Научно-методический журнал издается с 1994 года

Издание осуществляется с участием Академии информатизации образования

Учредители: Московский государственный

гуманитарный университет им. М.А. Шолохова, Институт информатизации образования (ИНИНФО),

Уральский государственный педагогический университет

Главный редактор Я.А.Ваграменко

Редакционный совет : Авдеев Ф.С. (Орел), Данильчук В.И. (Волгоград), Дробышев Ю.А. (Калуга), Жданов С.А. (Москва), Игнатьев М.Б. (С-Петербург), Киселев В.Д. (Тула),

Король А.М. (Хабаровск), Куракин Д.В. (Москва), Кузовлев В.П. (Елец), Лазарев В.Н. (Москва), Лапчик М.П. (Омск), Могилев А.В. (Воронеж),

Пак Н.И. (Красноярск), Плеханов С.П. (Москва), Соломин В.П. (С-Петербург), Хеннер Е.К. (Пермь), Чубариков В.Н. (Москва)

Редакционная колле гия :

Зобов Б.И. (зам. главного редактора, Москва), Игошев Б.М. (Екатеринбург), Круглов Ю.Г. (Москва),

Нижников А.И. (Москва), Подчиненов И.Е. (Екатеринбург), Стариченко Б.Е. (Екатеринбург)

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2007

2

СОДЕРЖАНИЕ КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

С.В.Поршнев, Л.М.Ставцева Формирование представлений об адекватности модели при обучении компьютерному моделированию в общеобразовательной школе …………………………………………………… 3 О.П.Осипова ИКТ-компетнтность учителя начальных классов ……….. 6 Ю.А.Аляев, Д.В.Баяндин, А.В.Гаряев, И.Ю.Калинин Электронное учебное пособие «Мультзадачник по физике» ……………………………….. 11 В.Р.Мосина, А.Г.Александрова Информационные технологии в процессе обучения младших школьников народному искусству ………. 17 Т.Б.Казиахмедов Региональные особенности и содержание школьного курса информатики …………………………………………………. 21

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ Н.И.Мерлина, Л.В.Шоркина Конструирование математических задач с использованием графических редакторов и математических пакетов …………………………………………………………………………………. 26 Е.В.Крутова Повышение информационной культуры учителя в условиях интеграции педагогических и информационных технологий обучения ……………………………………………………………………………..... 34 Д.А.Череповский, Е.Ю.Стригин Лабораторный практикум по физике с удаленным доступом ………………………………………………….. 39 О.А.Бушкова Преподавание геометрии в педагогическом вузе с использованием компьютерных технологий …………………………………. 45 Н.Н.Морозова Дистанционный компьютерный контроль знаний: практика проведения и анализ результатов …………………………………. 50 И.Б.Мылова Компетентностный подход к профессиональной информационно-технологической подготовке учителя начальной школы …………………………………………………………………………………… 58 А.А.Широких Экспертные системы в подготовке будущих учителей информатики …………………………………………………………………………. 63

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ Н.К.Нуриев, Л.Н.Журбенко, С.Д.Старыгина Проектирование виртуальной образовательной среды нового поколения ………………….. 67 А.М.Харитонова Система обработки данных тезаурусного типа …….. 75 В.В.Пальц Организация дистанционного обучения школьников и студентов по информатике на основе проективной стратегии ……….. 80 В.Г.Климов Информационно-коммуникационные технологии в образовательных программах ……………………………………………………. 83 А.А.Бакушин, Н.А.Су-ян-ся, Э.Н.Померанец Метод проектов в образовательной деятельности технического колледжа ………………….. 87 С.И.Берил, М.С.Крайний, А.Ю.Долгов, С.В.Злобин Электронные технологии в обеспечении качества профессионального образования 92

3

КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

С.В. Поршнев, Л.М. Ставцева Уральский государственный технический университет, г. Екатеринбург

ФОРМИРОВАНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ОБ АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ

ПРИ ОБУЧЕНИИ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ

В современном мире умение моделировать стало необходимым условием

успешного осуществления любой профессиональной деятельности, поскольку его составляющими являются такие действия как целеобразование и целеполагание, преобразование объекта действительности в соответствии с замыслом и прогнозированием событий, разработка целенаправленных и целесообразных способов достижения цели, а также их оптимизация и обобщение. В некоторых профессиях модели являются не только средством решения профессиональных задач, но и продуктом деятельности, например, макет газеты, юридический договор, рекламный ролик, конструкторский чертеж представляют разные виды моделей.

Важность обучения основам компьютерного моделирования подчеркнута включением линии «формализация и моделирование» в Государственный образовательный стандарт среднего общего образования 1998 года [1].

В последнее время при рассмотрении вопросов изучения моделирования на уроках информатики происходит смещение акцентов с умения строить модель на умение оценивать адекватность построенной модели. В новом Государственном образовательном стандарте среднего общего образования по информатике в разделе «Информационные модели и системы» отдельно выделен пункт «оценка адекватности модели объекту и целям моделирования (на примерах задач различных предметных областей)». Одним из умений, которым должен обладать ученик является оценивание соответствия информационной модели реальному объекту и целям моделирования [2].

Внимание к важности вопроса оценивания адекватности модели и формированию соответствующего умения в школе, на наш взгляд, обусловлено следующими факторами:

• адекватность модели является одним из ключевых понятий процесса моделирования, без которого исследование объекта становится неполноценным;

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2007

4

• значительную роль в формировании научной картины мира играет свойство адекватности модели.

