Технология информационной подготовки курсантов в условиях моделирования экстремальных ситуаций профессиональной деятельности

Актуальность исследования. В условиях реформирования российского общества и его Вооруженных Сил (ВС) проблема реформирования системы военного профессионального образования (СВПО) стала общегосударственной задачей. Значение рассматриваемой проблемы заключается в обеспечении надежности функционирования военно-технических систем. Современные сложные наукоемкие технические средства и эксплуатирующий их военный персонал рассматриваются как единая система при оценке их надежности. Объектами профессиональной деятельности выпускника военного вуза ракетных войск (РВ) являются процессы управления мобильными подразделениями и мобильными военно-техническими системами РВ в мирное и военное время с использованием информационных и коммуникационных технологий (ИТ) и (КТ). К видам профессиональной деятельности, которые выполняются выпускниками, относятся командно-штабная, организаторская, административно-хозяйственная, управление оружием. Реализация таких способностей требует высокого уровня профессионального образования офицерских кадров во всех классах профессий, основанного на активных методах обучения, интеграции целей деятельности с целями образования. Применение информационных технологий (ИТ) в системах управления оружием, войсками и повседневной деятельности обусловили значительное повышение объема информационных потоков и их роли в функционировании сложных военно-технических систем в условиях мирного времени и военного времени. Напряженность условий функционирования таких систем предъявляет особые требования к уровню информационной подготовки специалистов и прочности их навыков и умений в экстремальных условиях военного времени. Подготовка специалистов для эксплуатации информационных военно-технических систем требует новых образовательных технологий, основанных на личностно-ориентированном обучении, на активизации познавательной деятельности в условиях моделирования экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности.

Сложность новой военной техники, информационных технологий, сокращение их жизненного цикла, динамичность изменения способов их боевого применения выдвигают требования фундаментальной информационной подготовки военных кадров и ее практической направленности. Анализ отзывов на выпускников вуза позволяет сделать вывод, что в образовательном процессе основной упор должен делаться на изучение и освоение методов и способов применения новых информационных технологий в профессиональной деятельности будущих офицеров, определяемой квалификационной характеристикой военного специалиста.

Концепция технологии обучения (ТО) для профессионального образования была разработана С. Я. Батышевым, технологию обучения (педагогическую технологию) как направление в педагогической науке, которое занимается конструированием оптимальных обучающих систем, проектированием учебных процессов рассматривал П. И. Пидкасистый, дидактические основы технологии обучения как комплексной интегративной системы были разработаны Д. В. Чернилевским, O.K. Филатовым. В нашем исследовании мы опираемся на определение ТО, данное в работах Д. В. Чернилевского. Технология обучения — это комплексная интегративная система, имеющая: диагностируемые целевые установкимодульное представление содержания усваиваемой дисциплинымодель знаний, которая является объектом изучения и средством обучения, развития профессиональных качеств обучаемогоактивные методы обучения, ориентированные на решение учебных проблемных задач, включающих модели различных типов проблемных ситуаций военной, профессиональной деятельностиметодику непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения модуля знаний и управления дидактическим процессом обучения и усвоения путем смены дидактических свойств модуля знания или форм организации дидактического процесса усвоениядидактические средства обучения на базе коммуникационных средств, гипертекстовых технологий и наглядных зрительных образов моделей профессиональной деятельности. В области разработки методологии проектирования технологии обучения в высшей профессиональной школе работают специалисты С. И. Архангельский, Ю. К. Бабанский, С. Я. Батышев, А. Вербицкий, Д. В. Чернилевский, O.K. Филатов и другие. Существует много работ по организации личностно-ориентированного обучения, активизации познавательной деятельности, управлению и принятию решений в современной информационной среде (В.П. Беспалько, Е. П. Велихов, Б. С. Гершунский, Е. И. Машбиц, И. В. Роберт, Э. Г. Скибицкий, Н. Ф. Талызина, Н. И. Пак, И. Г. Пчелинцева, Е. А. Ракитина и другие). В области разработки методики обучения информатике в вузах работают такие специалисты как Н. В. Макарова, А. Я. Савельев, Б. А. Сазонова, Ю. Г. Татур, В. И. Громыко и другие, однако специфика военной подготовки в этих работах не учитывается. Работы в области военной педагогики и психологии (В.В. Мачулин, В. В. Трифонов А. А Червова и другие), информатизации военного образования (О.А. Козлов, С. Панюкова) раскрывают методику обучения курсантов. Однако в этих работах не учитывают условия моделирования напряженности функционирования информационных систем и экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности в образовательном процессе и влияние этих условий на процесс усвоения знаний. Анализ диссертационных исследований, посвященных организации процесса обучения курсантов, их профессиональной подготовке (В.О. Кушев, С В. Янюк, А. Н. Янюк, К. Г. Чернобров и другие) показал, что роль личностно-юриентированного подхода к обучению курсантов в условиях военного вуза, вопросы самоопределения курсантов в направлении профессиональной деятельности остаются недостаточно разработанными.

