АЛГОРИТМІЧНА ПІДГОТОВКА МАЙБУТНІХ СУДНОВОДІЇВ З СИСТЕМОЮ ВІЗУАЛЬНОЇ ПІДТРИМКИ В УМОВАХ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНОГО ПЕДАГОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА Автореферат

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми дослідження, визначено стан її розробки та значущість, зв’язок з науковими програмами, планами, темами; сформульовано об’єкт, предмет, мету, завдання та гіпотезу; методи; розкрито наукову новизну одержаних результатів та їх практичне значення; відзначено особистий внесок здобувача в роботах у співавторстві; подано відомості про апробацію, упровадження та публікацію результатів дослідження.

У першому розділі «Теоретико-методичні основи візуальної підтримки алгоритмічної підготовки судноводіїв в умовах інформаційно-комунікаційного педагогічного середовища» проведено аналітичний огляд понятійно-категоріального апарату з проблеми алгоритмічної підготовки майбутніх судноводіїв в сучасному інформаційно-комунікаційному освітньому середовищі; на основі узагальнення вивчення вітчизняної та зарубіжної педагогічної літератури виявлено необхідність у впровадженні нової парадигми комп’ютерної підтримки навчання на базі підходів, які орієнтовані на професійну підготовку студентів, зокрема, компетентнісному підході до підготовки судноводіїв; побудована модель формування алгоритмічної компетентності майбутніх судноводіїв; здійснено аналіз методичних засад використання принципу наочності в процесі організації навчальної діяльності студентів з використанням ІКТ у контексті формування у них алгоритмічної компетентності.

За результатами теоретичного аналізу педагогічних праць розглянуто наукові підходи до трактування понять сучасної дидактики: «алгоритмічна діяльність», «алгоритмічне мислення», «алгоритмічна культура», «алгоритмічна лінія», «алгоритмічний підхід», «алгоритмічний метод», «алгоритмізація навчання», «алгоритмічна підготовка». У дослідженні розкрито погляди на способи формування алгоритмічного мислення студентів (А. Гейн, В. Ісаков, В. Ісакова, В. Шолохович, Я. Зайдельман, Г. Лебедєв, Л. Самовольнова); алгоритми розумових дій (Л. Ланда); формування алгоритмічної культури учнів та студентів у навчальному процесі (М. Бурда, Б. Гохват, В. Монахов, Ю. Мельник, О. Михно, М. Лапчик, М. Радюк, І. Тесленко, Л. Червочкіна); питання алгоритмічної підготовки фахівців (А. Єршов, Д. Кнут, М. Львов, Н. Морзе, Н. Новак, І. Полевченко, О. Скафа, О. Співаковський та ін.).

Теоретико-методологічне дослідження проблеми дозволило уточнити поняття алгоритмічної підготовки майбутніх судноводіїв. Під алгоритмічною підготовкою майбутніх судноводіїв ми розуміємо процес формування системи алгоритмічних знань, умінь і навичок, що дозволяють розробляти і реалізовувати програмні моделі інформаційних процесів і систем, пов’язаних з функціонуванням об’єктів професійної діяльності.

Аналіз навчальних нормативних документів, що регламентують зміст підготовки студентів за спеціальністю 6.070104 “Морський та річковий транспорт”, показав, що для формування необхідного рівня алгоритмічної підготовки майбутніх фахівців до вирішення професійно-орієнтованих завдань в умовах розвитку інформаційного суспільства алгоритмічна підготовка фахівців даного профілю повинна здійснюватися під час вивчення наступних дисциплін: «Інформатика та обчислювальна техніка», «Інформатика для судноводіїв», «Вища математика», «Суднові енергетичні установки та електрообладнання суден», «Навігація та лоція», «Морехідна астрономія», «Радіонавігаційні прилади та системи», «Управління роботою флоту та технологія перевезення вантажів», «Управління судном», «Автоматизовані комплекси судноводіння», «Навігаційні інформативні системи».

Ефективність алгоритмічної підготовки значно підвищується за умови використання інформаційно-комунікаційного педагогічного середовища, яке здатне підтримувати навчальну діяльність як на лекційних, так і на практичних заняттях, а також забезпечувати підтримку самостійної роботи та контролю знань студентів.