В работе [3] отмечается, что при изучении моделирования на занятиях по информатике должны быть рассмотрены вопросы, связанные с этапами построения модели, анализом её свойств, проверкой адекватности модели объекту и цели моделирования, выяснением влияния выбора языка моделирования на то, какую информацию об объекте мы можем получить, изучая его модель и т.п.

В учебной литературе и в практике преподавания при изучении моделей объектов и явлений достаточно часто отсутствует требование проверки адекватности модели объекту моделирования и определения границ применимости модели.

Формирование умений оценивания модели у учащихся является очень важным этапом. Однако, попытка обучения моделированию при игнорировании данного этапа приводит к целому ряду нежелательных последствий:

1. Критерием истинности знаний становятся не эксперимент, а учитель и учебник.

2. Такое изучение не позволяет сформировать у учащихся важные в методологическом отношении представления о границах использования моделей.

3. Исключение этапа проверки адекватности модели создает опасность принятия учащимися модели только в силу ее логической проработанности. Иными словами, у учащихся формируется представление о достоверности только в силу логичности. Такое представление не соответствует сущности естественно-научного познания, а также опасно в социальном отношении.

Формирование представлений об адекватности модели, а также умения её оценивать, с нашей точки зрения, оказывается возможным именно в старших классах, так как при моделировании сложных процессов в отличии от случая решения стандартной задачи необходимо установить границы области параметров, в которых построенная модель оказывается работоспособной.

Одним из методов способствующих целенаправленной работе по формированию умения оценивать адекватность модели при обучении моделированию, на наш взгляд, является метод «сквозных задач».

Данный метод с одной стороны, является методом обучения, способствующим организации учения и согласно квалификации И.Я. Лернера может быть отождествлен с одним из общепринятых методов обучения (репродуктивным, проблемным или исследовательским), в зависимости от вида предъявляемых учителем задач. С другой стороны, он является методом для организации деятельности учителя, который описывает основные положения способа конструирования системы «сквозных задач».

Рассмотрим технологию применения метода «сквозных задач» при обучении моделированию на примере темы из «Моделирование колебательных процессов», которая являются одной наиболее популярных при изучении курсов, ориентированных на моделирование.

В качестве примера, иллюстрирующего предлагаемую методику, рассмотрим движение математического маятника. Здесь традиционно изучается движения линейного и нелинейного математического маятника, однако, на основе этих задач можно рассмотреть другие не менее познавательные случаи (табл. 1), доступные для изучения в старших классах.

5

Таблица 1 Пример построения темы моделирование колебательных процессов

Физическая система

Рисунок Физическая система

Рисунок

1. Одиночный математический маятник

4. Комбинированный маятник

2. Маятник на наклонной поверхности

5. Связанные маятники

3. Маятник на внутренней поверхности полусферы

6. Система связанных маятников

Предложенное построение темы, когда каждая последующая задача

является развитием предыдущей, дает возможность обратить внимание учащегося, что изменение условий задачи влечет за собой не просто изменение математической модели, но и границ применимости данной модели. Каждый переход к новой задаче связан с анализом предыдущей, с оценкой области значений параметров, при которых результаты исследования будут согласовываться с данными экспериментов о рассматриваемом в задаче процессе. При расширении области значений параметров построенная модель становится неадекватной, и приходится пересматривать физическую и математическую модель задачи, а затем снова оценивать границы её применимости.

На основе изложенного можно выделить следующие положения, которые определяют обучение моделированию как методу научного познания, ориентированные на оценку достоверности модели.

1. Формирование представлений об адекватности модели позволяет раскрыть перед учащимся сущность естественнонаучного познания и является необходимым в социальном отношении.

2. В старших классах вопросы об адекватности модели, границах её применимости являются наиболее актуальными.

6

3. В процессе обучения образ изучаемого объекта, складывающийся у обучаемого, должен быть адекватен модели этого объекта, признаваемой как современной наукой, так и обучающим.

4. Переход от одной модели к другой рассматривается как результат построения новой модели объекта на основе возникновения противоречий получаемых выводов при изменении границ применения параметров старой модели с реальностью.

5. В процессе обучения у учащихся создается важное представление о том, что результат познания может быть не окончательным, он находится в постоянном развитии. Представление о незавершенности познания также важный результат обучения, достигаемый в процессе моделирования.

Данные положения легли в основу построения методики обучения элективному курсу «Основы компьютерного моделирования» для учащихся старших классов, эффективность которой доказана в результате проведения педагогического эксперимента в общеобразовательной школе №64 г. Н.Тагил.

Литература

1. Обязательный минимум содержания образования по информатике.//Информатика и образование. 1999. № 7. С.2–4.

2. Введение в математическое моделирование: Учебное пособие под ред. П. В. Турусова. – М.: «Интермет Инжиниринг», 2000.

3. Ракитина Е. А. Построение методической системы обучения информатике на деятельностной основе: Дис… д-ра пед. наук. – М., 2002.

О.П. Осипова Челябинский институт переподготовки и повышения квалификации работников образования

ИКТ-КОМПЕТНТНОСТЬ УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ Особую роль в жизни человека играет учитель начальной школы. Для

младших школьников он является наиболее значимым и важным лицом. Учитель начальной школы несёт большую ответственность за судьбу ученика. Он обучает своего ученика первоначальным компетенциям, прививает интерес к познанию, помогает ребёнку становиться субъектом новой для него деятельности.

Одним из важных компонентов модернизации школы является информатизация начального образования, подготовка учителей начальной школы к использованию компьютерных технологий в профессиональной деятельности.

