Так, в Концепции предметной подготовки учителя по специальности 030100 «Информатика» [1] отмечается, что интенсивное развитие средств и методов информатики определяет необходимость постоянного совершенствования содержания предметной подготовки будущего учителя, отвечающей современному состоянию научной и образовательной области «Информатика».
Актуальность определения содержания обучения информатике, адекватной современным достижениям в науке, обозначена в ряде государственных проектов модернизации системы образования (Национальная доктрина образования в Российской Федерации, Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2011-2015 годы). В них говорится о том, что одной из основных целей образования признана организация учебного процесса с учетом современных достижений науки, систематическое обновление всех аспектов образования, отражающего изменения в сфере культуры, экономики, науки, техники и технологий.
Данная проблема активно обсуждается в научно-педагогических исследованиях (Т. А. Гудкова, Е. И. Гужвенко, С. Д. Каракозов, Н. И. Рыжова и др.), материалах конференций, симпозиумов и форумов. Отмечается, что результаты профессиональной подготовки будущих учителей вызывают возрастающую неудовлетворенность как со стороны самих студентов, так и со стороны общества. Выпускники оказываются не готовыми к частому изменению содержания школьных учебников по информатике и обучению учащихся новым направлениям развития технологий.
Быстрые темпы изменений в информатике и, в связи с этим, потребность постоянного обновления учебного материала как на уровне теоретических знаний (например, представление данных в компьютере), так и на уровне практических умений (например, смена программного обеспечения) приводят к осознанию необходимости изменения подхода к формированию содержания предметной подготовки будущих учителей.
Актуальность рассматриваемой проблемы подтверждается концепцией новых Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» [5], где профильная (предметная) подготовка учителей информатики не стандартизирована. Традиционный пятилетний срок разработки стандартов, принятый в России и выдержанный по отношению к ГОС ВПО по специальности 030100 «Информатика» в 1995 г., 2000 г. и 2005 г., сегодня не может соответствовать темпам происходящих в области информационных технологий изменений. С целью обеспечения высокого уровня предметной подготовки вуз должен самостоятельно определять необходимость изменений в обучении и оперативно обновлять содержание подготовки будущих учителей.
Для решения данной проблемы была разработана модель опережающей системы образования, представленная в Концепции информатизации высшего образования Российской Федерации [3]. Согласно данной модели в основу содержания подготовки должно быть положено сочетание новейших естественнонаучных и гуманитарных знаний, что позволит формировать у выпускников вузов знания и умения, дающие возможность успешно оперировать последними достижениями в области науки и техники.
Реализация данной модели на практике предполагает постоянное обновление содержания обучения за счет включения в него последних достижений в науке и технике в виде новых дисциплин или обновления содержания традиционных курсов, что позволяет сделать его изоморфным академической научной области.
Однако производимые таким образом изменения в структуре предметной подготовки учителя являются фрагментарными, так как затрагивают лишь некоторые направления развития информатики, либо проводятся бессистемно. Более того, изменения в социальной, экономической и производственной сферах общества достигли сегодня таких темпов и масштабов, что простое увеличение количества дисциплин уже неэффективно, а попытки постоянного обновления содержания обучения становятся попытками «догнать» научно-технический прогресс.
Причину несоответствия предметной подготовки учителя информатики современному состоянию науки, а также требованиям общества и работодателей мы видим в отсутствии эффективного решения проблемы оперативной корректировки содержания обучения в соответствии с направлениями развития информатики.
Изменения в системе высшего профессионального образования, возрастающие требования к уровню предметной подготовки учителя, необходимость динамичного изменения содержания обучения в соответствии с развитием научной области «Информатика» требуют не столько фрагментарных модификаций отдельных компонентов предметной подготовки, сколько ее реструктуризации и теоретического обоснования производимых обновлений.
Необходимо отметить, что основу содержания обучения составляют фундаментальные знания и умения, инвариантные по отношению ко времени. Однако новые достижения в науке и технике позволяют более глубоко и полно понять и изучить феномен информации, природу закономерностей информационных процессов в живой и неживой природе, а также в социуме. Не уменьшая значимость фундаментального ядра информатики, формирования ее методологического и понятийного аппарата, считаем необходимым обратить особое внимание на необходимость выявления инновационных направлений развития данной науки, что позволит сформировать у студента современное видение окружающего мира, а также знания и умения, дающие будущим учителям информатики возможность оперировать современными научными и технологическими достижениями.
Для определения перспективных направлений развития информатики целесообразно использовать методы технологического прогнозирования, так как оно представляет собой прогнозирование структурных изменений в научном знании и практической деятельности в результате достижений науки и техники, что, безусловно, позволит сделать содержание предметной подготовки по информатике адекватной научной области.
«Технологическое прогнозирование - это вероятностная оценка, на относительно высоком уровне уверенности, будущего перемещения технологий» [6, С. 23]. При этом под технологиями понимаются не только средства, но и различные процедуры, методы, алгоритмы и модели, связанные с разработкой таковых [4].
В рамках данной работы определены направления дальнейшего развития информационных технологий с целью их включения в содержание предметной подготовки будущих учителей информатики. Объектом анализа выступили достижения научно-технического прогресса в области информатики, информационные продукты, информационные услуги и технологии, представленные в форме патентов на изобретения.
Наиболее распространенным методом исследования патентной информации считается теоретико-информационный анализ патентов [2]. Согласно данной методике изучение патентов за последние 3-5 лет и определение их ежегодного количества позволяет предвидеть возможности развития техники на следующий аналогичный по продолжительности период. Применив данный метод для анализа патентов в области информатики, мы определили перспективы ее развития на ближайшие 5 лет, начиная с 2012 г.
