Формирование информационной компетентности бакалавров по направлению подготовки «математика и компьютерные науки» как педагогическая проблема

Ориентированность подготовки будущих бакалавров на формирование их информационной компетентности

Система высшего профессионального образования в настоящее время развивается в условиях перехода к информационному обществу, когда информация становится важнейшей ценностью, что необходимо учитывать при подготовке кадров. Для каждого вуза приоритетной задачей становится поиск и применение таких способов подготовки студентов, которые бы обеспечивали будущему выпускнику соответствие запросам работодателей, востребованность на рынке труда и способность работать с современными информационными системами в организациях, на инновационных производствах или исследовательских центрах. С этой целью необходимо организовать такое качество подготовки будущих бакалавров в области математики и компьютерных наук, при котором выпускники вуза оказались бы компетентными специалистами в решении своих профессиональных задач. Для этого преподавателям необходимо ясно представлять, какие задачи придется решать бакалаврам в их будущей профессиональной деятельности и так строить процесс обучения, чтобы развивать профессионально-значимые качества будущих выпускников.

Современное образование все более ориентируется на повышение конкурентоспособности личности, творческую инициативу и самостоятельность будущего специалиста.

В последнее время для оценки качества образования вместо понятий «образованность», «подготовленность», «воспитанность», «квалифицированность», используемых ранее, стали применяться такие понятия как «компетенции» и «компетентность».

Исследованием компетентностного подхода занимались такие ученые как В. И. Байденко [ 15], В. А. Болотов [23], Б. С. Гершунский [ 32], Л. И. Гурье [ 38], Э. Ф. Зеер [ 56], И. А. Зимняя [ 57, 58], Ю. Г. Татур [ 151], А. В. Хуторской [ 165, 166] и др.

Современные исследователи применяют в своих работах различные определения понятий «компетенция» и «компетентность», но в нашей работе мы будем придерживаться определений этих терминов, которые применительно к системе образования дает А. В. Хуторской.

«Компетенция — это отчужденное, наперед заданное социальное требование (норма) к образовательной подготовке обучаемого, необходимой для его качественной продуктивной деятельности в определенной сфере» [ 166]. «Компетентность — это владение, обладание обучаемым соответствующей компетенцией, включающее его личностное отношение к ней и предмету деятельности, а также совокупность личностных качеств обучаемого (ценностно-смысловых ориентаций, знаний, умений, навыков, способностей), обусловленных опытом его деятельности в определенной социально и личностно значимой сфере» [ 166].

Наряду с достаточно общими терминами «компетенция» и «компетентность», в работах используются также конкретизирующие их понятия, такие, например, как «профессиональная компетентность».

Е.В. Садон [135], приводит со ссылкой на Ю. К. Чернову и С. Ш. Панферову обобщенное понятие профессиональной компетентности, которого мы будем придерживаться и в настоящей работе. «Под профессиональной компетентностью понимается сформированная в процессе обучения система компетенций, позиций, влияющих на качество выполнения профессиональных задач». Другими словами: «профессиональная компетентность — это характеристика личности, означающая выполнение собственных действий с необходимым качеством, регламентированным стандартом и нормативными документами» [ 168].

Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что профессиональная компетентность специалиста является не только мерой оценки качества его образования, но и мерой его профессионализма. Поэтому в ходе модернизации образования особое значение придается так называемому компетентностному подходу, который лег в основу Федеральных государственных образовательных стандартов.

Использование компетентностного подхода позволило прозрачно и непротиворечиво формировать государственные стандарты профессионального образования, в которых содержатся требования к развитию тех общекультурных и профессиональных компетенций, которыми должен обладать будущий бакалавр или магистр для успешного осуществления своей профессиональной деятельности.

В нашей работе исследование формирования компетенций будет рассматриваться для будущих бакалавров, обучающихся по направлению «Математика и компьютерные науки».