Основываясь на результатах анализа состояния и содержания подготовки и переподготовки учителей начальных классов в области ИКТ, можно заключить, что в современных условиях традиционная система повышения квалификации учителей не может оставаться неизменной, т.к. изменились цели, поставленные перед ней [1,2]. Традиционные формы повышения квалификации учителя в области ИКТ (переподготовка в институтах повышения квалификации, в образовательных проектах, «самообразование» и др.) должны быть наполнены новым содержанием и больше соответствовать современным требованиям к учителю.

7

Понятие ИКТ-компетентности на сегодняшний день не является общепринятым и однозначно определённым. Авторы делают разные акценты в расшифровке этого понятия. Многие учёные [1, 4, 9] к числу значимых признаков данного понятия относят знание информатики как предмета; использование компьютера как необходимого технического средства; выраженность активной социальной позиции и мотивации субъектов образовательного пространства; совокупность знаний, умений и навыков по поиску, анализу и использованию информации; наличие актуальной образовательной или профессиональной задачи, в которой актуализируется и формируется ИКТ- компетентность.

Анализ работ по информатизации образования позволяет нам выделить следующее рабочее признаки «ИКТ-компетентность учителя начальных классов»:

• понимание закономерностей и особенностей протекания информационных процессов в педагогической деятельности, ориентированной на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно – учебную, экспериментально – исследовательскую деятельность, управление системой образования на основе автоматизации процессов информационно – методического обеспечения учебного процесса;

• знание свойств и характеристик профессионально важной информации, использование средств ИКТ для отбора профессионально – значимых информационных ресурсов;

• знание основных типов средств ИКТ систем, используемых в образовании, и владение навыками работы с ними, готовность к освоению методов и организационных форм обучения и воспитания, соответствующего задачам развития личности;

• сформированная потребность в использовании средств ИКТ при решении профессиональных задач, базирующаяся на осознанном владении информационными технологиями и навыками информационного взаимодействия образовательного назначения в условиях использования средств ИКТ.

По мнению И.Б. Мыловой [4], знания и практические умения в области ИКТ должны позволить учителю в условиях модернизации образования решать профессиональные задачи, которые условно автор разбивает на пять групп:

• видеть ребёнка в образовательном процессе; • строить образовательный процесс, направленный на достижение целей

начальной школы; • устанавливать взаимодействие с другими субъектами образовательного

процесса; • создавать и использовать образовательную среду; • проектировать и осуществлять профессиональное самообразование. ИКТ-компетентность учителя на этапе самоопределения (молодой

специалист), на этапе самоутверждения (учитель – «технолог») и на этапе самореализации (учитель – «фасилитатор») будет иметь разный объём и содержание, разный характер проявления.

Этот акцент нам представляется особенно важным, поскольку тогда у педагога любого уровня профессионализации есть шанс стать в полной мере компетентным в области ИКТ.

Ключевым моментом формирования любой компетенции является опыт деятельности. Освоение учителем-предметником ИКТ общего назначения должно осуществляться в ходе моделирования подготовки дидактических средств и

8

проектирования функционально ориентированных компонентов образовательной деятельности.

Образовательные программы повышения квалификации, предусматривающие формирование и развитие ИКТ-комепетентности учителя-предметника, должны предполагать реализацию компетентностного подхода.

Нами были исследованы начальный уровень владения ИКТ-компетентностью учителями начальных классов и уровень мотивации к внедрению ИКТ в учебный процесс.

С этой целью было проведено анкетирование 1384 учителей начальной школы из 39 муниципальных образовательных систем Челябинской области. С 62 руководителями образовательных учреждений и 30 специалистами муниципальных органов управления образованием были проведены собеседования по самым различным аспектам организации и осуществления повышения квалификации учителей начальных классов для овладения ИКТ-компетентностью и реализации в образовательном процессе начальной школы новых информационных технологий. При этом внимание было направлено на изучение:

• состояние профессиональной квалификации учителей начальных классов;

• потребностей учителей начальных классов в овладении ИКТ-компетентностью;

• эффективности деятельности органов управления образованием по организации повышения квалификации учителей начальных классов в освоении ИКТ-компетентности;

• систематичности и последовательности повышений квалификации учителей начальных классов в межкурсовой период.

Остановимся на основных результатах, полученных нами на этом этапе исследования.

Путём анкетирования было установлено, что на момент начала нашей деятельности учителя начальных классов Челябинской области распределились по уровням владения ИКТ-компетентностью следующим образом:

• 684 (49,4%) преподавателей начальных классов не умели работать на персональном компьютере, что соответствует первому уровню владению ИКТ.

• 374 (27,0%) имели лишь самые элементарные знания и умения пользователей ПК, работали в текстовом редакторе Word (второй уровень владения ИКТ).

• Третий уровень владения ИКТ-компетентностью смогли показать только 252 (18,2 %) учителя начальных классов. Они могли вставить рисунок в документ из коллекции компьютера и из любого другого файла, умели строить диаграммы и графики, могли провести урок информатики или любой другой урок с применением компьютера (при этом 22.2% учителей знали о наличии цифровых образовательных ресурсов по программе начальной школы).

• Лишь 46 (3,3%) учителей начальных классов при работе с ПК использовали такие приложения MS Office, как Excel, Paint, PowerPoint и др., применяли на учебных занятиях обучающие программы, могли найти нужную информацию в Интернет, пользовались электронной почтой (четвёртый уровень владения ИКТ), при этом только 15 (1,1%) использовали информационные образовательные ресурсы по своему предмету.