Исходя из вышеуказанного, вытекает актуальность предлагаемого исследования.

Проблема исследования. В настоящее время, в условиях реформирования нашего общества и его ВС не все выпускники военных вузов обладают достаточным уровнем информационной подготовки, умением применять современные ИТ на практике или в условиях экстремальных ситуаций. Недостатки в профессиональной деятельности выпускников военных вузов проявляются в слабом практическом использовании информационных знаний, недостаточном уровне развития творческого мышления. Анализ опыта работ военных кафедр и существующего содержания информационной подготовки военных вузов выявил ряд противоречий, которые не нашли своего отражения в исследованиях.

Военным вузам приходится иметь дело со вчерашними школьниками, имеющими значительный разброс в качестве информационной подготовки, в уровне развития познавательных способностей и уровне психофизической устойчивости к воздействиям внешней среды.

Ограниченный срок обучения, небольшое количество часов на обучение информатике при наличии большого количества специальных предметов, а также большие психологические и физические нагрузки в ходе военных тренировок приводят к реальному сокращению времени у курсантов на информационную подготовку по сравнению со временем, заложенным в учебные программы. Происходит снижение мотивационной, когнитивной, и как следствие, информационной готовности к профессиональной деятельности.

В этих условиях имеет место несоответствие между наличием биологической закономерности функционирования психологии восприятия и усвоения информационных знаний в процессе моделирования экстремальных условий и традиционной методикой обучения, не учитывающей адаптационные процессы. Курсант участвует в военных тренировках (несение караульной службы, наряд по роте, дежурное подразделение, тактико-специальные учения, полевые выходы и так далее) и отсутствует на занятиях, в результате возникают психолого-технологические перегрузки: пропуск ООД — ориентировочной основы действий, целеопределе-ния на познавательную деятельность с модулем знаний и методологии учебной работыне участвовал в ИД — исполнительских действиях, пропуск содержания модуля знанийотрицательные результаты КД — контрольных действий, не усваивается модуль знаний после проведения тренировки вследствие снижения когнитивной способностинизкая познавательная активность и дисциплина познавательной деятельностиумения и навыки профессиональной деятельности не формируются, этот процесс подменяется знакомством с ситуациями профессиональной деятельности.

Наблюдается несоответствие между традиционной организацией учебного процесса и требованиями личностно — ориентированного обучения предоставлять курсанту время, место и методическое обеспечение для организации активной самостоятельной работы по овладению систематизированными знаниями и навыками по применению информационных технологий в военном деле, восстановлению пропущенных знаний.

Перечисленные противоречия определили проблему нашего исследования, которая заключается в поиске таких дидактических условий, форм, методов и средств, которые необходимы и достаточны для организации самостоятельной работы курсантов в ходе информационной подготовки, чтобы устранить психолого-технологические перегрузки в образовательном процессе, вызванные военными тренировками.

