И.Е. Панова,

доцент кафедры общей биологии;

ученая степень, звание: кандидат педагогических наук

ГОУ ВПО Ставропольский

государственный университет

Н.П.Ильина,

руководитель лаборатории

цифровых образовательных ресурсов

и педагогического проектирования СГУ

ГОУ ВПО Ставропольский

государственный университет

Развитие исследовательского компонента инновационной культуры будущего учителя посредством включения

в образовательный процесс компьютерных сред

В Приоритетных направлениях развития образовательной системы РФ, принятых Правительством РФ, основной задачей является усиление практической направленности образовательных программ на основе интеграции различных видов деятельности. Решение данной задачи обеспечит качественную и востребованную целевую подготовку и повышение квалификации специалистов, повышение конкурентоспособности вуза на рынке труда и образовательных услуг, повышение качества профессиональной подготовки и конкурентоспособности выпускников.

Стремительное развитие в современном мировом сообществе новых технологий информационного обмена определило процессы модернизации практически всех сфер человеческой деятельности. Жизнедеятельность современного информационного общества базируется не только на материалах, но и на информационных ресурсах. В такой ситуации информация и интеллектуальный потенциал являются определяющими факторами инновационной культуры и социального прогресса.

Инновационная культура, рассматриваемая в настоящее время как фактор прогресса общества, «стратегический фактор социально-экономического и общественного развития» [1], является приоритетным направлением в подготовке будущих специалистов. Развитая инновационная культура позволит специалисту внедрять и применять инновации в профессиональной деятельности, реагировать на изменения рынка труда и входить в профессиональную среду разного уровня, что гарантирует его успешность в условиях современной конкурентной среды.

Под инновационной интегрированной культурой мы понимаем комплексную характеристику будущего специалиста, смысловое ядро новой концепции образования, отражающее уровень развитости интеграции образования, науки и производства в контексте проектного менеджмента инновационных процессов.

Формирование инновационной культуры связано с «инновационным образованием, основанном на интеграции современных и эффективных технологий образования с интенсивной научно-исследовательской деятельностью и характеризующимся тесной связью вузовских исследований, проводимых на переднем крае науки, техники, технологии с обучением и потребностями промышленности и экономики» [5].

Мы рассматриваем инновационную культуру как социальный феномен, формирующийся на основе интеграции культуры, образования, науки, производства и менеджмента и связываем её становление с обучением в вузе.

Как отмечается исследователями, «ключевой детерминантой развития инновационной культуры на данном этапе являются наука и образование, поскольку они должны обеспечить четкое видение не только целей, задач, методов и механизмов инновационной культуры, но и точный эмпирический анализ её составляющих, их состояния и взаимодействия» [7].

Таким образом, одним из важнейших компонентов развития инновационной культуры является научно-исследовательская деятельность студентов.

Стратегическими ориентирами исследуемого нами вуза в области организации научно-исследовательской и научно-инновационной деятельности являются:

- становление, укрепление, развитие и преемственность научно-педагогических школ как основы обеспечения высокого качества подготовки специалиста и его конкурентоспособности на российском и международном рынках труда;

- организация научных исследований по приоритетным направлениям науки, техники и технологий Российской Федерации, критическим технологиям федерального уровня и основным направлениям фундаментальных исследований Российской академии наук, как необходимого элемента поддержки инновационного пути развития края, Южнороссийского региона и страны в целом;

- использование прогрессивных форм учебно-научного сотрудничества с профильными учреждениями РАН и других государственных академий, обеспечивающих элитную подготовку специалистов и кадров высшей квалификации для системы образования, академической науки и наукоемких отраслей производства;

- активное внедрение современных инфокоммуникационных технологий в организацию и проведение научных исследований, и эффективное использование возможностей информационно-библиотечного центра университета, обеспечивающих получение результатов, соответствующих и опережающих уровни отечественных и мировых достижений;

- проведение фундаментальных и прикладных НИР, посвященных разработке социально-политических и социально-экономических проблем региона с целью выявления условий реализации позитивного сценария развития Северо-Кавказского макрорегиона;

- единство научного, инновационного и образовательного процессов, позволяющее организовать подготовку востребованных обществом специалистов и кадров высшей квалификации;

- диверсификация источников финансирования научной, научно-технической и инновационной деятельности университета и наращивание их объемов, развитие системы активного научно-инновационного фандрайзинга с целью обеспечения дальнейшего устойчивого развития университета в условиях новой экономики и модернизации образования и науки.