9

• Уверенно владеют навыками профессионального пользователя компьютера 29 (2,1%) педагогов, имеют домашний компьютер 137 (9,9%) учителей начальной школы, могут выйти в Интернет 15 (1,1%) педагогов.

Кроме того, был изучен мотивационный фон к использованию ИКТ в учебном процессе. Входное исследование мотивационного фона показало, что:

• 107 (7,7%) учителей начальных классов не считали нужным внедрять ИКТ в учебный процесс по самым разным причинам.

• 722 (52,2%) преподавателей начальных классов считали, что они могут применять ИКТ на своих учебных занятиях лишь при условии создания электронных ресурсов, не видя своей роли в их создании и осознавая лишь отдалённые перспективы внедрения ИКТ- технологий в учебный процесс.

• 555 (40,1%) учителей желали использовать возможности ПК и информационных технологий, но на данном этапе преимущественно при подготовке печатных дидактических материалов к учебным занятиям.

• 1172 (84,7%) педагогов начальной школы имели желание внедрять ИКТ в образовательный процесс, но не имели для этого достаточных компетенций.

• 410 (29,6%) учителей не имели в школах необходимого оборудования для внедрения ИКТ в образовательный процесс.

При этом выделилась группа педагогов из 889 (64,3%), убеждённых в необходимости скорейшего внедрения ИКТ в учебный процесс и активно стремящихся к освоению ИКТ-компетентности. Довольно большая группа педагогов 738 (53,3%) желают использовать образовательные ресурсы Интернет для получения информации, повышения своей квалификации.

В результате проведённого исследования мы убедились, что более 84% учителей начальных классов мотивированно на использование ИКТ в профессиональной деятельности, но не имеют для этого необходимых навыков владения компьютерными технологиями, т.е. не владеют необходимой для этого вида деятельности компетентностью.

В связи с этим нами был разработан курс повышения квалификации учителей начальных классов по освоению новых информационных технологий со следующими задачами:

• освоение базового курса информатики, информационных технологий и на его основе технологий учебной деятельности; способов получения, преобразования, представления и интерпретации информации;

• освоение методики преподавания информатики в начальной школе; • освоение основ компьютерной дидактики, методов организации

профессиональной деятельности в условиях информатизации образования, способов организации и функционирования информационно образовательной среды;

• ознакомление с основами социальной информатики, современного миропонимания, системно-информационного подхода как метода научного познания;

• развитие личностных качеств: креативности, коммуникабельности, толерантности; проявление мобильности, гибкости и адаптивности в информационно-образовательной среде;

• формирование методологии, собственной позиции и стиля в реализации педагогом профессиональной деятельности в информационной среде.

В разработанный курс нами были заложены два уровня формирования информационной компетентности: первый (базовый) из них предназначен для

10

ликвидации компьютерной неграмотности учителя начальных классов, а второй (предметно-ориентированный) – для обучения использованию информационно-коммуникационных технологий непосредственно в педагогической деятельности.

Программа данного курса составлена в соответствии с требованиями модульного принципа построения образовательных программ, каждый модуль включает в себя учебную программу, методическое пособие, набор практических заданий, тестовые задания.

Цели обучения достигаются благодаря интерактивности подачи и выбора информации, использованию и созданию электронно-образовательного ресурса в процессе обучения, реализации принципов личностно-ориентированного обучения, мониторингу усвоения материала и его корректировке, активным технологиям обучения, использованию лучшего отечественного и международного опыта образования, высоким требованиям к профессиональной компетентности и качествам преподавательского состава.

Программа рассчитана на реализацию образовательными учреждениями дополнительного профессионального образования и повышения квалификации. Длительность обучения – 72 часа на одного слушателя.

В процессе освоения данной образовательной программы слушатели выполняют входное тестирование, промежуточные зачётные работы по окончании каждого модуля. Итоговая квалификационная работа выполняется в виде проекта по заранее выбранной теме и сдачей выходного теста и подтверждается выдачей Удостоверения о повышении квалификации государственного образца. Удостоверение является основанием для присвоения квалификационной категории в ходе аттестации работников образования.

Литература

1. Босова Л.Л. Компьютерные уроки в начальной школе // Информатика и образование. – 2002. – №1. – С. 86 – 94.

2. Витухновская А.А. Система подготовки специалистов в области информатизации начального образования // Информатика и образование. – 2003. – №5. С. 90 – 96.

3. Жданов С.А. Концепция, основное содержание и разделы программы курса «Использование современных информационных и компьютерных технологий в учебном процессе» для системы педагогического образования с учётом требований федерального компонента общего образования. Интернет: http://pedsovet.alledu.ru

4. Мылова И.Б. Подготовка специалистов в области информатизации начального образования // Информатика и образование. – 2004. – № 9. – С. 83 – 88.

5. Роберт И.В. Толкование слов и словосочетаний понятийного аппарата информатизации образования // Информатика и образование. – 2004. – № 5 – С.22 – 29.

11

Ю. А. Аляев Пермский региональный институт педагогических информационных технологий, Д. В. Баяндин Пермский государственный политехнический университет, А. В. Гаряев Гимназия №7, г. Пермь, И. Ю. Калинин Средняя школа, с. Елово, Пермская обл.

ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ «МУЛЬТЗАДАЧНИК ПО ФИЗИКЕ»

Видеть и осязать истинную природу на уроке физики, естествознания или

природоведения очень сложно. Те примеры, которые мы приводим в своем рассказе, те слова, которые мы при этом говорим, те опыты, которые мы затем проводим, не есть на самом деле изучение природы, т.к. они отчуждены от своего живительного источника. Наши слова и наши опыты скорее средства для подтверждения правила или закона выведенного людьми. Природа более многогранна, чем она предстает в учебном изложении, но это беда не авторов, которые пишут учебники, а, скорее, нас, тех, кто читает эти учебники и учит эти правила, потому что мы не способны охватить все сразу, что предъявляет нам природа в каждое мгновение нашей жизни.

Мультфильмы говорят с учеником на языке образов: зрительных (в рисунках, в отличие от фотографий, присутствует только существенное), эмоциональных (кто-то на картинках очень удивляется, широко улыбается и т.д.), моторных (кто-то бежит, прыгает), словесных (надписи передают речь героев).

Применение мультипликационных задач порождает следующие мотивы к изучению учебного материала:

1) непосредственно-побуждающие (яркость, новизна, занимательность и т.д.);

2) перспективно-побуждающие (понимание протекающих в сюжете процессов, формирование мировоззрения и т.д.);

3) интеллектуально-побуждающие (формирование познавательного интереса, потребности к учению и т.д.).

На уроке кинофильм (мультипликационный фрагмент) позволяет: • воспроизводить на экране движение предметов и явлений

действительности; • осуществлять анализ предметов и явлений с присущим им динамизмом в

единстве с синтезом; • показать в концентрированном виде за короткое время большой по

объему материал, который всесторонне характеризует предметы и явления действительности;

• воспроизводить предметы и явления, недоступные непосредственному восприятию;

• моделировать явления посредством мультипликации, показывая их в динамике.

Мультипликационные задачи являются благодатной почвой для решения многих проблем. В мультзадачах сконцентрированы и сплавлены как истинные знания, так и различного рода заблуждения, ошибки. Никто не упрекает авторов

12

мультфильмов в невежестве. Авторы иллюстрировали не законы природы, хотя такие мультфильмы тоже есть – «В стране невыученных уроков», «Ивашка из дворца пионеров», «Вовка в тридевятом царстве», «Коля, Оля и Архимед» и т.п. Авторы, следуя законам жанра и своему пониманию, что такое юмор и мораль, создавали, например, очередную анимационную версию вечной борьбы добра со злом.

Анализируя мультзадачи, ученик учится критически относиться к увиденному им материалу, опосредованно вступает в диалог с автором мультфильма, рекламы, фильма, компьютерной игры. А это организует процесс познания и выявления истины.

Приоритетная задача критического мышления заключается в том, чтобы уберечься от манипуляции. Под манипуляцией понимаются действия, совершаемые с человеком, истинная цель которых сознательно скрывается от него манипулятором. Это важно в современную эпоху бурного развития гуманитарных технологий (технологии работы с человеком и его сознанием) в системе образования, профессиональной подготовки, СМИ и идеологической обработки.

Анализируя природные явления, точнее то, как они отражены в предметах культуры, ученик опосредованно вступает в диалог с автором данного мультфильма или рекламы. Находя логические и физические ошибки, ученик действует, как и Сократ в разговоре с простым смертным на площади Афин, задавая ему соответствующие вопросы (как указывал Платон, афиняне обвиняли Сократа в том, что «он испытывает то, что под землей и над землей»), и организует процесс познания и выявления истины.

Побочными эффектами данного мультзадачника является эмоциональная насыщенность данного способа предъявления учебного материала, внешняя занимательность и, самое главное, ненавязчивое воспитание добрых чувств у учащихся. Только из-за этого, можно считать данный продукт целесообразным для применения в учебном процессе. Так как мультзадачник представляет собой фрагменты наиболее популярных советских и российских мультфильмов, то демонстрация фрагмента порождает волну тех чувств и воспоминаний, которые ученик переживал, когда его смотрел прежде. Специально поэтому фрагменты из мультфильма вырезались не абы как, а в соответствии с определенными сюжетными линиями и логической завершенностью события.

Мультзадачник по физике - это мультимедийный продукт, направленный непосредственно на развитие теоретического и критического мышления учащихся.

Новизна дидактического подхода заключается в том, что в данном сборнике задач (см. рис. 1) анализируются не тексты, а видеофрагменты, что качественно меняет восприятие (появляется много посторонних «шумов» отвлекающих учащегося от сути задачи) содержание проблемы и соответственно качественно изменяется уровень анализа «видеотекста». Появляется необходимость постоянно при анализе задачи отделять существенное в данной задаче от несущественного, мнимое от действительного, кажущееся от реального и т. д. Что усложняет процесс решения задачи и в то же время упрощает его. Усложняет тем, что приближает деятельность ученика к реальной ситуации поиска решения той или иной проблемы [1-3]. Упрощает тем, что предметом анализа становятся предметы его «обычной» жизни. И в то же время идет изучение важных природных явлений.

13

Рис 1. Стартовая страница мультзадачника

Требования, которые предъявляет практика обучения, к электронным

учебным пособиям: 1. Возможность рассмотреть объект исследования спокойно (в привычном

темпе) и достаточно (без разрывов в восприятии) подробно. 2. Должны быть убраны все «шумы» - помехи, которые «украшают» объект

изучения и в то же время, отвлекают ученика от сути изучаемого природного процесса, на экране, должно быть только то, что является объектом изучения.

3. При изучении сложных объектов, например двигателя внутреннего сгорания, ученик и учитель должны иметь возможность выделить (цветом, подписью, гиперссылкой) интересующий элемент изучаемого объекта из механизма (фона) и детального рассмотрения его устройства и принципа работы.