Потенційні можливості інформаційно-комунікаційного середовища по своїй ефективності значно перевершують традиційні форми, оскільки включають поєднання форм і засобів навчання, що впливають на різні сфери діяльності особистості студента. Технології навчання із застосуванням інформаційно-комунікаційного середовища надають великий арсенал засобів (технічних, методичних та ін.), що дозволяють активізувати пізнавальну діяльність студентів. В зв’язку з цим зростає роль викладача як організатора і координатора управління пізнавальною активністю студентів.

Активне впровадження інформаційних технологій в усі галузі людської діяльності призводить до появи нових та постійного оновлення вже існуючих професійних задач та кваліфікаційних вимог. Виникає необхідність у нових парадигмах комп’ютерної підтримки навчання на базі нових підходів, які орієнтовані саме на професійну підготовку студентів, зокрема, компетентнісному підході (КП), при якому метою навчання є цілеспрямоване формування компетенцій, що дозволять фахівцю успішно виконувати професійні задачі.

Вирішення проблеми оптимізації процесу алгоритмічної підготовки майбутніх судноводіїв здійснюється на основі реалізації відповідної технології в умовах інформаційно-комунікаційного середовища, що сприяє розвитку пізнавальної активності студентів у розробці алгоритмів вирішення професійно-орієнтованих завдань, формує потребу в самоосвіті, розвиває їх творчий потенціал, створює основу індивідуального стилю майбутньої професійної діяльності, компетентності у розв’язанні поставлених або раптово виникших професійно-орієнтованих задач.

В умовах особистісно-орієнтованої освітньої парадигми формування алгоритмічної компетентності майбутніх судноводіїв спрямовано на усвідомлене використання набутих знань у практичну діяльність й одночасно виступає засобом навчання, в процесі якого відбувається формування способів самостійного регулювання практичної та розумової діяльності в ході розв’язування конкретних професійних задач.

Аналіз особливостей формування алгоритмічної компетентності студентів вищих навчальних закладів освіти показує, що усі її компоненти спрямовані на забезпечення готовності до майбутньої фахової діяльності. Сучасна професійна підготовка, у тому числі й алгоритмічна, не вичерпується знаннями про алгоритм, його властивості та форми запису, але й передбачає опанування алгоритмічними способами діяльності та уміннями їх здійснювати.

На основі нормативних положень, що містять вимоги до рівня компетенції судноводіїв, якості їхньої підготовки, відбору та атестації, реалізованих в міжнародних Конвенціях ПДНВ-78/95 і СОЛАС-74 визначена структура інформаційно-комунікаційної компетентності фахівця, яка розглядається як система компетентностей: технологічної, алгоритмічної, модельної, дослідницької та методологічної. Виокремлено рівні алгоритмічної освіти (базовий, спеціальний, поглиблений) та різновиди алгоритмічної компетентності (повсякденно-побутова, професійна). Для визначення ролі і функцій алгоритмічної компетентності судноводіїв з’ясовано її змістові компоненти: функціонально-технологічний блок, особистісний блок і адаптаційний блок. Визначено провідні підходи у розробленні основ алгоритмічної компетентності судноводіїв як складової професійної компетентності: науковий, системний, ціннісний, особистісно-діяльнісний. З функціональної точки зору складовими компонентами алгоритмічної компетентності є: когнітивний (знанієво-змістовий); діяльнісний (технологічний); практичний. Сформульовано педагогічні умови формування алгоритмічної компетентності майбутніх судноводіїв, до яких відносяться: створення мотивації на свідоме засвоєння алгоритмічних знань для подальшого використання у професійній діяльності і побуті; забезпечення змістового наповнення й дотримання наступності алгоритмічної освіти на усіх етапах професійної підготовки; впровадження інноваційних особистісно-діяльнісних педагогічних технологій; використання інформаційно-комунікаційного педагогічного середовища; розроблення начально-методичного супроводу формування алгоритмічної компетентності. Побудована модель формування алгоритмічної компетентності майбутніх судноводіїв (рис. 1).

У результаті історико-логічного аналізу науково-педагогічної літератури виявлено, що основою сучасної теорії наочного навчання є використання надбань минулого з врахуванням вимог сьогодення. Тому, традиційного розуміння принципу наочності у процесі пізнання вже недостатньо. Це питання потребує розвитку та вдосконалення.