Одной из задач университета является активное привлечение к научно-исследовательской и научно-инновационной деятельности талантливой молодежи, усиление роли научно-исследовательской работы студентов в подготовке бакалавров, специалистов и магистров, решение которой позитивно отразится на формировании инновационной культуры будущих специалистов.

Пути реализации основных задач в области научно-исследовательской деятельности связаны с совершенствованием организации научных исследований через направление средств на модернизацию материально-технического оснащения научных структурных подразделений, пополнением библиотечного фонда современной научной литературой, использованием новейших информационных технологий в научных исследованиях, активизацией участия ученых университета в конкурсах грантов и научно-технических программ различного уровня, поддержкой творческих коллективов и научных сообществ, широко вовлекающих в свою деятельность молодых ученых, аспирантов и студентов; а также с развитием фундаментальных исследований путем расширения направлений исследований, с развитием научно-исследовательской работы студентов посредством активного вовлечения их в реализацию исследовательских проектов и инновационную деятельность, совершенствование системы научно-исследовательской работы студентов, обеспечением эффективной работы научного студенческого общества, созданием инновационных студенческих объединений, опытно-конструкторских студенческих бюро и т.д. [3].

В соответствии с этими направлениями проводится работа по оптимизации научно-исследовательской деятельности студентов на разных этапах их профессиональной подготовки, в том числе с использованием современных технических достижений.

В подготовке будущих учителей естественнонаучного цикла (химия, биология, физика) особая роль отводится эксперименту, посредством которого осуществляется связь теории с практикой. Естественный эксперимент и выстроенное на его основе научное исследование придает особую специфику предметам данного цикла. Эксперимент является не только методом исследования, источником и средством нового знания, но и своеобразным объектом изучения [2].

Профессиональная подготовка будущих учителей биологии и химии, предполагает активное включение в экспериментальную деятельность, целенаправленное усвоение техники и методики проведения эксперимента, в том числе с применением современных средств и технологий. Проблему повышения эффективности учебного процесса сегодня зачастую решают с помощью использования электронных ресурсов и инновационных инструментальных компьютерных сред [7].

В статье «Программированное обучение и новые информационные технологии» Александров Г.Н. отмечает, что компьютерная (инновационная) учебная среда - это педагогическое программное средство, обеспечивающее достижение педагогических целей путем управления процессом познания окружающего мира. К таковым относится Coach 6.

Coach – это универсальная среда для обучения в области естественных наук, математики и технологии, которая объединяет инструменты, необходимые для сбора данных, управления системами, захвата видео, измерений на изображениях и видео-роликах, моделирования динамических систем, обработки и анализа данных, создания дневника наблюдений обучающихся.

Ученые института AMSTEL (Amsterdam Mathematics Science and Technology Educaition Ladoratory, ранее Department of Physics Education of Universiteit van Amsterdam) университета г. Амстердам в течение многих лет занимались вопросом использования компьютеров при изучении наук и технологий. В результате многих лет исследования на основе этой концепции появилась обучающая программная среда Coach 6, многоцелевое программное обеспечение для обучения и преподавания, которое:

·может использоваться при изучении естественных наук, математики и технологий на различных этапах обучения;

·включает в себя инструменты для проведения измерений, управления, видеоизмерений, моделирования и обработки данных;

·поддерживает различные аппаратные средства, а также большое количество датчиков и оборудования;

·использует разнообразные мультимедийные возможности, включая текст, картинки, видеоклипы, мультипликацию и ссылки в Интернет;

·позволяет создавать модели интересных и часто сложных реальных явлений и решение реальных задач, которые достаточно трудно решить аналитически на школьном уровне. Моделирование в Coach 6 - это часть программной среды, которую можно использовать для создания и анализа моделей биологических, химических, физических систем. Coach предлагает три режима создания и исследования моделей: графический, текстовый и представление в виде уравнений.

Перечисленные выше характеристики данного инструмента позволяют осуществить постановку эксперимента, фиксировать наблюдения и измерения, использовать получаемые данные и созданные модели для осуществления различного рода научных исследований. Использование компьютеров и датчиков помогает провести научные исследования, которые включают в себя накопление информации, планирование, измерение, предположение и анализ.