Для дальнейшего исследования необходимо проанализировать, к каким видам профессиональной деятельности должны быть готовы выпускники. Анализ федерального государственного образовательного стандарта по направлению «Математика и компьютерные науки» для степени бакалавра [ 161], действующего в настоящее время, позволяет заключить, что выпускники должны быть способны выполнять широкий круг задач, среди которых можно выделить такие как:

• • проведение научных исследований в областях, использующих математические методы и компьютерные технологии;
• • решение различных задач с использованием математического моделирования процессов и объектов, а также программного обеспечения;
• • обеспечение защиты информации и актуарно-финансового анализа;
• • разработку эффективных методов решения задач естествознания, техники, экономики и управления;
• • программно-информационное обеспечение научной, исследовательской, проектно-конструкторской и эксплуатационно-управленческой деятельности;
• • осуществление преподавания цикла математических дисциплин (в том числе информатики).

Для успешного осуществления своих должностных обязанностей, бакалавр должен обладать набором определенных общекультурных и профессиональных компетенций, состав которых для каждого направления также приведен в стандартах высшего профессионального образования [ 161].

В глоссарии терминов Европейского высшего образования отмечается, что «компетенции представляют собой динамическую комбинацию знаний, умений, навыков и способностей. Они могут подразделяться на компетенции, относящиеся к предмету (профессиональные) и общие компетенции (не зависящие от содержания программы обучения)» [ 34].

На основании анализа содержания квалификационных требований по направлению «Математика и компьютерные науки», согласно квалификационному справочнику должностей руководителей, специалистов и других служащих [ 72] и требований ФГОС ВПО к выпускникам вузов [161], можно заключить, какие компетенции необходимы выпускнику вуза для успешного выполнения различных видов и задач своей профессиональной деятельности в области современных информационных технологий.

Развитие приведенных в стандарте компетенций осуществляется в процессе изучения дисциплин профессионального, а также естественнонаучного циклов.

Соглашаясь с мнением таких исследователей как Б.С. Гершунский [33], В.В. Шапкин [172], О.А. Кизик [74] и др., мы считаем, что одной из составных частей профессиональной компетентности является компетентность информационная [ 87].

Современные исследователи придерживаются различных определений понятия «информационная компетентность». Так, С. В. Тришина полагает, что «информационная компетентность — это интегративное качество личности, являющееся результатом отражения процессов отбора, усвоения, переработки, трансформации и генерирования информации в особый тип предметно-специфических знаний, позволяющее вырабатывать, принимать, прогнозировать и реализовывать оптимальные решения в различных сферах деятельности» [157].

О. Н. Зайцева, говоря об информационной компетентности бакалавров технологического направления, определяег ее как «меру уровня овладения информационными технологиями, программными средствами и меру уровня развития ПК-способностей, достаточных для решения проблем, возникающих в профессиональной деятельности бакалавра технологического направления, за требуемое время, для продолжения обучения на ступени магистра как инженера исследователя или получения специальной подготовки как инженера технолога» [51].

А. А. Темербекова считает, что информационная компетентность личности есть «интегральное многоуровневое профессиональнозначимое личностное образование, которое проявляется в способности оперирования разного рода информацией (т. е. осуществление ее поиска, сбора, обработки и применения) в процессе информационной деятельности» [ 152].

Однако, с нашей точки зрения, эти определения информационной компетентности недостаточно полно отражают специфику предстоящей профессиональной деятельности бакалавров по направлению

«Математика и компьютерные науки», являясь слишком общими, и поэтому они нуждается в уточнении.

Взяв за основу определения С. В. Тришиной и А. А. Темербековой, и проанализировав профессиограмму программиста [ 127], действующие Федеральные государственные образовательные стандарты по направлению «Математика и компьютерные науки» для степени бакалавра [161], а также исходя из собственного опыта, отметим, что ключевой особенностью профессиональной деятельности будущих выпускников рассматриваемого направления является необходимость постоянного освоения новых информационных технологий. Поэтому для того, чтобы обладать информационной компетентностью в течение достаточно продолжительного времени, выпускникам вуза рассматриваемого направления подготовки недостаточно лишь иметь способность оперировать информацией в процессе информационной деятельности. Кроме этого, они должны быть в состоянии постоянно совершенствовать способы осуществления информационной деятельности в соответствии с изменяющимися условиями (а именно, появлением новых информационных технологий и модернизации уже существующих).

