Методическая система опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, доктор наук Китайгородский Михаил Дмитриевич

• Китайгородский Михаил Дмитриевич
• доктор наук
• 2020

Оглавление диссертации доктор наук Китайгородский Михаил Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. Состояние проблемы подготовки учителя технологии к профессиональной деятельности в области современных

технологий

§ 1.1. Отражение передовых технологий в содержании современного

технологического образования в школе

§ 1.2. Цифровые технологии в технологическом образовании будущего

учителя технологии

§ 1.3. Проблемы профессиональной подготовки учителя технологии в

области современных цифровых технологий

Выводы по главе

Глава 2. Методологические и дидактические проблемы

опережающего профессионального образования

§ 2.1. Социально-философские и педагогические предпосылки

осуществления опережающего обучения и образования

§ 2.2. Аспектный подход и системное определение понятия

опережающего образования

§ 2.3. Основные направления осуществления профессионального

опережающего образования в области цифровых технологий

Выводы по главе

Глава 3. Теоретические основы опережающего образования

учителя технологии

§ 3.1. Личностный потенциал опережающего образования

§ 3.2. Система принципов опережающего образования учителя

технологии

§ 3.3. Концепция опережающего образования учителя

технологии

§ 3.4. Модель методической системы опережающего образования

учителя технологии в области цифровых технологий

Выводы по главе

Глава 4. Методическая система опережающего образования

учителя технологии в области цифровых технологий

§ 4.1. Цели и содержание опережающего образования учителя

технологии в области цифровых технологий

§ 4.2. Методическое и технологическое обеспечение обучения

цифровым технологиям

§ 4.3. Проектная и научно-исследовательская деятельность студентов в

области цифровых технологий

Выводы по главе

Глава 5. Организация и результаты педагогического

эксперимента

§ 5.1. Общая характеристика и организация экспериментального

исследования

§ 5.2. Констатирующий эксперимент

§ 5.3. Поисковый эксперимент

§ 5.4. Формирующий эксперимент

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Методическое обеспечение учебного модуля

«Цифровые технологии»

Приложение 2. Диагностические материалы педагогического

эксперимента

Приложение 3. Курсовые и выпускные квалификационные работы

студентов

Приложение 4. Участие студентов в проектной соревновательной деятельности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методическая система опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Образование является основой прогресса человечества. Социально-экономическое развитие в XXI веке зависит от способности государства обеспечивать образование всех членов общества, с тем чтобы дать возможность каждому человеку преуспеть в стремительно меняющемся мире. Инновационное общество готовит граждан жить в условиях быстрых перемен.

Новые технологии развиваются стремительными темпами, они распространяются во все области деятельности человека: современное индустриальное производство, социальную сферу, экономику, образование. Развитие техники и технологий формирует совершенно новые инновационные рынки, которые предоставляют пользователям и потребителям современные сервисы и технологические решения. В настоящее время разворачивается глобальная индустриальная технологическая революция Индустрия 4.0, которая является результатом последних достижений в сфере цифровых технологий, под которыми понимаются технологии создания материальных или виртуальных (цифровых) объектов методом обработки числовой информации с использованием вычислительных систем. В контексте Индустрии 4.0 в России сформулирована Национальная технологическая инициатива (НТИ), которая концентрируется на новых глобальных рынках, формирование которых ожидается через 15-20 лет. Большинство таких рынков будут использовать цифровые технологии. К системным, сквозным, интегративным цифровым технологиям можно отнести технологии робототехники и автоматики, интернета вещей, аддитивные технологии, технологии виртуальной и дополненной реальности, компьютерное моделирование и технологии искусственного интеллекта, технологии облачных вычислений и больших данных. Указанные технологии являются предметом рассмотрения и Национального проекта «Цифровая экономика».

Развитие цифровых технологий влияет и на образование, в частности на содержание образовательных программ и на используемые средства обучения. В

послании Президента Федеральному Собранию в 2019 году В.В. Путин отметил: «Должно меняться и содержание образования. В государственных стандартах и программах важно отразить приоритеты научно-технологического развития страны» [145].

Изменения содержания образования, в том числе и технологического образования в школе и вузе, должны не только учитывать достижения и перспективы инновационного технологического производства, но и соответствовать современным образовательным тенденциям, основанным на электронном обучении, цифровых образовательных технологиях, технологиях дистанционного обучения.

Национальный проект «Образование» предусматривает реализацию мероприятий по совершенствованию преподавания предметной области «Технология». Предполагается не только модернизация технологической оснастки дисциплины, на что сейчас нацелена программа «Точки роста», но и изменения в формах проведения занятий. Предлагается уроки технологии проводить на базе современных мастерских кванториумов и вузов, участвующих в реализации проекта «Дом научной коллаборации». Учителя технологии должны пройти инновационные программы повышения квалификации [137].