Источниками информации о запатентованных разработках послужили следующие данные:
- информация федеральной службы государственной статистики РФ;
- данные федеральной службы по интеллектуальной собственности Роспатент РФ;
- данные официального бюллетеня патентного ведомства США;
- данные Евразийской патентной организации.
Всего было проанализировано 4624 патента на изобретения, связанные с информационными технологиями. Результаты анализа по направлениям проводимых исследований согласно Международной патентной классификации от 2012 г. представлен в таблице 1 (фрагмент).
Таблица 1
Динамика изменения количества патентов на изобретения в области информатики с 2007 г. по 2011 г.
|
Код классификации изобретения |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
|
Способы и устройства для преобразования данных, программного управления, обнаружения ошибок и контроля |
47 |
48 |
76 |
61 |
109 |
|
Компьютерные системы, основанные на специфических вычислительных моделях |
13 |
16 |
20 |
21 |
21 |
|
Методы и алгоритмы обработки данных |
64 |
88 |
117 |
110 |
145 |
|
Передача цифровой информации |
34 |
59 |
68 |
72 |
82 |
|
Кодирование, декодирование или преобразование кодов |
20 |
14 |
13 |
6 |
9 |
|
Устройства защиты компьютеров или компьютерных систем от несанкционированной деятельности |
16 |
27 |
42 |
46 |
54 |
|
Считывание, распознавание образов, графиков |
73 |
55 |
51 |
48 |
48 |
|
Представление выходных данных |
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Методы и алгоритмы хранения информации |
14 |
23 |
23 |
24 |
31 |
|
Оптические логические элементы |
5 |
2 |
2 |
1 |
0 |
Проведенный нами анализ данных за период с 2007 г. по 2011 г. позволяет сделать следующие выводы:
1. Перспективными направлениями развития информационных технологий на период до 2016 г., например, можно считать:
- разработки элементной базы компьютера;
- устройства ввода / вывода данных;
- способы и устройства преобразования данных, программного управления, обнаружения ошибок и контроля данных;
- методы и алгоритмы обработки данных;
- представление выходных данных;
- методы и алгоритмы хранения данных;
- технологии передачи информации;
- методы и алгоритмы защиты компьютерных систем от несанкционированного доступа.
Такой вывод был сделан нами на основе того, что количество патентов по данным направлениям исследований в каждом из последующих пяти лет, начиная с 2007 г., превышает их число в данном году.
2. В связи с тем, что количество патентов по представленным ниже направлениям на протяжении 5 лет, начиная с 2007 г., уменьшалось, согласно методике теоретико-информационного анализа патентов можно прогнозировать снижение интенсивности их развития в ближайшие время. К таким направлениям информатики, например, мы отнесли:
- оптические логические элементы компьютера;
- технологии кодирования / декодирования информации и преобразования кодов;
- технологии считывания, распознавания образов.
Такая ситуация с представленными направлениями исследований является вполне оправданной, так как технологии, для которых прогнозируется спад развития, начинают подвергаться вытеснению за счет замены их более перспективными разработками. Например, новые подходы к представлению данных в компьютере привели к снижению необходимости в исследованиях, связанных с двоично-десятичным кодированием информации, и в настоящее время они могут рассматриваться лишь как характеристика действующих принципов современных компьютеров.
3. Ряд информационных технологий можно считать бесперспективными, так как по данным направлениям проводимых исследований патенты в течение рассматриваемого периода времени с 2007 г. по 2011 г. выданы не были. К числу таких технологий, например, мы отнесли:
- механические цифровые вычислительные машины;
- устройства для перехода из одной системы счисления в другую.
Действительно, данные технологии потеряли свои позиции на рынке применения. Они постепенно заменены другими более современными разработками, поэтому на протяжении рассматриваемого периода времени исследования в данных направлениях не проводились. Такого рода исследования могут рассматриваться уже как исторический аспект становления и развития информатики.
Таким образом, проведенное технологическое прогнозирование направлений развития информационных технологий позволило выявить основные тенденции исследований в данной области, освещение которых в содержании предметной подготовки будущих учителей информатики считается целесообразным и необходимым. К их числу мы отнесли разработки архитектуры и элементной базы компьютера и вычислительных систем (например, нанокомпьютеры, квантовые компьютеры, биокомпьютеры), алгоритмы обработки данных (например, основанные на нейронных сетях), технологии представления информации в компьютере (например, семантические сети) технологии передачи, хранения и защиты данных (например, квантовые алгоритмы).
Изучение в процессе предметной подготовки будущих учителей информатики данных вопросов, оперативное обновление содержания по представленным тематическим блокам позволят сделать ее адекватной структуре и современному состоянию науки в условиях интенсивного развития средств и методов информатики. По результатам выполненного исследования разработана структура предметной подготовки будущих учителей информатики, в которой особое внимание уделяется изучению вопросов современных направлений разработок по информатике.
Рецензенты:
Попов С. Е., д.п.н., доцент, зав. кафедрой физико-математического образования, ФГБОУ ВПО «Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия», г. Нижний Тагил.
Зуев П. В., д.п.н., профессор, директор Института физики и технологии, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет», г. Екатеринбург.
Библиографическая ссылка
Егорова Л.Е. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ КАК СОСТАВНОЙ КОМПОНЕНТ СОДЕРЖАНИЯ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7763 (дата обращения: 20.01.2025).