Данная инструментальная среда используется для сбора данных, управления экспериментами, представления таковых в наглядном виде, их анализа и объяснения, исследования математических моделей и сравнения результата работы этих моделей с данными наблюдений [4].

Инновационные компьютерные среды в ряде случаев могут оказываться тем единственным техническим средством, которое позволяет обеспечить оптимальные условия восприятия изучаемого материала. Компьютерная графика позволяет с высокой эффективностью изучить химический и биологический процессы, реализуемые в эксперименте, условия его проведения, что способствуют развитию исследовательского компонента инновационной культуры обучающихся.

В рамках проекта «Информатизация системы образования» нами разработана модульная программа практикумов по дисциплине «Методика преподавания» естественнонаучного цикла, с включением модуля, направленного на подготовку будущих учителей биологии и химии к организации и проведению различных видов занятий в условиях ИКТ-насыщенной среды. Основополагающими вопросами, рассматриваемыми в ходе практикума являются:

- изучение возможностей компьютерной техники и электронных ресурсов при проведении биологических и химических исследований и методика их включения в процесс обучения биологии и химии;

- закрепление навыков по проведению эксперимента (в том числе виртуального) в преподавании биологии и химии, методики проведения лабораторных и практических работ и обработке данных эксперимента с использованием компьютерных технологий.

На занятиях разработанных нами практикумов по методике преподавания биологии и химии студентами используются инновационные инструментальные компьютерные среды, что позволяет совершенствовать исследовательские и методические навыки будущих преподавателей.

В ходе занятий у студентов формируются навыки работы с компьютерными средами и разработки методики проведения эксперимента с использованием Coach. Студентами осуществляется самостоятельный анализ возможностей включения такой экспериментальной работы в процесс обучения (в урочной, внеурочной и внеклассной форме), а также выявляют специфику проведения демонстрационного и лабораторного эксперимента с помощью компьютера. Затем происходит разработка конкретных учебных исследований с использованием компьютерной среды.

В рамках выполнения выпускных квалификационных исследований студентами университета выполняется два направления работ с использованием Coach:

- выполнение биологических и химических экспериментов в рамках темы исследования с использованием данного инструмента;

- разработка по стандартам и программам средней школы практикумов, демонстрационных экспериментов, лабораторных работ с использованием Coach и методических рекомендаций к их выполнению.

Примерами таких работ может служить: «Методика использования компьютерных сред при проведении биологических исследований в школе», «Использование инновационных инструментальных компьютерных сред для проведения химического эксперимента в общеобразовательном учреждении», «Лабораторный практикум по химии с использованием инструментальной компьютерной среды» и т.д.

Для формирования исследовательского компонента инновационной культуры будущего учителя важна организация работы по проектированию и внедрению экспериментов с использованием Coach в педагогический процесс, что позволяет студентам транслировать приобретенный опят в течение педагогической практики.

Осуществив экспериментальное обучение студентов по модульной программе в рамках двух учебных лет, мы пришли к выводу, что использование современных средств и технологий в проведении биологических и химических экспериментов позволяет оптимизировать исследовательскую деятельность будущих учителей, способствуя формированию инновационной культуры.

Литература:

1. Ващенко В.П. О концептуальных основах инновационной практики. Wikipedia.ru 2001.-11с.

2. Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. Химия для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия холдинг, 2000

3. Инновационная деятельность в современном университете: нормативно-правовые документы / под ред. проф. В.А. Шаповалова. – Ставрополь: Сервисшкола, 2008. – 236 с. стр.202-205

4. Об экспериментальном преподавании химии в 10 классе 2001-2002 гг.//Химия в школе.-2001.-№ 6.-С. 6-15.

5. Приказ Минобразования РФ от 13февраля 2001 года №465 «Об утверждении межвузовской программы «Наукоемкие технологии образования».

6. Управление исследовательской деятельностью педагога и учащегося в современной школе. – М., Сентябрь,1998

7. Холодкова Л.А. Формирование инновационной культуры субъектов военного профессионального образования: Теория и практика. Дисс. на соиск. уч. степ. док. пед. наук. СПб., 2005. стр.55