Одной из целей федерального проекта «Учитель будущего», входящего в национальный проект «Образование», является «опережающее обучение новым образовательным технологиям, внедрение различных форматов электронного образования, в том числе мероприятий по повышению квалификации учителей, работающих с талантливыми детьми» [138].

Это в первую очередь относится к профессиональной подготовке учителей технологии, которая в настоящее время требует переоценки. Содержание, методы, средства технологического образования должны учитывать современные достижения цифровых и образовательных технологий, включая электронное обучение и дистанционные технологии. Профессиональная педагогическая подготовка будущих учителей технологии должна быть нацелена на завтрашний день, носить опережающий характер. В такой подготовке учителей технологии

необходима реализация опережающего образования. В нашем исследовании мы будем рассматривать понятие опережающего профессионального педагогического образования как методическую систему подготовки будущих учителей и процесс ее реализации, направленных на развитие определенных профессиональных качеств личности, ориентированных на перспективные потребности образования. Эти профессиональные и личностные качества должны адаптировать человека к жизни и работе в условиях неопределенности и быстрых изменений внешней среды. Эти качества можно объединить в интегрированный показатель, характеризующий опережающее образование как результат - личностный потенциал опережающего профессионального педагогического образования, который следует рассматривать как характеристику личности учителя, включающую в себя высокую мотивацию, профессиональные компетенции и творческие способности, необходимые для осуществления профессиональной педагогической деятельности с учетом состояния и тенденций современных технологий. Личностный потенциал будущего учителя должен характеризоваться определенным уровнем, обусловливающим его профессионально-педагогическую готовность к реализации современного обучения.

Все вышеуказанное требует научного и методического изучения и осмысления. Исследования в областях технологического образования школьников и подготовки будущих учителей технологии в системе высшего образования проводятся достаточно активно. Теоретико-методологические основы этих исследований заложены в научных трудах П.Р. Атутова, В.М. Жучкова, В.М. Казакевича, В.А. Полякова, В.Д. Симоненко, Ю.Л. Хотунцева и др. При рассмотрении проблем подготовки учителей технологии к профессиональной деятельности исследователи обращают внимание на методики формирования и развития методических и технологических компетенций, на необходимость непрерывности технологического образования, на подготовку учителя технологии к использованию средств информационных технологий, на интегративность предметной области «Технология» и т.д.

Среди диссертационных исследований, посвященных общим проблемам технологического образования в вузе, следует выделить работы Н.В. Жучкова, Н.В. Зеленко, А.А. Калекина, В.А. Куриной, К.Е. Романовой, А.Н. Сергеева и др.

Среди исследований, посвященных подготовке учителя технологии, есть работы, связанные с формированием компетенций в определенных технологических областях: информационных технологиях, графической подготовки и декоративно-прикладного творчества, электрорадиотехнологий, технологий обработки конструкционных материалов и т.д.

Проблемам подготовки учителя технологии к использованию средств информационно-коммуникационных технологий в своей профессиональной деятельности посвящены работы Л.Г. Ахметова, А.Н. Богатырева, Г.Н. Некрасовой, Н.Н. Новиковой, Ю. Л. Хотунцева, Р. М. Чудинского и др.

Проблемы графической подготовки учителя технологии раскрыты в диссертационных исследованиях Л.Н. Анисимовой, В.Н. Виноградова, А.А. Павловой, Е.Е. Симоновой и др.

Внимание исследователей сфокусировано и на проблемах теории и методики подготовки учителей в области электрорадиотехнологий. Работы в этой области посвящены подготовке как учителей технологии, так и учителей физики, для которых эти дисциплины также являются профильными. В некоторых случаях методики интегрированы, применимы и для учителя физики и для учителя технологии, но, с нашей точки зрения, такое рассмотрение не соответствует различным целям и содержанию физического и технологического образования в школе.

Подготовку учителей технологии необходимо вести и в области современных радиоэлектронных технологий, автоматики, микропроцессорной техники, робототехники. Исследованиям в области использования современных микропроцессорных средств обучения и обучению современным радиоэлектронным технологиям посвящен ряд работ А.Н. Богатырева, Ю.А. Воронина, В.В. Лаптева, А.В. Смирнова, Ю.Л. Хотунцева и др.

В настоящее время на уровне диссертационных исследований отсутствуют работы, связанные с подготовкой будущих учителей технологии в таких современных областях индустрии, как робототехника, микропроцессорная электроника, интернет вещей, аддитивные технологии, являющимися основами современного промышленного производства. При этом надо отметить, что имеются методические разработки в области образовательной робототехники, представленные в работах Д.А. Каширина, Д.Г. Копосова, В.В. Тарапаты, С.А. Филиппова, В.Н. Халамова и др.

В работах многих исследователей основное внимание уделено теории и практике реализации задач технологического обучения будущих учителей. Проблема же опережающей подготовки учителя технологии в области современных цифровых технологий как составной части его профессиональной работы, раскрытие содержания, методики, средств современных цифровых технологий в настоящее время не имеет научного обоснования.