Таким образом, уточненное определение информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» может быть сформулировано следующим образом: информационная компетентность бакалавра по направлению подготовки «Математика и компьютерные науки» — это интегративное профессионально-значимое качество личности, которое представляет собой способность оперировать разного рода информацией с применением современных ИТ-средств в процессе профессиональной деятельности, а также готовность к постоянному совершенствованию способов осуществления профессиональной деятельности в соответствии с изменениями, происходящими в сфере информационных технологий.

При этом учитывая специфику профессиональной деятельности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки», мы полагаем, что основой их профессиональной компетентности является компетентность информационная, формируемая в процессе информационной подготовки.

«Информационная подготовка — это обязательная составляющая образовательного процесса, направленная на подготовку специалистов, владеющих знаниями об основных закономерностях протекания информационных процессов в социотехнических системах и способных эффективно использовать средства информатизации для решения познавательных и практических задач» [129, С. 22]. Без хорошей информационной подготовки невозможно обеспечить формирование информационной (а значит и профессиональной) компетентности и, соответственно, конкурентоспособности выпускника, его непрерывного самосовершенствования и самообразования, способности к инновационному решению им профессиональных задач.

Информационная компетентность бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» обладает определенной структурой. Если принять за основание классификации виды профессиональной деятельности и соотвегствующие им компетенции, приведенные в действующих ФГОС [161], то структуру информационной компетентности можно представить в виде, приведенном в таблице 1.

Таким образом, информационную компетентность бакалавров можно подразделить на общекультурную составляющую и профессиональную составляющую. Последняя, в свою очередь, содержит четыре компонента: научно-исследовательский,

производственно-технологический, организационно-управленческий и педагогический.

С другой стороны, многие ученые, говоря о структуре информационной компетентности обучающихся по различным направлениям подготовки, выделяют в ней различные компоненты.

Так, А. А. Шамшурина в качестве компонентов информационнокоммуникационной компетентности будущих учителей выделяет следующие. «1. Гносеологический компонент — предполагает адекватное восприятие, осмысление природных, социальных и информационных процессов действительного мира. <...> 2.

Технологический компонент — включает совокупность информационнокоммуникационных умений и навыков, а также опыт профессиональной деятельности с использованием информационно-коммуникационных технологий. <...> 3. Личностный компонент — определяет

профессионально-значимые качества личности будущего учителя (цельность, верность идеалам, гражданская позиция)» [ 171, С. 33—39].

Таблица 1

Структура информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки»

• 1. Способность выстраивать и реализовывать перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-4).
• 2. Способность критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-5).
• 3. Способность и постоянная готовность совершенствовать и углублять свои знания, быстро адаптироваться к любым ситуациям (ОК-8).
• 4. Способность понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственных интересов и приоритетов (ОК-9).
• 11аучпо-исследовательский компонент:
• 1. Умение понять поставленную задачу (ПК-2).
• 2. Умение сформулировать результат (ПК-3).
• 3. Умение на основе анализа увидеть и корректно сформулировать результат (ПК-5).
• 4. Умение самостоятельно увидеть следствия результата (ПК-6).
• 5. Знание коррекгных постановок классических задач (ПК-9).
• 6. Навыки самостоятельного построения алгоритма и его анализа (ПК-11).
• 7. Понимание того, что фундаментальное знание является основой компьютерных наук (ПК-12).
• 8. Навыки контекстной обработки информации (ПК-14).