4. Ученик должен иметь возможность интерактивного взаимодействия с объектом исследования, это позволит ему изучить данный объект в процессе собственной деятельности, со всеми её особенностями, которые присущи только данному ученику.

5. Ученик должен всегда исследовать реальные процессы в природе, а иначе знания, полученные в классе, не будут востребованы, потому что, по сути, они «мертвы», при рассмотрении действительных, а не учебных проблемных ситуаций.

Как же совместить несовместимое? Реальный объект природы многообразен и процесс познания его бесконечен - возможности человека на уроке отнюдь не безграничны. Ученик должен изучать реальный мир - ученик изучает на уроке модели природных явлений. Выход известен. Рассмотрев явление природы, ученик вместе с учителем должен построить его модель, для того чтобы выделить из множества связей и отношений изучаемого явления наиболее существенные.

14

Данное знание (модель, схема, определение) должно быть применено при исследовании других явлений и объектов природы (рис. 2, 3).

Рис. 2. Страница вопросов мультзадачника

Рис. 3. Страница ответов мультзадачника

15

Каждая задача в мультзадачнике сопровождается ключевой картинкой (в которой зафиксирована суть задачи) и фрагментом (ответом), которым сопоставлен штриховой код, являющийся ссылкой на мультимедийное приложение, расположенное на CD-ROM. Для запуска мультимедийного приложения, достаточно сканировать соответствующий штриховой код. При отсутствии сканера штрихового кода, приложения можно запускать, вводя код с клавиатуры (код ссылки соответствует номеру задачи).

Таким образом, можно запускать нужный видеофрагмент не только с мультзадачника, но и с обыкновенного конспекта урока, который предварительно напечатан на бумаге.

Ниже, в качестве примера приведен конспект такого урока (рис. 4).

Рис. №6: Фрагмент конспекта урока Новым этапом развития мультимедийных пособий по физике является

«Союзмультзадачник. Занимательная физика» (Рис. 4). Этот не задачник в привычном понимании. Здесь речь, как правило, идет о реальных делах, о том, что мы видим вокруг, хотя часто и не замечаем – о чаепитии за столом, о рыбалке, об окружающей нас природе, о, казалось бы, простых бытовых явлениях [4].

Вопросы к предложенным мультипликационным сюжетам авторами здесь только обозначены. Нужно разобраться, что существенно в данном случае, какими факторами на первых порах можно пренебречь, может быть найти в справочниках необходимые данные и константы. Краткие ответы, предложенные авторами в конце книги, не дают окончательного решения, а только лишь уточняют постановку задачи, указывают возможный механизм того или иного явления. Авторы понимают, что их ответы – не истина последней инстанции, а, часто, одно из возможных решений.

16

Рис. 5. Страница «Союзмультзадачника. Занимательная физика» В мультизадачнике обеспечивается возможность его использования при

дистанционном обучении через Интернет. Учителю предоставляется возможность включать в учебный процесс только то, что он считает нужным и переносить это в учебную презентацию, которую он создал к данному уроку.

Несомненно, яркая и своеобразная подача учебного материала в предлагаемых мультзадачниках повысит интерес учащихся к изучению физики.

Литература

1.Гаряев А. В., Калинин И. Ю. «Развитие критического мышления на уроках физики». Сборник тезисов «Информационно-коммуникационные технологии в обновлении содержания образования». Чайковский: Изд-во «Гарант – Сервис», 2005. 59-60 с.

2. Гаряев А. В., Калинин И. Ю. Мультзадачник по физике как средство развития критичности мышления учащихся. Научный журнал «Вестник Пермского государственного педагогического университета» №1. Пермь: Изд-во ПГПУ. 2005. 108 – 118 с. – (Серия «Информационные компьютерные технологии в образовании»).

3. Гаряев А. В., Калинин И. Ю. Мультзадачник как средство развития критического мышления на уроках физики. Труды 3 Всероссийской научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы (Инфосельмаш – 2005) - Анапа. М.; Типография ФГУП «ПИК Винити», 2005 – 417-419 с.

4. Аляев Ю. А., Гаряев А. В., Калинин И. Ю. «Союзмультзадачник. Занимательная физика» для начальной школы. Труды 4 Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы (Инфосельмаш – 2006)» - Анапа. М.; ООО «Пресс-аташе», 2006 – 306-310 с.

17

В.Р. Мосина, А.Г. Александрова Московский государственный гуманитарный университет им. М.А.Шолохова

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ

МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ НАРОДНОМУ ИСКУССТВУ

Современное образование, главными характеристиками которого являются содержательность, открытость, интегрированность и индивидуализация, опирается на широкую информатизацию [1, 2].

С целью формирования индивидуального субъекта учебной деятельности (учащегося, способного учить самого себя) необходимо изменить подходы к содержанию, формам и способам организации художественного образовательного процесса в начальной школе, в первую очередь, за счет информатизации процесса преподавания.