В процессе проведенного нами констатирующего этапа педагогического эксперимента были проанализированы образовательные программы подготовки учителей технологии, реализуемые вузами России. Рассматриваемые нами направления современных индустриальных цифровых технологий уже находят свое отражение в отдельных учебных планах технологического образования. Разрабатываются и реализуются новые учебные модули, дисциплины, магистерские программы, которые учитывают изменения, происходящие в современном индустриальном производстве. Тем не менее, в этих программах отсутствует системный интегративный подход к рассмотрению цифровых технологий.

Результаты анализа научно-теоретических исследований, методики и практики подготовки будущих учителей технологии определили противоречия:

• между социальным заказом общества на подготовку учащихся в области современных цифровых технологий и неготовностью к такой образовательной деятельности будущих учителей технологии;

• между возросшими требованиями к уровню подготовки учителя технологии к решению профессиональных задач в области современных цифровых технологий и несоответствующей этим требованиям системой подготовки будущего учителя технологии, отсутствием в образовательных программах соответствующих дисциплин, неразработанностью для такой подготовки современных методов, форм и средств обучения;

• между необходимостью опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий и отсутствием концепции и методической системы данной подготовки.

Важность и актуальность рассматриваемой проблемы, отсутствие методологического ее обоснования определили выбор темы исследования: «Методическая система опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий».

Проблема исследования состоит в поиске ответа на вопрос о том, какой должна быть методическая система образования будущего учителя технологии в области цифровых технологий, учитывающая тенденции современного инновационного производства и отвечающая требованиям развития общего и профессионального педагогического образования.

Объект исследования мы определили как процесс профессиональной подготовки будущего учителя технологии в области современных цифровых технологий.

Предмет исследования - методическая система опережающего профессионального образования будущего учителя технологии в области современных цифровых технологий.

Цель исследования состоит в теоретическом обосновании и разработке концепции методической системы опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий и в ее практической реализации.

Гипотеза нашего исследования состоит в предположении о том, что положительная динамика развития личностного потенциала опережающего

образования будущих учителей технологии в области современных цифровых технологий будет наблюдаться, если методическая система такого образования будет учитывать тенденции развития современных цифровых технологий, опираться на систему принципов опережающего образования: профессиональной направленности, научности, доступности, интегративности, перспективности, функциональности, интерактивности и включать методы и технологии креативного обучения.

Сформулированная цель и выдвинутая гипотеза обусловливают следующие задачи исследования:

1. Выявить состояние проблемы подготовки будущих учителей технологии в области современных цифровых технологий.

2. Раскрыть сущность понятий «опережающее профессиональное образование» и «личностный потенциал опережающего профессионального образования» учителя технологии.

3. Теоретически обосновать и разработать концепцию методической системы опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий.

4. На основе концепции разработать модель методической системы подготовки учителя технологии в области современных цифровых технологий.

5. Спроектировать и реализовать методическую систему опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий, включающую в себя учебный модуль дисциплин «Цифровые технологии» с учебно-методическим обеспечением и средствами обучения.

6. Разработать инструментарий выявления динамики развития личностного потенциала опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий.

7. Осуществить экспериментальную проверку гипотезы исследования.

Методологическими основами исследования являются:

• концепции опережающего развития, обучения и образования (П.К. Анохин, А.М. Новиков, П.Н. Новиков, Б.М. Бим-Бад, К.К. Колин, А.Д. Урсул и др.);

• методология системного подхода к организации педагогической деятельности (Ю.К. Бабанский, М.А. Данилов, В.С. Ильин, В.В. Краевский, Н.В. Кузьмина, В.А. Сластенин, И.Я. Лернер и др.), к подготовке будущего учителя технологии к образовательному процессу по технологии в школе (П.Р. Атутов,

A.Н. Богатырев, В.М. Казакевич, Г.Н. Некрасова, Г.В. Пичугина, В.А. Поляков,

B.Д. Симоненко, Ю.Л. Хотунцев и др.);

• концепции развивающего и личностно ориентированного образования (Е.В. Бондаревская, В.В. Давыдов, Л.С. Выготский, Л.В. Занков, В.В. Сериков, И.С. Якиманская, Д.Б. Эльконин и др.);

• концептуальные основы формирования информационного общества (Д. Белл, А.И. Ракитов, К.К. Колин, А.Д. Урсул, Э. Тоффлер и др.).