Розвиток інформаційних технологій та комп’ютерної техніки вносить свої корективи в розуміння та використання наочності в дидактиці, зумовлюючи появу як нових термінів – «моделювання», «мультимедіа-візуалізація» та інші, так і розуміння їх специфіки, необхідності та призначення на сучасному етапі. Це дає можливість використовувати наочність на новому рівні, збільшити її інформаційну та пізнавальну складову.

Комп’ютерна графіка може використовуватися на всіх етапах процесу навчання: при поясненні нового матеріалу, закріпленні, повторенні, самостійній роботі, контролі. Таким чином стає необхідним перейти від погляду на наочність як одного з допоміжних засобів навчання алгоритмізації до повноцінного використання візуального мислення в процесі алгоритмічної підготовки студентів.

На нашу думку, саме застосування комп’ютерного моделювання різних інформаційних процесів та об’єктів у процесі навчання алгоритмізації є наступним рівнем використання наочного матеріалу та одним з ефективних методів, що сприяють розвитку алгоритмічної та технологічної компетентності майбутніх судноводіїв.

Моделювання, що розглядається як спосіб довільного формування когнітивно-візуальних образів об’єкта, що вивчається, і оперування їх властивостями для раціоналізації пізнання, застосування і перетворення дійсності, дозволяє створювати семантичний простір дослідження, забезпечує можливість експериментування на моделі, включаючи логічне узагальнення, рефлексію та інші форми розумової діяльності.

В процесі алгоритмічної підготовки використовуються наступні програмні засоби: виконавці алгоритмів; комп’ютерні навчальні середовища або мікросвіти; електронні тренажери; імітатори; моделі інформаційних процесів та обчислювальних систем та ін. Важливого значення серед них набувають візуальні середовища навчання. Під візуальним середовищем навчання ми розуміємо спеціальну дидактичну систему, спрямовану на переробку та передачу навчальних знань, в основу якої покладено акцент на використання та розвиток візуального мислення студента. Ці умови передбачають наявність як традиційно наочних, так і спеціальних засобів і прийомів, що дозволяють активізувати роботу зору.

Мультимедіа-візуалізацію можна розглядати як сучасну форму наочного представлення навчальної інформації на основі комплексного використання ІКТ (мультимедіа та гіпертекстової будови навчальних середовищ – гіпермедіа, комп’ютерної графіки). Унікальні особливості віртуального інформаційного середовища (мультимедіа, інтелектуальність, моделінг, інтерактив, комунікативність, продуктивність) визначають безперечну ефективність його застосування в освіті, забезпечують особистісно-орієнтований, розвиваючий характер навчання. Мультимедіа-візуалізації (крім інших переваг) властива набагато більша інформативна щільність, зрощування понятійного і наочного, що органічно задіює і вербальне, і образне мислення. Таким чином, методи візуалізації інформації на основі ІКТ дозволяють гармонійно розвивати всі когнітивні структури студента.

На основі цілісного наукового аналізу охарактеризовано і обґрунтовано необхідність і можливість використання комп’ютерної візуалізації в алгоритмічній підготовці майбутніх судноводіїв на основі особистісно-орієнтованого підходу з використанням інтегрованого педагогічного програмного засобу, що включає технологію, засоби і способи візуалізації дидактичних об’єктів.

У другому розділі «Обґрунтування дидактико-методичних засад використання візуалізаторів в алгоритмічній підготовці судноводіїв» сформульовано критерії визначення рівня сформованості алгоритмічної компетентності у професійній підготовці майбутніх судноводіїв з використанням інформаційно-комунікаційних технологій; охарактеризовано рівні сформованості означеної якості; на основі аналізу науково-педагогічної літератури здійснено відбір методик оцінювання рівнів сформованості алгоритмічної компетентності; розроблено систему алгоритмічної підготовки судноводіїв з використанням візуальних засобів навчання; схарактеризовано передумови використання візуалізаторів в алгоритмічній підготовці майбутніх судноводіїв на основі міжпредметних зв’язків; висвітлено організацію та хід педагогічного експерименту; подано аналіз та інтерпретацію результатів дослідження.