Формы проявления кризиса образования в разных странах многообразны, но можно обозначить общие: проблема доступа к образованию; отставание образования от запросов современной жизни; неспособность адаптации к масштабам и темпам социальных изменений; ориентация на элиту общества. Суть кризиса образования проявляется в противоречии между социальными потребностями общества и их удовлетворение возможностями образования. Общество в своем развитии обгоняет образовательную систему на многие годы, а в отдельных случаях – на десятилетия. Результатом исследования состояния образования стал тот факт, что образование, наряду с проблемами выживания цивилизации, глобального потепления, экологии, питания и др., вошло в число проблем человечества. Понимание сущности проблемы определило постановку вопроса об изменении не только парадигмы, но и модели образования.

В современном мировом сообществе по всем процессам жизнедея­тельности возрастающую роль начинает играть научно обоснованное об­щественно-государственное регулирование, а также система образования и подготовка специалистов. Выдвигаются требования к системе образования, к науке и научному знанию, которые должны ответить на следующие вопросы: оптимальное устройство общественного и материального бытия; формы экономической и производственно-технической деятельности; какими должны быть специалисты, претендующий на роль политического лидера.

Реализация постоянного развития требует улучшения не только экономических и экологических характеристик, но и гармонии между людьми, обществом и природой, культурного самосовершенствования и саморазвития общества, самоорганизацией, деятельного участия общественности в принятии решений, что неизбежно связано с изменением устоявшегося стереотипа мышления, с переоценкой моральных ценностей и формированием новых мотивов в организации жизни, достижение этого неосуществимо без участия системы образования.

Поиск подходов и разработка механизмов внедрения в жизнь модели развития общества, как возможность выживания общества, тесно связаны с решением проблемы интенсификации человеческого интеллекта за счет возможностей информационных технологий.

Таким образом, информатизация общества один из путей выхода об­разования из критического периода. Обозначим факторы, определяющие взаимосвязь между системой образования и информатизацией:

1. Понимание информации как фундаментального понятия и его роли в общественном развитии. Переход информации в разряд универсальных категорий необходимой для различных видов жизнедеятельности человека: учебной, научно- исследовательской, производственной, административно-управленческой, творческой и многих других. Таким образом, в связи с объективным ростом роли информации в обществе, проблема подготовки потребителей информации приобретает актуальность.

2. Возрастание объемов информации. В результате постоянного расширения познавательной деятельности людей, ускорения темпов развития научно-технического прогресса, появления новых наук и технологий, информация характеризуется такими динамическими свойствами, как: рост, накоплением и старением. Таким образом, роль информации в жизни человека и общества в целом, проявляется в двух аспектах – количественном (возрастание объемов информации) и качественном (превращение информации в важнейший ресурс развития человечества), причем оба оказывают влияние на образование.

3. Развитие информационной техники и технологии. На протяжении всей истории человечества, каждая информационная революция сопровождалась процессом совершенствования информационной техники и технологии для хранения, переработки и передачи информации следующим поколениям. В настоящее время информационные технологии занимают основное место в процессе «интеллектуализации» общества, играют главную роль в получении и накоплении новых знаний.

4. Становление информационного общества. Главным показателем информационного общества является то, что все его представители имеют равные права и возможности свободно производить и вовремя получать любую интересующую его информацию, кроме случаев, ограниченных законом. Информация становится стратегическим ресурсом общества, техническим средством освоения этого ресурса выступает компьютер и средства телекоммуникации.

Россия имеет свои особенности вступления в информационное обще­ство. Исследования российских ученых показали, что основные проблемы связаны с низкой информационно-правовой культурой общества. Информационная культура означает степень усвоения специалистами методами работы с информацией и информационными ресурсами, а также навыками поиска, передачи, хранения, обработки и анализа информации в различных сферах деятельности человека.

В ходе исследования был изучен и обобщен отечественный и зару­бежный опыт образовательных учреждений по развитию информационной культуры. Формирование информационной культуры в отечественных образовательных учреждениях ведется на основе монодисциплинарного подхода, связанного, как правило, с одним из четырех направлений:

-     основы библиотечно-библиографических знаний;

-     основы информатики;

-     вычислительная техника и основы компьютерной грамотности;

-     культура чтения, основы рациональной работы с книгой.

Такой подход не обеспечивает целостного представления о информационной культуре, не дает возможности овладеть системой знаний, умений, навыков работы с информацией, то есть не позволяет решить проблему в целом. Кроме того, в ходе исследования выявлен дефицит учебно-методической литературы, необходимой для формирования информационной культуры.