Народное искусство представляет общественный интерес не только с художественной, но и с исторической, этнографической, социологической и научной точки зрения. Сегодня телекоммуникации распахивают окна в широкий мир глобального мышления. Учащиеся получают доступ к богатейшим информационным ресурсам сетей и возможность работать совместно над интересующим их творческим проектом с учащимися из других школ, городов, областей, республик и даже из других стран, в рамках телеконференций. Такая совместная работа стимулирует учащихся к ведению диалога о культуре разных эпох и народов мира, к ознакомлению с разными точками зрения на изучаемую проблему, к поиску дополнительной информации, к оценке получаемых собственных результатов. Учитель становится руководителем, координатором, консультантом, к которому обращаются не по должности, а как к авторитетному источнику информации, как к эксперту. Обсуждение промежуточных результатов проектов в классе, дискуссии, «мозговые атаки», доклады, рефераты о народном искусстве обретают иное качество, поскольку они содержат не только материал учебников и официальных справочников, но и точки зрения партнеров по проекту из других регионов. Телекоммуникации позволяют учащимся самостоятельно формировать свой взгляд на происходящие в мире события, осознавать многие явления и исследовать их с разных точек зрения, наконец, понять, что некоторые из проблем могут быть решены только совместными усилиями [2, 3].

Сущность электронных устройств несет вторичность восприятия, именно поэтому освоение школьниками современных технологий массовой коммуникации требует разрешения проблемы эстетического развития личности. Направляя освоение технологий в русло народного творчества, поиска своеобразия, самобытности и уникальности нашего восприятия мира, возможно избежать опасности развития механизированного восприятия. Искусство наиболее эффективно помогает ребенку построить целостную картину мира, наиболее полно осознать и развить свою эмоциональную сферу, гармонизировать эмоционально - интеллектуальную природу человека, способствует формированию определенной культуры восприятия окружающего материального мира. Именно через народное искусство происходит в основном передача духовного опыта человечества, способствующая восстановлению связей между поколениями.

Использование информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в процессе обучения народному искусству создает предпосылки для выхода на интегративный, межпредметный характер учения. Новые технологии вместе с

18

базами данных составляют систему средств, позволяющих ученику и учителю создавать индивидуальное информационное пространство на базе собственных наблюдений и исследований, сбора и обработки информации, результатов поиска в глобальном информационном пространстве.

Среди дидактических возможностей ИКТ обучения можно выделить: • фрагментарное их использование в зависимости от цели этапа урока и

индивидуальных особенностей детей и своевременное вовлечение учеников в различные виды деятельности в рамках одного урока;

• ориентация на конкретного ученика и осуществление индивидуализации обучения, что ведет к возникновению возможных индивидуальных образовательных маршрутов в рамках обучению народному творчеству, исходя из индивидуальных особенностей и наклонностей учащихся;

• появление возможности построения самостоятельной работы учащихся по отдельным направлениям художественных дисциплин с учетом их индивидуальных образовательных траекторий;

• получение информации о работе каждого ученика на отдельных этапах обучения и оперативное варьирование уровнями сложности и содержанием каждого учебного задания по мере его выполнения.

Информационные технологии охватывают программированное обучение, интеллектуальное обучение, экспертные системы, мультимедиа, имитационное моделирование, демонстрации. Эти образовательные услуги универсальны для использования, как на уроке, так и во внеурочное время.

Одним из преимуществ использования новых ИКТ является переакцентирование обучаемых с вербальных методов обучения на методы поисковой и творческой деятельности. Наиболее перспективны в этой области работа школьных творческих объединений и проектная деятельность, поскольку именно они дают возможность не только для репродуктивной деятельности, но и для самостоятельного творчества. А соединение творческого процесса с освоением новых технологий делает обучение более продуктивным, повышает его мотивацию и самооценку учащегося, развивает склонность к рефлексии - самоанализу путей достижения цели и их оптимизации.

В настоящее время успешно развиваются методы, сокращающие сроки проектирования. Например, поэтапное решение проектных задач, системное проектирование, на подготовительном этапе которого учащиеся самостоятельно осуществляют сбор, обработку и анализ информации, относящейся к разрабатываемому типу изделия (в том числе полученную с помощью информационных технологий с использованием Интернет – источников). В процессе художественного поиска, заключающемся в разработке и фиксировании первоначальных замыслов с помощью эскизной графики, возможно использование графических редакторов.

В начальной школе происходит смена ведущей деятельности ребенка с игровой на учебную. Использование игровых возможностей компьютера в сочетании с дидактическими возможностями (наглядное представление информации, обеспечение обратной связи между учебной программой и ребенком, широкие возможности поощрения правильных действий, индивидуальный стиль работы и т.д.) позволяет обеспечить плавный переход к учебной деятельности.

Рекомендуются также разнообразные игровые программы, в которых при помощи курсора можно нарисовать любую фигуру, элемент узора или даже декоративную композицию. Возможными игровыми вариантами таких программ

19

являются «задания – мозаики». Такие программы развивают не только восприятие, но и воображение детей. В этом случае учитель сам может варьировать их сложность. Особенно хороши для таких занятий специальные программы, в которых нарисованные персонажи могут оживать и воспроизводить придуманные действия в режиме мультфильма.

Большое значение для развития детей имеют и конструкторские программы, в процессе которых детям надо либо сложить из разных частей фигуру определенной формы, подбирая определенные элементы орнамента или узора, либо, наоборот, разбить имеющуюся фигуру на заданные части. Эти программы развивают не только восприятие и координацию, но и образное мышление детей. Однако ценность большинства программ такого типа не только в наглядности, но и в возможности варьировать степень этой наглядности в зависимости от уровня развития ребенка.

Перечень готовых программных средств учебного назначения на современном этапе включает в себя электронные учебники, электронные лекции, контролирующие компьютерные программы, справочники и базы данных учебного назначения, компьютерные иллюстрации для поддержки различных видов занятий.

Другим вариантом использования компьютера в педагогическом процессе является создание учителем и использование на уроках мультимедийных презентаций, которые позволяют представить учебный материал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке. Тематические презентации в конце урока или блока занятий могут быть дополнены слайдами с детскими работами, выполненными в графическом редакторе или в виде цифровых фотографий, видеороликами с фрагментами детских фольклорных праздников и т.п.