Проблема настоящего исследования определяется необходимостью существенного повышения качества профессиональной информационной подготовки военного специалиста, особенно в условиях моделирования экстремальных ситуаций в современной информационной среде и отсутствием работ в этой области, учитывающих специфику военного образованияисследований проблем активизации познавательной деятельности курсантов в процессе информационной подготовки с использованием технологии обучения в военных вузах не проводилось, актуальным является исследование вопросов применения проблемного метода обучения в системе ТО, разработка технологии информационной подготовки курсантов, ориентированной на самостоятельную работу курсантов над учебным материалом и решение проблемных задач.

Объект исследования. Процесс обучения информатике и информационным технологиям курсантов в системе военного профессионального образования, ориентированный на формирование профессиональных навыков применения компьютерных и коммуникационных средств в управлении мобильными подразделениями и мобильными системами оружия.

Предмет исследования. Методика обучения курсантов в процессе информационной подготовки в условиях моделирования в образовательном процессе военного вуза экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности.

Цель исследования. Научно обосновать, разработать и опытно — экспериментальным путем проверить технологию информационной подготовки курсантов, ориентированную на самостоятельную работу курсантов над учебным материалом:

— в ходе восстановления, усвоения пропущенных в результате военных тренировок, знаний;

— в ходе формирования умений и навыков применять компьютерные и коммуникационные средства в условиях моделирования экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности;

— с учетом необходимости, с одной стороны, достижения курсантом усвоения минимального содержания образования в условиях экстремальной ситуации. С другой стороны, дифференциации и углубленного изучения информатики, информационных технологий.

Гипотеза исследования. Информационная подготовка курсантов будет более эффективной в условиях моделирования экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности, и соответствовать требованиям квалификационной характеристики военного специалистакурсанты смогут усвоить в ходе самостоятельной работы над учебным материалом пропущенные в ходе военных тренировок знания по информатике и сформировать умения и навыки применения компьютерные и коммуникационные средства для решения военных профессиональных задач, если будет разработана технология обучения информатике.

Задачи исследования.

1. Проанализировать содержание базовой информационной подготовки курсантов в военном вузе, выявить ее структурные элементы, важные для будущей профессиональной деятельности в экстремальных условиях.

2. Проанализировать условия формирования базовой информационной подготовки курсантов в военном вузе, выявить экстремальные ситуации, моделируемые в ходе военных тренировок, которые влияют на педагогический процесс, и обосновать систему целеопределений обучения для такого процесса.

3. Провести анализ основных тенденций развития методической системы проблемного обучения профессиональным навыкам в военном вузе, выявить типы проблемных ситуаций для моделирования в дидактическом процессе обучения информатике.

4. Обосновать принципы обучения, необходимые для организации самостоятельной работы курсантов над учебным материалом дисциплины «Информатика», в условиях применения коммуникационных технологий (сетевых технологий) и моделирования в дидактическом процессе проблемных ситуаций профессиональной деятельности управления мобильными объектами и обосновать модель знаний для реализации этих принципов.

5. Исходя из анализа структуры и содержания информационной деятельности военного специалиста, обосновать типологию проблемных ситуаций, уровней проблемного обучения для интеграции в содержание информационной подготовки курсантов в военном вузе и разработать концептуальную модель технологии информационной подготовки, ориентированную на самостоятельную работу курсантов над учебным материалом.

6. Разработать методику непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения (деятельности) и управления дидактическим процессом обучения информатике на основе гипертекстовых технологий.

7. Экспериментально проверить эффективность реализации разработанной технологии информационной подготовки в условиях моделирования экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности.

Методологическая основа исследования. Работы в области технологии обучения в высшей школе (С.И. Архангельский, С. Я. Батышев, Д.В. Чернилев-ский, О. К. Филатов, П. И. Пидкасистый и другие). Работы в области теории и методики использования информационных технологий для информатизации образования (А.Г. Гейн, Б. С. Гершунский, И. В. Роберт, Е. С. Полат, Е. К. Хеннер и другие). Работы в области педагогики и психологии дистанционного образования (А.А. Андреев, В. А. Дятлов, Ю. И. Лобанов, В. В. Семенов, Н. И. Пак и другие). Работы в области военной педагогики и психологии (В.В. Мачулин, В. В. Трифонов и другие), информатизации военного образования (О.А. Козлов, С. В. Панюкова), работы в области проблемных методов обучения (И.Я. Лернер, М. И. Махмутов, Л. В. Замогильнова, М. А. Чошанов и другие).