Проблему представляет также отсутствие в настоящее время системы подготовки преподавателей, способных на профессиональной основе вести занятия с различными категориями обучаемых, квалифицированно осуществлять учебно-методическое обеспечение курсов. Это обстоятельство является, с нашей точки зрения, негативным следствием отсутствия государственной политики в области информационной культуры, прояв­лением ведомственного подхода, разрозненности усилий организаций, призванных осуществлять ее формирование.

В обобщенном виде основные направления исследования проблемы информатизации образования и формирования компьютерно-алгоритмического мышления представлены в табл.1.

Таблица 1. Основные исследования информатизации образования и формирования компьютерно-алгоритмического мышления студентов

Исследования показали, что одним из компонентов информационной культуры является наличие компьютерно-алгоритмического мышления. Формирование данного вида мышления позволит повлиять на уровень информационной культуры в частности и уровень информатизации общества в целом. В связи с этим, обозначенная проблема остается актуальной и на сегодняшний день.

Для нас интеграция технологического уровня, является наиболее значимой, поскольку он связанная с поиском и сочетанием в педагогическом процессе технологий, которые обеспечат эффективное формирование алгоритмического мышления студентов.

Собственные теоретико-экспериментальные исследования, анализ научной-педагогической литературы, а также исследования П.И. Пидкасистого, В.А. Сластенина, Н.М. Яковлевой, привели нас к необходимости нахождения такой формы включения студента в деятельность по формированию у них алгоритмического мышления, которая позволила бы одновременно определить его структурность, личностно-ориентированную направленность и технологичность [12-15]. С нашей точки зрения, такая возможность появится, если включить студентов в деятельность по решению системы задач, построенной и четко сориентированной на формирование у них алгоритмических умений. Такой выбор был определен также тем, что, во-первых, задача с одной стороны, это форма предъявления содержания, с другой ­ способ активизации, управления и самоуправления, организации и самоорганизации, диагностики и самодиагностики, а во-вторых, задача выступает основой различных типов деятельности (в частности, алгоритмической) студентов [1-6].

На наш взгляд, постановка студента в задачную систему обучения по­зволит, с одной стороны, придать личностно-ориентированную направлен­ность процессу формирования алгоритмического мышления, с другой стороны, обеспечит структурность и технологичность данного процесса за счет анализа, проектирования и разработки решаемых задач.

По мнению С.Л. Рубинштейна, любая учебно-познавательная задача есть модель проблемной ситуации, с которой (если она осознана), и начинается мышление. Следовательно, учебно-познавательные задачи призваны раскрывать и конкретизировать ту или иную цель педагогической деятельности, кроме того, задача проектирует шаг вперед в умственном и общем развитии студентов.

В структуре любой задачи выделяют исходные данные задачи и модель, которую необходимо построить. Процесс решения задачи в рамках концепции, разработанной А.В. Брушлинским и С.Л. Рубинштейном, имеет специфическую конкретизацию: «каждая следующая стадия процесса вырастает из предыдущей, являющейся ее внутренним условием, и потому все стадии неразрывно связаны между собой».

Для успешного решения учебно-познавательных задач требуется многоуровневая задачная система, в которой строго определено место и порядок каждого компонента, и каждый компонент такой системы имеет свою познавательную функцию [18-21].

В научно-педагогической литературе существуют различные классифи­кации задач. Например, Н.М. Яковлева, предложила четыре группы задач, в основу которых положила структуру профессионально-творческой подготовки студентов: методологические, теоретические, методические, практические. При этом она предложила внутри каждой группы выделить задачи логико-поисковые, познавательно-поисковые, исследовательские и творческие. В.А. Сластенин классифицирует задачи по условиям появления проблемы. А.М. Матюшкин проводит классификацию на основе структурных компонентов деятельности: задачи на выяснение неизвестных характеристик предмета деятельности; задачи на разработку неизвестного способа деятельности; задачи на определение новых условий действия [10].

Эффективность любого учебного процесса, в конечном итоге, определяется тем, какие именно задачи, какими способами и в какой последовательности решают преподаватели и студенты.

Определим ряд требований, которым должен отвечать комплекс задач, направленный на формирование алгоритмического мышления:

• должен строиться на принципе системности;
• необходимо учитывать, как специфику изучаемого предмета, так и уровневый характер готовности студента;
• основываться на принципах преемственности и последовательности, обеспечивать поэтапное включение студента в деятельность более высокого уровня;
• обеспечивать возможность приобретения новых знаний, умений и навыков, а также способствовать активной мыслительной деятельности студента;
• должен развивать такие качества личности – волевые, мотивационно-ценностные, организаторские и исследовательские [21].