Окончание табл 1

• 5. Умение быстро находить, анализировать и грамотно контекстно обрабатывать научно-техническую, естественнонаучную и общенаучную информацию, приводя ее к проблемно-задачной форме (OHIO).
• 6. Фундаментальная подготовка в области компьютерных наук, готовность к использованию полученных знаний в профессиональной деятельности (ОК-11).
• 7. Значительные навыки самостоятельной работы с компьютером, программирования, использования методов обработки информации и численных методов решения базовых задач (ОК-12).
• 8. Базовые знания в областях информатики и современных информационных технологий, навыки использования программных средств и навыки работы в компьютерных сетях, умение создавать базы данных и использовать ресурсы Интернета (ОК-13).
• 9. Способность к анализу и синтезу информации, полученной из любых источников (ОК-14).
• 9. Умение извлекать полезную научно-техническую информацию из электронных библиотек, реферативных журналов, сети Интернет (ПК-17)._______________

Производственно-технологический компонент:

• 1. Владение методами алгоритмического моделирования при анализе и решении прикладных и инженерно-технических проблем (ПК-20).
• 2. Умение проанализировать

результат и скорректировать модель, лежащую в основе задачи (ПК-23).__________________

Организационно-управленческий компонент:

• 1. Владение методами алгоритмического моделирования при анализе управленческих задач в научно-технической сфере, а также в экономике, бизнесе и гуманитарных областях знаний (ПК-24).
• 2. Умение приобретать опыт самостоятельного различения типов знания (ПК-26).

Педагогический компонент:

1. Возможность преподавания информатики в общеобразовательных учреждениях и образовательных учреждениях среднего профессио! 1ал ы юго образован ия (ПК-29).

А. А. Мукашуева выделяет в структуре информационнокомпьютерной компетентности следующие компоненты [104, С. 32—

33]: «1) когнитивный — способность применения компьютерноинформационных знаний в решении профессиональных задач; <...> 2) деятельностный — способность применять компьютерную технику и информационные технологии в своей деятельности; <...> 3) креативный — способность к использованию новых вычислительных систем и модификаций действующих информационных технологий; <...>4) аксиологический — способность к профессиональному самосовершенствованию с использованием компьютерноинформационных технологий, ценностное отношение к своей компьютерно-информационной деятельности».

Завьялов В.А. придерживается мнения, что содержательно информационная компетентность раскрывается через ряд своих компонентов: «1) фактологически-аналитический — характеризует знание и понимание основных информационных процессов и закономерностей в области НИТ; <...> 2) предметно-специфический (мыслительный) — предполагает умения и навыки мыслительной и «ручной» деятельности в сфере решения социально-профессиональных задач средствами НИТ; <...> 3) методологический предполагает комплексное, системное видение проблем и их решения с помощью компьютерных технологий; <...> 4) мировоззренческий предполагает сформированность у учащихся опыта в области стратегических проектов в области компьютерных технологий, а также наряду с методологическими компонентом, умение совершенствовать свои знания и опыт в профессиональной области» [ 49, С. 29—30].

Проведя анализ приведенных выше работ, а также учитывая специфику рассматриваемого направления подготовки, мы считаем, что к основным компонентам, составляющим основу информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки», можно отнести: знаниевый, операциональнодеятельностный и личностный [ 90].

• 1. Знаниевый компонент характеризует знания бакалавров:
  • а) профессионального тезауруса;
  • б) современных информационных технологий (ИТ) и возможностей их использования в профессиональной деятельности;
  • в) тенденций развития современных ИТ.
• 2. Операционально-деятельностный компонент определяет: а) умения и навыки бакалавров в области применения ИТ в профессиональной деятельности (в частности, навыки получения информации из сети Интернет; навыки применения современных средств автоматизации разработки, отладки и тестирования программного обеспечения и т. п.);
• б) умения формировать новые ИТ-средства (программное обеспечение, базы данных и т. п.) с учетом общих тенденций их развития;
• в) опыт проектной работы бакалавров в области компьютерных технологий, умение работать в команде.
• 3. Личностный компонент информационной компетентности включает в себя:
  • а) наличие адекватного уровня компьютерной самоэффективности бакалавров;
  • б) развитие у выпускников областей когнитивной сферы, наиболее важных для эффективной работы с информационными технологиями;
  • в) способность к анализу текущего уровня развития собственной информационной компетентности;
  • г) наличие внутренней мотивации к профессиональной деятельности.