Теоретическими основами исследования являются:

• теоретические основы педагогического проектирования (В.С. Безрукова, В.П. Бедерханова, В.П. Беспалько, А.Н. Дахин, И.А. Колесникова, Н.В. Кузьмина, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, А.М. Новиков, А.А. Машиньян, А.А. Шаповалов, Г.П. Щедровицкий и др.);

• теоретические основы информатизации образования (Н.В. Апатова, Б.С. Гершунский, Г.А. Бордовский, В.М. Глушков, В.А. Извозчиков, Э.И. Кузнецов, А.А. Кузнецов, В.В. Лаптев, С.В. Панюкова, И.В. Роберт, Н.В. Софронова, А.В. Смирнов и др.);

• теоретические аспекты профессионального развития учителя (В.П. Беспалько, Э.Ф. Зеер, Ю.Н. Кулюткин, Н.В. Кузьмина, В.А. Сластенин,

A.К. Маркова и др.);

• теоретические концепции технологического образования (В.М. Жучков,

B.М. Казакевич, В.Д. Симоненко, Ю.Л. Хотунцев и др.);

• теоретические исследования проблем подготовки будущего учителя технологии в области информационных и радиоэлектронных технологий (Л.Г. Ахметов, А.Н. Богатырев, И.Б. Готская, Г.Н. Некрасова, Н.Н. Новикова, Ю.Л. Хотунцев и др.);

• научные положения психологии и педагогики развития личностного потенциала (А.А. Деркач, И.Н. Дроздов, Е.В. Дьячкова, О.Н. Зубова, В.Н. Марков, А. Маслоу, В. Франкл, Е.П. Ходаева, Е.Л. Яковлева и др.), активности и творческой самостоятельности студентов (В.С. Данюшенков, Ю.Н. Кулюткин, И.Г. Лунева, Л.С. Подымова, В.Д. Путилин и др.).

Проблема, цель и задачи исследования определили следующие методы исследования:

теоретические - анализ системы научных концепций в областях философско-методологических, психологических, педагогических, методических исследований, общенаучные методы (системный анализ, сравнение, сопоставление, обобщение, систематизация, синтез, конкретизация, моделирование), проектирование элементов педагогической деятельности;

экспериментальные - анкетирование, тестирование, наблюдение, беседа, интервьюирование, анализ результатов проектной деятельности студентов, экспертная оценка, организация экспериментальной работы, личное преподавание, статистическая обработка экспериментальных данных, обсуждение проблемы исследования на научно-практических конференциях и семинарах.

Научная новизна результатов исследования

1. Раскрыто понятие «опережающее профессиональное педагогическое образование учителя технологии», которое понимается как методическая система подготовки будущих учителей и процесс ее реализации, направленные на развитие определенных профессиональных качеств личности, ориентированных на перспективные потребности образования. Показана детерминирующая роль опережающего профессионального педагогического образования в проектировании образовательного процесса подготовки учителей технологии.

2. Определено понятие «личностный потенциал опережающего профессионального образования учителя технологии» как результат опережающего образования, который следует рассматривать как интегральную характеристику личности учителя, включающую в себя высокую мотивацию, профессиональные компетенции и творческие способности, необходимые для осуществления профессиональной педагогической деятельности с учетом состояния и тенденций современных технологий. Разработаны структура и содержание компонентов личностного потенциала опережающего профессионального образования учителя технологии. Обоснованы критерии и показатели сформированности личностного потенциала опережающего профессионального образования учителя технологии как характеристики готовности учителя технологии к реализации содержания технологического образования в области современных цифровых технологий.

3. Обоснована система принципов опережающего профессионального образования учителя технологии в области современных цифровых технологий, к которым можно отнести общедидактические принципы профессиональной направленности, научности, доступности и методические принципы интегративности, перспективности, функциональности, интерактивности.

4. Разработана концепция методической системы опережающей профессиональной педагогической подготовки учителя технологии в области современных цифровых технологий, состоящая из: основания концепции, которое включает в себя источники, цель и особенности концепции; теоретического раздела, который содержит основополагающие принципы, ведущие идеи и основные положения; раздела практических приложений, содержащего модель дисциплин учебного модуля «Цифровые технологии» и модель творческой деятельности студентов в области цифровых технологий.

Основные положения концепции определяют содержание, структуру, формы и средства профессионального опережающего образования будущего учителя технологии и формулируются следующим образом:

1) подготовка учителя технологии к профессиональной деятельности в современных условиях быстрого развития техники и технологий должна осуществляться на основе системы принципов опережающего образования;

2) опережающее образование учителя технологии должно сопровождаться развитием его личностного потенциала опережающего образования -интегративного качества, объединяющего в себе характеристики учителя, которые являются основополагающими для результативной профессиональной педагогической деятельности, постоянного самосовершенствования и развития педагогического мастерства;