Методы исследования:

• изучение и анализ психолого-педагогической, методической литературы, программ и проектов информатизации военного образования и гражданского образования;

• изучение и анализ условий информационной подготовки курсантов военно-учебных заведений;

• математические методы моделирования и статистические методы обработки результатов исследования;

• экспертные методы принятия решения и выбора результирующей информации по результатам экспертных оценок;

• проведение педагогического эксперимента по проверке основных положений исследования:

• обобщение педагогического опыта, результатов эксперимента;

Этапы исследования. Исследование проводились на базе Серпуховского военного института Ракетных войск (СВИ РВ) и военных вузов города Перми (ВВКИУ РВ), Серпуховского Государственного Профессионального лицея № 55 (ГПЛ-55) в течение 1992;2000гг. и включало в себя четыре этапа.

На первом этапе было выявлено состояние рассматриваемой проблемы, проводились наблюдения за учебным процессом, анализировалась психологическая и педагогическая литература, анализировалась работа преподавателей, формулировались цель, задачи, гипотеза исследования. Разрабатывались и внедрялись компьютерные технологии чтения лекций, проведения практических занятий по алгоритмизации и программированию. Поисковая деятельность на этом этапе осуществлялась на базе СВИ РВ.

На втором этапе проводились теоретические исследования, создавался концептуальный аппарат оптимизации процесса обучения информатике, разрабатывались научные подходы к управлению учебным процессом, создавались автоматизированные системы обучения, разрабатывались методические материалы. Поиск, исследования проводились на базе СВИ РВ.

На третьем этапе в соответствии с концепцией экспериментально проверялись и уточнялись учебные программы и планы по информационным технологиям, отрабатывалась методика тестирования, оценивалась эффектовность методов обучения в открытых системах типа Internet и локальных сетях, реализованных с помощью технологии программирования и гипертекстовой технологии. Отработка методик, исследования проводились на базе СВИ РВ и ГПЛ-55.

На четвертом этапе проведена экспериментальная проверка результатов исследования, обобщались полученные результаты, формировались основные выводы, осуществлялось внедрение полученных результатов в СВИ РВ.

Научная новизна исследования заключается в разработке:

1. Технологии активного обучения информатике на основе метода анализа конкретных ситуаций.

2. Методики непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения информационного модуля знаний с учетом дифференциации курсантов.

3. Системы дидактического управления процессом усвоения модуля знаний в рамках этой методики.

4. Методики формирования гипертекстовой модели проблемной ситуации в информационном модуле знания.

Теоретическая значимость исследования определяется:

1. Методическим, психолого-педагогическим и дидактическим обоснованием технологии информационной подготовки в условиях моделирования экстремальных ситуаций в системе военного профессионального образования.

2. Обоснованием структуры и дифференциации содержания основных типов проблемных ситуаций как компонентов проблемных форм обучения для технологии активного обучения информатике, информационным технологиям.

3. Психолого — педагогическим и дидактическим обоснованием принципов непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения информационного модуля знания для активного метода обучения, ориентированного на самостоятельную работу курсантов над учебным материалом.

4. Экспериментально подтверждена гипотеза о применимости гипертекстовых технологий для управления процессом усвоения с помощью дидактических свойств модуля.

Практическая значимость исследования заключается в следующем:

1. Разработан учебный программно-методический комплекс (компьютерный учебник) по информатике на базе гипертекстовых и мультимедиа-технологий.

2. Результаты исследования реализованы в серии учебных занятий по дисциплине информатика в корпоративной сети военного института.

3. Разработана серия учебных пособий по проблемной информационной подготовке курсантов, которая используется в учебном процессе.

4. Разработаны и используются в практике учебного процесса в учебных группах курсантов военного института методические разработки по преподаванию информатики, по организации самостоятельной работы над учебным материалом.