Необходимым условием и в то же время результатом развития перечисленных выше знаний, умений, навыков, качеств личности и способностей бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» является незаменимая для этой специальности способность к профессиональному саморазвитию (т. е. способности к самостоятельному обновлению устаревающих знаний, умений и навыков для поддержания высокого уровня развития информационной компетентности в процессе профессиональной деятельности).

Таким образом, совокупное представление о структуре информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки» дает следующая схема (рис. 1).

Формирование информационной компетентности студентов осуществляется в рамках дисциплин компьютерного цикла. В. П. Поляков, ссылаясь также на другие работы, пишет, что к дисциплинам компьютерного цикла можно отнести в широком плане те из них, которые в той или иной степени учат работать с информацией вообще и с формализованной информацией в частности, обработка которой допускает частичную или полную автоматизацию. [ 124].

Рис. 1. Структура информационной компетентности бакалавров по направлению подготовки «Математика и компьютерные науки»

В частности, к таковым дисциплинам для будущих бакалавров, обучающихся по направлению «Математика и компьютерные науки», относятся такие обязательные курсы как «Основы компьютерных наук», «Компьютерные технологии», «Компьютерный практикум», а также ряд дисциплин по выбору, например, «Компьютерные сети», «Интерактивная и динамическая графика в системах компьютерной математики», «Разработка приложений на языке программирования JAVA» и др.

Отметим, что состав дисциплин компьютерного цикла может варьироваться в зависимости от конкретного профиля, региона и вуза.

Изучение дисциплин компьютерного цикла основывается па компетенциях, сформированных у обучающихся еще во время изучения некоторых школьных курсов, а также формируемых параллельно в рамках прочих учебных дисциплин направления «Математика и компьютерные науки». Результатом освоения компьютерного цикла является формирование информационной компетентности, которая, согласно В. И. Полякову, должна обеспечить эффективное использование возможностей современных информационных и коммуникационных технологий для решения задач, возникающих в процессе дальнейшего обучения в вузе и в предметной области будущей профессиональной деятельности выпускника вуза [ 125].

В свою очередь, компетенции, приобретенные при освоении студентами компьютерного цикла, могут развиваться в процессе изучения других дисциплин учебного плана, а также при подготовке курсовых и выпускных работ.

На рисунках 2 — 5 показаны связи базовых курсов компьютерного цикла обязательной программы (согласно ФГОС) с прочими дисциплинами, изучаемыми будущими бакалаврами направления «Математика и компьютерные науки».

Заметим, что изучение дисциплин компьютерного цикла играет ключевую роль в формировании информационной компетентности бакалавров и их профессиональной компетентности в целом.

Поскольку рассматриваемое нами направление подготовки находится на стыке двух предметных областей, и, по сути, является интегративным, для его успешного освоения необходимо применять соотвегствующие педагогические подходы. С нашей точки зрения, при обучении будущих бакалавров математики и компьютерных наук особое внимание следует обратить на интегративный и дифференцированный подходы.

Рис. 2. Междисциплинарные связи дисциплины «Основы компьютерных наук»

Рис. 3. Междисциплинарные связи дисциплины «Компьютерные технологии»

Рис. 4. Междисциплинарные связи дисциплины «Компьютерный практикум»

Рис. 5. Междисциплинарные связи учебной практики с дисциплинами компьютерного цикла

В следующем параграфе будут исследованы возможности их применения в формировании информационной компетентности бакалавров по направлению «Математика и компьютерные науки».