3) личностный потенциал опережающего профессионального образования объединяет в себе ценностно-мотивационный, содержательно-операциональный и креативный компоненты. Ценностно-мотивационный компонент характеризует совокупность ценностей и мотивов, определяющих творческий характер деятельности учителя, стремлением к повышению квалификации, совершенствованию опыта творческой деятельности и достижению вершин профессионального мастерства, положительное отношение к своей работе и осознание значимости инновационных процессов в образовательной практике. Содержательно-операциональный компонент - технологическая, техническая, методическая грамотность учителя, представляет собой наличие сформированных компетенций в области современных технологий, не только материальных и информационных, но и образовательных. Креативный компонент включает в себя компетенции, умения и навыки творческого и функционального применения системы своих знаний на практике, рефлексии и самоанализа, способности командной работы;

4) развитие личностного потенциала опережающего образования учителя технологии в области современных цифровых технологий должно осуществляться на основе методической системы, реализация которой подразумевает интегрированные взаимосвязанные системные процессы: а) формирование у студентов осознанной потребности в освоении современных цифровых технологий как мотивационной основы опережающего образования;

б) формирование и развитие компетенций в области современных цифровых технологий, необходимых в профессиональной деятельности учителя технологии;

в) включение студентов в научно-исследовательскую, проектную деятельность в области цифровых технологий для развития у них креативных творческих способностей;

5) методическая система профессионального опережающего образования учителя технологии в области цифровых технологий должна быть неотъемлемым элементом предметно-технологического и методического образования будущего учителя технологии, актуализируя и обобщая профессиональные компетенции выпускника.

5. Разработана методическая система опережающего профессионально -педагогического образования учителя технологии в области современных цифровых технологий, включающая в себя: целевой, содержательный, процессуальный и диагностический блоки.

Основу разработанной методической системы составляют комплексы дисциплин цифровых технологий (учебный модуль «Цифровые технологии»), включающий для направления подготовки 44.03.01 «Педагогическое образование» (профиль «Технология») дисциплины «Автоматика и микропроцессорная техника», «Программирование микроконтроллеров», «Системы автоматизированного проектирования», «Интернет вещей», «Образовательная робототехника» и др. и для направления подготовки 44.04.01 «Педагогическое образование» (магистерские программы «Электронное обучение» и «Информационные технологии в образовании») дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности», «Современные проблемы науки и образования», «Образовательная робототехника в основной и профильной школе», «Программирование микроконтроллеров в научно-техническом творчестве», «Робопедагогика», «Компьютерное моделирование», «Интернет вещей», «Технологии виртуальной и дополненной реальности» и др.

6. Разработаны и апробированы средства обучения учителя технологии современным цифровым технологиям, в числе которых дистанционные лабораторные установки и комплексы лабораторного оборудования по микропроцессорной технике.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его основные положения вносят вклад в теорию и методику обучения технологии и в развитие теоретических основ профессиональной подготовки учителя технологии за счет:

- расширения представлений о теоретических аспектах профессиональной подготовки учителя технологии (обоснован новый подход к опережающему профессиональному педагогическому образованию учителя технологии в области современных цифровых технологий, детерминированный развитием его личностного потенциала опережающего профессионального педагогического образования);

- уточнения и определения понятий, описывающих процесс профессиональной подготовки учителя технологии в области современных цифровых технологий: «опережающее профессиональное педагогическое образование», «личностный потенциал опережающего профессионального педагогического образования учителя технологии»;

- разработки системы критериев и показателей уровня сформированности личностного потенциала опережающего образования учителя технологии, характеризующего мотивацию, профессиональные компетенции и творческие способности, необходимые для осуществления профессиональной педагогической деятельности с учетом состояния и тенденций современных технологий.

Практическую значимость имеют следующие результаты исследования:

1. Учебно-методическое обеспечение процессов подготовки учителей технологии в области современных цифровых технологий (учебно-методические комплексы, программы дисциплин):

- по дисциплинам «Автоматика и микропроцессорная техника», «Системы автоматизированного проектирования», «Программирование

микроконтроллеров», «Интернет вещей» и др. направления подготовки 44.03.01 «Педагогическое образование» с профилем «Технология»;

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Китайгородский Михаил Дмитриевич, 2020 год

использования

технологий

блокчейн в

образовании

Умеет: Умеет: Умеет:

работать с работать с создавать цифровые

цифровыми цифровыми объекты с

объектами в объектами в использованием

облачных сервисах облачных сервисах облачных сервисов

и с цифровыми и цифровые

объектами, объекты, созданных

созданными на на основе

основе технологий технологий

блокчейн блокчейн

Владеет: Владеет: Владеет:

программными программными программными

средствами простых средствами для средствами для

облачных сервисов работы с работы с

цифровыми цифровыми

объектами в объектами в

облачных сервисах облачных сервисах

и цифровыми

объектами,

созданных на

основе технологий

блокчейн

Таблица 8

Методический элемент. Методика обучения современным цифровым технологиям

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Обладать Знает: Знает: Знает:

готовностью содержание работы методику технологии

проектировать учителя по разработки учебно- экспертизы учебно-

педагогический организации, программной и программной и

процесс и планированию и учебно- учебно-

осуществлять его обеспечению методической методической

практическую уроков; документации документации;