Отбор комплекса задач с учетом предложенных требований не только повлияет на повышение уровня знаний, умений, навыков студентов, но и будет активно способствовать формированию алгоритмического мышления, а их вариативность и дифференцированность создаст благоприятные условия для эффективного использования учебного времени на занятиях [6-9].

В своем исследовании мы использовали подход к классификации задач описанный в работах Н.М. Яковлевой, внутри каждой группы мы определили следующие типы задач: задачи на разработку алгоритмических предписаний; поисковые (логико- поисковые, информационно-поисковые, познавательно-поисковые); аналитические; творческие (табл. 1).

Дадим общую характеристику каждому типу обозначенных задач.

Задачи на разработку алгоритмических предписаний – задачи низкого уровня и требуют от студентов строгого выполнения всех инструкций преподавателя, основанных на применении логических и алгоритмических структур, благодаря которым сокращается перебор вариантов и упорядочивается поиск решений.

Поисковые задачи – такие задачи, в результате решения которых студент самостоятельно на основе анализа, оценки и систематизации разнообразных источников знаний получает новые для него знания и способы решения задач в области информатики и новых информационных технологий.

Аналитические задачи – в процессе решения таких задач студенты обучаются самостоятельному формулированию выводов, на основе использования известных и осваивания новых методов и приемов исследования.

Творческие задачи – задачи в ходе решения, которых у студентов складывается система знаний, умений и интеллектуальных качеств, обеспечивающих формирование творческой направленности личности. При решении творческих задач проявляются, такие особенности как: индивидуальный стиль мышления, переформулировка структурно-компонентного состава задачи и т.д. [21].

Таблица 1. Классификация задач

В федеральном государственном образовательном стандарте направления «Педагогическое образование» в предметном блоке профессионального цикла вариативной части содержится курс «Компьютерное моделирование». Этот курс играет важнейшую роль в осуществлении межпредметных связей и выполняет следующие функции:

- расширяет представления студентов о моделировании как методе научного познания,

- способствует осознанию методологии моделирования в целом как одной из ведущих в познании окружающего мира,

- осуществляет связь между специальной подготовкой в области информатики и профессионально-педагогической подготовкой,

- интегративную по отношению к математической, естественнонаучной и узкоспециальной подготовке в области информатики,

- углубляет навыки в области программирования и использования ЭВМ [10-11].

В первой части курса рассматриваются общие понятия моделирования, классификация моделей, виды моделирования – математическое, графическое, имитационное, моделирование информационных процессов, вербальное. При этом рассматриваются модели из различных предметных областей: физики, химии, биологии, социологии, медицины и т.д.

В основном блоке обсуждаются различные подходы к классификации математических моделей, этапы компьютерного математического моделирования. Математика и информатика тесно связаны. На современном этапе развития информатики между этими науками имеет место тесное родство и взаимодействие, поэтому математическая подготовка учителя информатики является важнейшей составной частью его профессиональной подготовки, а информатика обеспечивает огромные технологические возможности решения прикладных математических задач [6-8].

В лабораторно-практической части курса «Компьютерное моделирование» используются такие программные математические инструменты и пакеты как: Mathematica, Derive, Maple, Mathcad, Arena, Matlab, Statistica и др. Математические системы – удобный и мощный инструмент, позволяющий решать корректно поставленные задачи, имеют тысячи встроенных библиотечных программ и поразительные возможности для визуализации результатов вычислений. С точки зрения математической культуры становится важным понимание уникальных вариативных возможностей различных инструментов для реализации разных способов решения и форм получения результатов при решении математических задач: методы точные и приближенные, результаты символьные, численные, графические [3-6]. Математическая подготовка обеспечивается такими дисциплинами как «Математическая логика», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Численные методы», «Исследование операций». Основы специальной подготовки закладываются следующими дисциплинами: «Теоретические основы информатики», «Программирование», «Программное обеспечение ЭВМ», «Информационные системы», «Компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии», «Архитектура компьютера». Курс «Компьютерное моделирование» является связующим звеном между математическими дисциплинами и дисциплинами, представляющими информатику.

