарат педагогики и образования: сб. науч. тр. Вып.5 /отв. ред. Е.В. Ткаченко, М.А. Галагузова. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2007. C. 357-364.

29. Матвеева, Т.А., К вопросу о профессиональной компетентности выпускника технического вуза [Текст] / Т.А. Матвеева, Н.Г. Рыжкова // Вузы России и Болонский процесс: сб. материалов междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию Урал. гос. техн. ун-та - УПИ, 18-19 октября 2005 г. Екатеринбург: Изд-во УМЦ УПИ, 2005. С. 129-131.

30. Матвеева, Т.А. Эффективные технологии обучения в организации самостоятельной работы студентов [Текст] / Т.А. Матвеева // Образование. Карьера. Общество: журн. / ГОУ «Кузбасс. регион. ин-т развития проф. образования». Кемерово. 2005. С. 24-26.

31. Matveyeva, T.A. Computer Math Practicum [The Теxst] / Т.А. Matveyeva // The Second International Mathematica Symposium, IMS'97. Finland. Р.331-337.

32. Матвеева, Т.А. Информатизация математического образования. Процесс и результат [Текст] / Т.А. Матвеева, Н.Г. Рыжкова // Сб. тр. междунар. выставки-форума ИНФОКОМ-2003. Екатеринбург: Уралсвязьинформ. 2003. С. 209-212.

33. Матвеева, Т.А. Концепция электронных учебников. Опыт Уралмультимедиацентра [Текст] / Т.А. Матвеева, А.С. Щербинин, Н.Г. Рыжкова // Сб. науч. тр. междунар. научн.-практ. конф. «СВЯЗЬ-ПРОМ 2004». Екатеринбург:ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2004. С. 488-495.

34. Могилев А.В. Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности [Текст] / А.В. Могилев, В.В. Мачульский, Т.А. Матвеева, В.И. Жильцова // Информационная культура. Сб. программ для дошк. и общеобраз. учреждений с 1 по 11 класс / Центр «Учебная книга». Екатеринбург, 2003. С. 107-158. (экспертиза и рекомендация Министерства общего и профессионального образования Свердловской области»).

35. Матвеева, Т.А. Некоторые уроки реализации программы INTEL «Обучение для будущего»[Текст] / Т.А. Матвеева // Семинар выпускников курсов по программе INTEL «Обучение для будущего»: Сб. матер. УМП. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. ун-та, 2003. С. 2-4.

36. Матвеева, Т.А. Информационные технологии для оптимизации преподавания курса высшей математики [Текст] / Т.А. Матвеева, Н.Г. Рыжкова, С.Н. Останин // Наукоемкие технологии образования: межвуз. сб. науч.-метод. тр. Таганрог: ТРТУ, 2004. №8. С. 67-70.

37. Матвеева, Т.А. Информационно-дидактическая основа организации самостоятельной работы студентов [Текст] / Т.А. Матвеева // Сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. «СВЯЗЬ-ПРОМ 2005». Екатеринбург, 2005. С. 388-392.

38. Матвеева, Т.А. Компетентностная модель IT-специалиста. К вопросу о формировании компетенций [Текст] / Т.А. Матвеева, В.Н. Пелевин // Науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. «СВЯЗЬ-ПРОМ 2006». Екатеринбург:ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2006. С. 277-279.

39. Матвеева, Т.А. Информационная и коммуникационная компетенции в системе общих (ключевых) компетенций выпускника технического вуза [Текст] / Т.А. Матвеева // Профессиональная педагогика: категории, понятия, дефиниции. Екатеринбург / Рос. гос. проф.-пед. ун-т. Екатеринбург, 2006. Ч.3. C. 192-195.

40. Матвеева, Т.А. Символьные операции в компьютерном тестировании [Текст] / Т.А. Матвеева, Д.В. Усенко, Т.В. Миронов // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19: сб. тр. XIX междунар. науч. конф. В 10 т. Т.4. / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2006. С. 129-131.

...