реализацию по организации

разделам методику классной и организационно-

общеобразовательн разработки внеклассной методические

ой учебной основной учебно- деятельности; условия обучения

дисциплины программной технологии, учебно-

«Технология», документации; формы, методы и материальную базу

связанных с средства и технические

современными формы, методы и организации средства обучения

цифровыми средства обучения

технологиями организации технологии в

обучения классной и

технологии внеклассной

деятельности;

организационно-

технические

условия обучения

технологии, учебно-

материальную базу

и технические

средства обучения

Умеет: Умеет: Умеет:

проектировать проектировать проводить

основные учебно- учебно- экспертизы учебно-

программные программные и программных и

материалы учебно- учебно-

методические методических

материалы для материалов

организации и организации и

проведения проведения учебной

классной и деятельности;

внеклассной

деятельности применять

активные методы

обучения,

методически

грамотно выбирать

методы, приемы,

средства и формы

обучения цифровым

технологиям

Владеет: Владеет: Владеет:

информационными информационными современными

технологиями технологиями цифровыми

проектирования проектирования технологиями для

учебно- учебно- проектирования и

программных программных и создания учебных,

материалов учебно- дидактических,

методических технических

материалов для средств обучения

организации и

проведения

классной и

внеклассной

деятельности

Таблица 9

Методический элемент. Технологии дистанционного обучения

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Владеет основами технологий дистанционного обучения Знает: современные тенденции развития дистанционного обучения; основные организационные формы, технологии Знает: технологии создания дистанционных учебных курсов; современные программные Знает: технические средства дистанционного обучения; современные технологии

и методы средства организации

организации дистанционного коммуникаций и

дистанционного обучения обратной связи в

обучения дистанционном обучении

Умеет: Умеет: Умеет:

проектировать планировать и применять

учебные материалы разрабатывать активные методы

дистанционных дистанционные обучения,

курсов курсы; эффективно организовывать дистанционное обучение технологии визуализации, эффектов присутствия; методически грамотно выбирать методы, приемы, средства и формы дистанционного обучения

Владеет: Владеет: Владеет:

программными программными программными

средствами средствами средствами

проектировать планирования, проектирования и

учебные материалы разработки и сопровождения

дистанционных проектирования дистанционных

курсов дистанционных курсов курсов

Таблица 10

Методический элемент. Педагогическая практика

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Обладать Знает: Знает: Знает:

готовностью содержание содержание методику

использовать разделов учебной разделов учебной проектирования

современные дисциплины дисциплины учебно-

цифровые «Технология», «Технология», программной и

технологии в связанных с связанных с учебно-

проектировании, цифровыми цифровыми методической

организации и технологиями технологиями; документации

реализации уроков, связанных с

образовательного формы, методы и цифровыми

процесса по средства технологиями;

технологии организации

обучения цифровым формы, методы и

технологиям средства

организации

обучения цифровым

технологиям

Умеет: Умеет: Умеет:

проектировать проектировать проектировать

основные учебно- учебно- учебно-

программные программные и программную и

материалы для учебно- учебно-

организации и методические методическую

проведения уроков, материалы для документацию

связанных с организации и уроков, связанных с

цифровыми проведения уроков, цифровыми

технологиями связанных с технологиями;

цифровыми

технологиями применять

активные методы

обучения,

методически

грамотно выбирать

методы, приемы,

средства и формы

обучения цифровым

технологиям

Владеет: Владеет: Владеет:

информационными информационными современными

технологиями технологиями информационными

проектирования проектирования и

учебно- учебно- радиоэлектронными

программных программных и технологиями для

материалов. учебно- проектирования и

методических создания учебных,

материалов для дидактических,

организации и технических

проведения учебной средств обучения

деятельности

Таблица 11

Методический элемент. Учебная практика

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Обладать готовностью проектировать средства обучения по технологии с использованием современных цифровых Знает: современные цифровые технологии для проектирования средства обучения по технологии Знает: Отдельные приемы проектирования средства обучения по технологии с использованием современных цифровых Знает: методику проектирования средства обучения по технологии с использованием современных цифровых

технологий технологий технологий

Умеет: Умеет: Умеет:

использовать использовать проектировать

цифровые современные средства обучения с

технологии для цифровые использованием

проектирования технологии для современных

отдельных средств проектирования цифровых

обучения по отдельных средств технологий для

технологии обучения для организации и

организации проведения

учебной классной и

деятельности по внеклассной

технологии деятельности по

технологии

Владеет: Владеет: Владеет:

некоторыми цифровыми современными

цифровыми технологиями для цифровыми

технологиями для проектирования технологиями

проектирования средств обучения по проектирования

средств обучения по технологии средств обучения

технологии для организации и

проведения

классной и

внеклассной

деятельности по

технологии

Таблица 12

Методический элемент. Преддипломная практика

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Обладать Знает: Знает: Знает:

готовностью отдельные некоторые современные

использовать цифровые информационные и цифровые

систематизированн технологии, цифровые технологии,

ые теоретические и применяемые в технологии, применяемые в

практические педагогических применяемые в педагогических

знания для научных педагогических научных

постановки и исследованиях научных исследованиях

решения исследованиях

исследовательских

задач в области Умеет: Умеет: Умеет:

образования применять применять применять

некоторые современные современные

цифровые цифровые цифровые

технологии в технологии в технологии в

педагогических педагогических педагогических

научных научных научных

исследованиях исследованиях; исследованиях;

умеет умеет

организовывать организовывать

учебно- учебно-

исследовательскую исследовательскую

работу с работу с

применением применением

цифровых современных

технологий цифровых

технологий

Владеет: Владеет: Владеет:

информационной информационной в совершенстве

культурой культурой; информационной

культурой;

навыками

организации навыками

учебно- организации

исследовательской учебно-

работы с исследовательской

применением работы с

отдельных применением

цифровых современных

технологий цифровых

технологий

Таблица 13

Креативный элемент. Проектная деятельность

Компетенции Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП

пороговый (удовл.) базовый (хор.) повышенный (отл.)

Обладать Знает: Знает: Знает:

готовностью технологии технологии технологии

использовать проектирования проектирования проектирования

систематизированн цифровых объектов цифровых объектов цифровых объектов

ые теоретические и учебного учебного учебного

практические назначения; назначения; назначения;

знания для

постановки и технологии технологии технологии

решения проектирования проектирования проектирования

исследовательских информационных отдельных учебных сред

задач в области объектов для курсов в системах дистанционного

образования дистанционных дистанционного обучения;

учебных курсов; обучения;

отдельные этапы технологии технологии

проектирования проектирования проектирования

простых цифровых простых цифровых цифровых

устройств на устройств на устройств на

микроконтроллерах микроконтроллерах микроконтроллерах

и их и их и их

программирования программирования программирования

Умеет: Умеет: Умеет:

создавать цифровые создавать цифровые создавать цифровые

объекты учебного объекты учебного объекты учебного

назначения с назначения с назначения с

помощью помощью помощью

современных современных современных

цифровых цифровых цифровых

технологий; технологий; технологий;

создавать создавать создавать

информационные отдельные учебные целостные учебные

объекты для курсы в системах курсы в системах

дистанционных дистанционного дистанционного

учебных курсов; обучения; обучения;

изготавливать по проектировать и проектировать и

готовому проекту изготавливать изготавливать

простые цифровые простые цифровые цифровые

радиоэлектронные радиоэлектронные радиоэлектронные

устройства на устройства на устройства на

микроконтроллерах микроконтроллерах, микроконтроллерах,

и программировать проектировать проектировать

их простые программы программы для

для устройств на устройств на

микроконтроллерах микроконтроллерах

и программировать и программировать

их их

Владеет: Владеет: Владеет:

технологиями технологиями технологиями

проектирования проектирования проектирования

цифровых объектов цифровых объектов цифровых объектов

учебного учебного учебного

назначения; назначения; назначения;

технологиями технологиями технологиями

проектирования проектирования проектирования

информационных отдельных учебных сред

объектов для курсов дистанционного

дистанционных дистанционного обучения;

учебных курсов; обучения;

технологиями технологиями технологиями

изготовления проектирования и проектирования и

простых цифровых изготовления изготовления

радиоэлектронных простых цифровых цифровых

устройств на радиоэлектронных радиоэлектронных

микроконтроллерах устройств на устройств на

и микроконтроллерах, микроконтроллерах,

программирования проектирования технологиями

их простых программ проектирования

для устройств на программ для

микроконтроллерах устройств на

и микроконтроллерах

программирования и

их программирования

их

Приложение 1.2 Рабочая программа дисциплины «Интернет вещей»

Направление подготовки: 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)

Направленность (профиль) программы: Технология и Детское техническое творчество

Квалификация: бакалавр

Форма обучения: Очная

Год приема: 2019

1. Цель и задачи учебной дисциплины

Целью учебной дисциплины является ознакомление студентов с интернетом вещей. По окончании изучения дисциплины студенты получают представление об интернете вещей, микроконтроллерах, устройствах ввода-вывода, принципах управления устройствами с помощью микропроцессорной техники.

Задачи дисциплины:

- изучение теоретических и практических основ интернета вещей;

- получение навыков по созданию цифровых учебных проектов, использующих технологии интернета вещей.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП

Дисциплина базируется на учебных курсах, связанных с информационными технологиями, микропроцессорной техникой, дистанционными технологиями обучения.

Дисциплина необходима для учебных курсов методики обучения технологии, выполнения научно-исследовательской работы и прохождения практик.

3. Планируемые результаты обучения, соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы.