Курс «Компьютерное моделирование» связан также с курсом «Экономика» из блока «Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины». При рассмотрении вопросов, связанных с изучением этапов компьютерного моделирования рассматривается задача простой модели производства. Современное производство характерно тем, что часть производимой продукции (в стоимостном выражении) возвращается в виде инвестиций (т.е. части конечной продукции, используемой для создания основных фондов производства) в производство. При этом время возврата, ввода в оборот новых фондов может быть различным для различного рода производства [12-15]. Необходимо промоделировать эту ситуацию и выявить динамику изменения величины основных фондов производства (капитала). Сложность и многообразие, слабая структурированность и плохая формализуемость основных экономических механизмов, определяющих работу предприятий, не позволяют преобразовать процедуры принятия решений в экономической системе в полностью эффективные математические модели и алгоритмы прогнозирования. Поэтому целесообразно использование простых, но гибких и надежных процедур принятия решения. В рамках курса рассматривается простая модель социально-экономического процесса. Компьютерная модель строится с использованием одного из языков программирования (Free Pascal, C++, Visual Basic и т.д.). Выбор языка программирования остается за студентом.

Из цикла ЕН – общие математические и естественнонаучные дисциплины курс «Компьютерное моделирование» связан с дисциплинами «Физика», «Химия», «Биология с основами экологии». Компьютерное моделирование предоставляет отличные возможности для изучения основных физических и химических законов, для демонстрации которых используются компьютерные модели (например, темы «Колебания и волны», «Оптика», реализованные при помощи программного средства Macromedia Flash), а также для проведения физического, химического и биолого-экологического практикумов. При работе студенты используют дополнительную и специальную литературу из соответствующих предметных областей.

К концу курса в значительной мере достигается овладение студентами общей методикой работы с компьютерной (чаще всего математической) моделью, приобретаются практические навыки постановки вычислительного эксперимента и работы со специальной литературой.

Электронные образовательные курсы определяют не только как источник учебной информации, представленный в доступной для обучаемых форме, но и как средство обучения, с помощью которого осуществляется организация образовательного процесса, в том числе и самообразования.

В состав электронного курса, как носителя содержания образования входят следующие обязательные элементы: постановка задачи, предъявление информации, раскрытие путей решения проблем, обобщение и систематизация, закрепление и контроль, самостоятельная работа. Данная структура ориентирована на личностно-развивающую деятельность студента, в ней присутствуют процедуры обучения, связанные с выяснением смысла учебной дисциплины и каждой темы в отдельности.

Кроме общей структуры электронного курса (ЭК), в качестве основных компонентов содержания выступают: информативная, репродуктивная, творческая, эмоционально-ценностная. Каждая компонента имеет определенный состав и средства реализации (см. рис. 1).

Рисунок 1 – Компонентный состав и средства структуры ЭК

В основу построения ЭК положены гипертекст и гипертекстовая структура. Использование гипертекста позволяет обучающемуся сформировать свой маршрут поиска информации в массиве. Он может не просто выбирать ту или иную стратегию чтения, но и сам создавать новый текст на основе содержащихся в гипертекстовой системе фрагментов. Гипертекст изменил роль обучаемого, превратил его в соавтора и собеседника.

На сегодняшний день выделяют три подхода при создании и использовании электронных средств обучения: педагогический, информационный, личностно-ориентированный.

Педагогический подход основан на необходимости реализации в учебном процессе различных дидактических целей. Информационный подход направлен на создание своеобразной обучающей среды, в которой при использовании определенных педагогических технологий происходит процесс познания, интеллектуального развития. Личностно-ориентированный подход нацелен на соответствующие качества личности обучающихся, которые развиваются в ходе специально организуемой деятельности.

Электронный курс существенно обогащает традиционные формы обучения, так как позволяет включать большое количество учебных и наглядных материалов и способствует развитию качественно новых методик преподавания. Можно отметить следующие положительные стороны электронных курсов:

• облегчает понимание изучаемого материала за счет совокупности различных способов подачи материала: индуктивный подход, воздействие на слуховую и эмоциональную память и т.п.;
• допускает адаптацию в соответствии с потребностями, уровнем подготовки, интеллектуальными возможностями и амбициями обучающегося;
• позволяя сосредоточиться на существе предмета, рассмотреть множество примеров и решить больше задач;
• предоставляет широки возможности для самопроверки на всех этапах обучения;
• выполняет роль терпеливого наставника, предоставляя неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок.

Несмотря на перечисленные положительные стороны использования электронных курсов, необходимо отметить и недостаток заключающийся в неудобстве чтения текстов с экрана монитора, хотя любую его часть в любой момент можно распечатать.

Можно выделить несколько видов электронных курсов, представленных на рисунке 2.

Рисунок 2 – Виды электронных курсов

Таким образом, в педагогической науке проблема формирования учебно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса студентов как средства их профессионального развития осознается в качестве приоритетной. Однако ее теоретическая разработка осуществлена на основе поэлементного подхода, так как разрабатывается вне контекста целостного учебно-воспитательного процесса.