5. Установлен состав образовательных модулей, использующих проблемные формы обучения, разработаны гипертекстовые модели и программные реализации этих модулей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработаны психолого-педагогические основы внедрения концепции «технологии обучения» в информационную подготовку военного вуза.

2. Установлено, что обучение курсантов информатике, информационным технологиям, в условиях моделирования экстремальных ситуаций (суточный наряд по роте, караул и другие наряды на службу) будущей профессиональной деятельности в образовательном процессе военного вуза, должно совершенствоваться путем внедрения технологии активного обучения (ТАО). Для активизации и развития познавательных способностей курсанта надо применять метод анализа проблемных ситуаций, элементы проблемного обучения.

3. Показано, что проблемный метод обучения в военном вузе реализуется через применение проблемных ситуаций, моделирующих будущую профессиональную деятельность. Обоснована типология таких ситуаций (ситуация выбора, неопределенности, нехватки знаний) для моделирования на их основе проблемных задач в информатике.

4. Обосновано применение ТАО с ориентацией на самостоятельную работу курсантов над модулями учебного материала в корпоративных сетях военного назначения, которые обеспечивают коммуникационные услуги между мобильными подразделениями войск и управление мобильными военно-техническими системами.

5. Выявлены дидактические основы для организации непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения модуля знаний в соответствии с це-леопределением каждого шага обучаемого, с учетом дифференциации курсантов, на основе гипертекстовых технологий.

6. Разработана вероятностная математическая модель активного обучения, которая позволит эффективно организовать управление процессом обучения. Показано, что контроль уровня усвоения следует проводить непрерывно, в ходе изучения каждого элемента знания конкретного модуля знания, в этом случае можно снять ограничения на время обучения. Контроль можно эффективно проводить, используя семантическую модель знаний. В ходе контроля проверяются семантические связи элементов знаний в структурно-логической схеме модуля. Обоснованы дидактические приемы управления познавательным процессом с помощью смены проблемных ситуаций, смены дидактических свойств модуля знания (текстовое, визуально-динамическое или звуковое предъявление элементов).

7. Экспериментально доказано, что развитие самостоятельности и творческого мышления у курсантов может быть обеспечено за счет развития навыков ассоциативного мышления. Для проблемного обучения ассоциативные связи моделируются с помощью гипертекстовых технологий, которые определяют структурно-логическую схему модуля знаний в виде гипертекстовых ссылок.

Достоверность и обоснованность полученных результатов исследования обеспечивается сопоставлением этих результатов с результатами современных психолого-педагогических и методических исследований, апробацией всех материалов в реальном учебном процессе военного вуза.

Апробация результатов работы. Материалы исследований внедрены в учебный процесс Серпуховского ВИ РВ по курсу «Информатика», представлялись на конференциях:

2-ой Всеармейской научно-методической конференции «Проблемы внедрения новых информационных технологий в жизнедеятельность военного вуза», Тамбовский ВАИИ, 2000 г.;

Межведомственной научно-технической конференции «Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем», Серпуховской ВИ РВ, 1999;2001 г.- ежегодной научной конференции «Информатизация образования'2001», Уральский государственный педагогический университет, Екатеринбург.

Докладывались и обсуждались на:

— научно — методических заседаниях кафедры информатики и информационных технологий в системе управления Серпуховского военного института Ракетных войск (1999;2001 г.);

— научно — методических семинарах Государственного профессионального Лицея № 55 г. Серпухова (1995;1998);

— научных семинарах Института повышения квалификации Среднего профессионального образования (1997);

— заседаниях ученого совета ИИО РАО (1999;2000).

Результаты исследований и материалы диссертации отражены также в публикациях сборников методических материалов по разработке тестовых заданий и методик их применения для Государственного профессионального лицея № 55 города Серпухова, Департамента образования Московской области Министерства общего и профессионального образования, печатались в журнале «Среднее профессиональное образование».

Внедрение результатов исследований осуществлялось путем создания и публикации учебных пособий в Серпуховском ВИ РВ, разработкой и применением автоматизированных систем обучения в Серпуховском ВИ РВ, Пермском ВВКИУ РВ, Государственном профессиональном лицее № 55 г. Серпухова.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение

.