Содержание и шифр компетенции Планируемые результаты обучения

знать уметь владеть

ПК-1 Способен осваивать и использовать базовые научно-теоретические знания и практические умения по предмету в профессиональной деятельности базовые научно-технические понятия и термины в области интернета вещей применять базовые научно-теоретические знания и практические умения в области интернета вещей в учебной и профессиональной деятельности технологиями интернета вещей при осуществлении учебной и профессиональной деятельности

4. Объем и содержание дисциплины (модуля) 4.1.Общая трудоемкость: 6 зачетных единиц, 216 часов Форма промежуточной аттестации: Экзамен (семестры: 7). 4.2. Тематический план

Количество часов по учебному плану Формы текущего контроля успеваемости

№ п/п Наименование раздела (темы) Всего Контактная (аудиторная)работа Самостоят ельная работа

Лекции Практические занятия

1 Тема 1. Введение в интернет вещей 42 8 10 24 Текущий опрос

2 Тема 2. Аппаратная часть интернета вещей 44 8 12 24 Текущий опрос

3 Тема 3. Сетевые Текущий опрос

технологии 44 8 12 24 Кейс-задания

интернета

вещей

4 Тема 4. Сервисы, Кейс-задания Защита проекта

приложения и модели 50 6 12 32

интернета

вещей

Всего 180 30 46 104

4.3. Содержание дисциплины

Тема 1. Введение в интернет вещей. Определение понятия интернета вещей. Примеры и основные области применения интернета вещей. История появления и развития интернета вещей. Основные факторы, повлиявшие на развитие интернета вещей. Перспективы интернета вещей в образовании и в предметной области «Технология».

Тема 2. Аппаратная часть интернета вещей. Конечные устройства -контроллеры, датчики, актуаторы. Роль конечных устройств в архитектуре интернета вещей. Примеры и основные области применения датчиков и актуаторов. Подключение датчиков и актуаторов к микроконтроллерам. Разница между микропроцессорами, микроконтроллерами и микрокомпьютерами. Ознакомление с линейкой контроллеров Arduino. Ознакомление с линейкой микрокомпьютеров Raspberry Pi.

Тема 3. Сетевые технологии интернета вещей. Роль сетевых подключений в интернете вещей. Проводные и беспроводные каналы связи. Протоколы IPv4 и IPv6. Принципы подключения устройств в сеть и способы передачи информации. Сетевые топологии, применяемые для подключения конечных устройств в сеть. Беспроводные сети Wi-Fi. Технологии ZigBee и

ее особенности. Технология Bluetooth Low Energy и ее особенности. LPWAN - энергоэффективные сети дальнего радиуса действия.

Тема 4. Сервисы, приложения и модели интернета вещей. Принципы проектирования и создания пользовательских приложений и сервисов на основе IoT-систем. Путь от 1оТ-прототипа до законченного продукта (сервиса). Основные тренды в развитии интернета вещей в Российской Федерации и мире. Интернет вещей в предметной области «Технология».

5. Оценочные материалы для текущего контроля и промежуточной аттестации по дисциплине

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания

Код Индикатор Критерии оценивания

компет ы

енции достижени я неудовлетворите льно/незачет удовлетворите льно/зачет хорошо/зачет отлично/зачет

ПК-1 Знать: Уровень знаний Минимально Уровень Уровень

Знать ниже допустимый знаний в знаний в

базовые минимальных уровень объеме, объеме,

научно- требований. знаний. соответствую соответствую

теоретичес Имели место Допущено щем щем

кие знания грубые ошибки много программе программе

и негрубых подготовки. подготовки.

практичес ошибок Допущено Допущено

кие несколько несколько

умения в негрубых несущественн

области ошибок ых ошибок

интернета

вещей

Уметь: При решении Продемонстри Продемонстри Продемонстри

Уметь стандартных рованы рованы все рованы все

применять задач не основные основные основные

базовые продемонстриро умения. умения. умения,

научно- ваны некоторые Решены Решены все некоторые -

теоретичес основные умения типовые основные на уровне

кие знания и навыки. Имели задачи с задачи с хорошо

и место грубые негрубыми негрубыми закрепленных

практичес ошибки ошибками. ошибками. навыков.

кие Выполнены Выполнены Решены все

умения в все задания но все задания, в основные

области не в полном полном задачи с

интернета объеме объеме, но отдельными

вещей в некоторые с несущественн

учебной и недочетами ыми

профессио ошибками.

нальной Выполнены

деятельнос все задания, в

ти полном

объеме, без недочетов

Владеть: Отсутствует Имеется Имеется опыт Имеется

Владеть опыт минимальный профессионал значительный

технологи профессиональн опыт ьной опыт по

ями ой деятельности. профессионал деятельности. некоторым

интернета Не выражена ьной Личностная видам

вещей при личностная деятельности. готовность к профессионал