Проведенное исследование представлено в виде целостной системы, не противоречащей современному представлению о новых информационных технологиях обучения. Поставленные задачи исследования подтверждены экспериментальными данными. Теоретический анализ и практическое внедрение результатов исследований находятся в логическом единстве.

Предложенная схема исследования позволяет пройти технологический цикл разработки педагогической технологии от постановки проблемы до внедрения результатов в практическую деятельность, преследующую цель подготовки военного профессионала.

Результаты проведенного исследования подтверждают основные положения выдвинутой гипотезы и позволяют сделать следующие выводы:

1. На основании анализа существующих технологий обучения и психолого-педагогических особенностей организации образовательного процесса в военном вузе обоснована и предложена технология информационной подготовки курсантов военного вуза в условиях моделирования в образовательном процессе экстремальных ситуаций будущей профессиональной деятельности.

2. Показана роль дисциплины «Информатика» в формировании содержания информационной подготовки и установлено влияние модульного представления содержания на формируемые военно-профессиональные качества специалиста в экстремальных условиях.

3. Обосновано использование в технологии обучения активных методов обучения, ориентированных на решение учебных проблемных задач, включающих модели различных типов проблемных ситуаций военной профессиональной деятельности, и самостоятельную работу курсанта над учебным материалом в военных корпоративных сетях.

4. Проведен анализ конкретных проблемных ситуаций военной профессиональной деятельности, сформулированы требования к содержанию учебных проблемных ситуаций и обоснована типология таких ситуаций для моделирования на их основе проблемных учебных задач по информатике.

5. Обоснованы дидактические условия применение семантической модели знаний для описания содержания модулей знаний и проблемных ситуаций как наиболее адекватной содержанию процесса мышления в экстремальных ситуациях. В этом случае знания выступают и как объект познания и как средства обучения. Разработаны семантические модели проблемных ситуаций (выбора, неопределенности, нехватки знаний).

6. Обоснована система диагностируемых целеопределений на каждом шаге отработки структурно-логической схемы модуля знания в условиях моделирования экстремальных ситуаций, которая предусматривает постановку цели непрерывного контроля уровня психофизиологического и интеллектуального состояния обучаемого и его уровня усвоения знания.

7. Разработана вероятностная математическая модель обучения курсантов в системе ТО военного вуза, которая содержит обоснованные и разработанные дидактические приемы расчета вероятности усвоения знаний и управления познавательным процессом с помощью смены проблемных ситуаций, смены дидактических свойств модуля знания (текстовое, визуально-динамическое или звуковое предъявление элементов) по результатам контроля уровня усвоения знаний.

8. Сформированы условия применения, разработана и внедрена в практику система непрерывного, содержательного контроля уровня усвоения модуля знаний на основе гипертекстовых технологий и управления процессом усвоения на основе смены дидактических свойств модуля знаний и учебных проблемных ситуаций. В ходе контроля проверяются семантические связи элементов знаний в структурно-логической схеме модуля.

9. Разработан с помощью инструментальной оболочки HyperMetod (среды для разработки гипермедиа приложений) учебный программный комплекс, реализующий принципы технологии информационной подготовки на примере дисциплины «Информатика». Данный комплекс с помощью технологии гипертекстовых ссылок позволяет реализовать семантические связи между элементами знаний и контролировать содержательные и структурнологические элементы семантической модели знаний, и по результатам контроля менять дидактические свойства модуля знания с помощью средств мультимедиа.

10. Проведена экспериментальная проверка разработанных методических положений и учебного программного комплекса.

11. Экспериментально доказано, что развитие самостоятельности и творческого мышления у курсантов может быть обеспечено за счет развития навыков ассоциативного мышления. Для проблемного обучения ассоциативные связи моделируются с помощью гипертекстовых технологий, которые определяют структурно-логическую схему модуля знаний в виде гипертекстовых ссылок.

Разработанные в ходе исследования материалы могут быть использованы в военно-учебных заведения МО и в других вузах, где моделируются экстремальные условия обучения.