Электронные энциклопедии и путеводители, справочники - содержат большой справочный материал, характеризуется наличием мощного поискового аппарата и возможности подготовить реферат, доклад на базе отобранного материала.

Коллекция, галерея - электронное фото произведений искусства, музейных экспонатов, записи музыкальных произведений, произведения устного народного творчества и т.д.

В последнее время современное обучение немыслимо без применения ресурсов Интернет. Интернет несёт громадный потенциал образовательных услуг. Электронная почта, поисковые системы, электронные конференции, электронные олимпиады и викторины становятся составной частью современного дистанционного образования [4].

В этом случае учителя - предметники: • получают информацию о необходимой педагогической и методической

литературе, доступ в Интернет – ресурсы учебного назначения; • организовывают работу школы в образовательных проектах, конкурсах,

викторинах; • обмениваются информацией по методике преподавания в рамках

виртуальных методических объединений; • создают веб-странички, сайты и получают новый образовательный ресурс

доступный и другим регионам, участвуют в работе педагогических Интернет - объединений, например, «СОМ»- Федерации Интернет Образование, Всероссийских видеоконференций - ИОСО РАО, Всероссийский Интернет- педсовет.

20

Большие дополнительные возможности этих технологий активно используются учащимися, которые:

• ведут поиск информации для решения учебных задач; • участвуют в викторинах, конкурсах, проектах; • используют в учебной работе имеющиеся образовательные ресурсы

(энциклопедии, справочники и т.д.). Использование образовательной информации, размещенной на дисках, не

является заменой учебника или его новым вариантом. Оно создает основу для организации самостоятельной деятельности учащихся по анализу и обобщению материала при широком использовании индивидуальных и групповых форм организации учебного процесса.

Информационные технологии в педагогическом процессе позволяют: существенно углубить содержание учебного материала, рационально организовать познавательную деятельность школьников, используя компьютеры с целью индивидуализации учебного процесса. Применение нетрадиционных методик обучения может оказать заметное влияние на формирование практических умений и навыков учащихся.

Новые информационные технологии создают ребенку прекрасное пространство для самовыражения. При этом плоды их творчества могут оказаться доступными и востребованными. И это тоже очень важно. Кстати, факт востребованности вызывает у ребят и повышенное чувство ответственности за выполняемую работу, ведь ее могут увидеть сотни, тысячи людей! Воспитание ответственного отношения к своей деятельности, позволит нам надеяться на качественное улучшение этой информационной среды.

Тем не менее, новые информационные технологии не должны становиться самоцелью процесса обучения народному искусству. Они лишь еще один эффективный инструмент в наших руках. Инструмент удобный, но очень опасный. Главным героем образовательного процесса был и остается ребенок, и здесь вполне уместно вспомнить правило врача: «Не навреди».

И нет ничего важнее во всем процессе художественного образования, чем учитель - чуткий к искусству, к окружающему нас миру и к ребенку, к его открытым глазам, к его открытой пока душе. Ни компьютер сам по себе, ни какое-либо другое средство обучения не в состоянии заменить педагога, живое слово, непосредственное общение.

Литература

1. Интернет в гуманитарном образовании. / Под ред. Е.С. Полат. – М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 272 с.

2. Михеева Е. В. Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 256с.

3. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. / Под ред. Е.С. Полат. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 272 с.

4. Средства дистанционного обучения. Методика, технология, инструментарий. / Под. ред. З.О. Джалиашвили. – СПб.: БХВ_Петербург, 2003. - 336с.

21

Т.Б. Казиахмедов Нижневартовский государственный гуманитарный университет

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И СОДЕРЖАНИЕ ШКОЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ

Трехступенчатое обучение информатике, пройдя определенный период

становления и развития, сегодня характеризуются несколькими основными показателями.

Пропедевтика информатики – обеспечивает развитие личности (за счет знаний по всем учебным дисциплинам) и формирование основных понятий в области информатики, а также формирование личностных характеристик ученика через его учебную деятельность, включающую сравнение, сопоставление, выбор элементов с определенным свойством , формирование множеств и подмножеств элементов с конкретными параметрами, представление этих множеств в виде информационных структур, таких как отображение, списки, массивы, деревья, графы, применение в этих действиях различных алгоритмов. Существенным фактором при этом является использование микросред (исполнителей), учитывающих национальные традиции основного населения, экономические, экологические и географические особенности региона. Современная общеобразовательная школа многолика и многообразна, отметим некоторые ее параметры и характеристики:

• местонахождение и транспортные схемы (сельская, городская, поселковая, школы на семейные угодиях малочисленных народов и т.д.);

• вид – начальная, основная, средняя школы, лицей, гимназия; • форма обучения – очная, заочная, очно-заочная, семейная,

самообразование, экстернат; • количество классов и численность обучающихся в каждом классе

(включая классы компенсирующего обучения и специальные классы); • численность работников (включая, в первую очередь, педагогических

работников) и уровень их профессионально-педагогической квалификации; • источники и объем финансирования; • дополнительные образовательные программы, степень

самостоятельности хозяйственной деятельности. Особо выделим типы и параметры сельской школы. Крупная сельская школа - школа, имеющая несколько параллельных 9-11

классов. Полная сельская школа - школа, не имеющая параллельных 9-11 классов,

но при этом эти классы являются полными (более 15 человек) Малочисленная сельская школа - школа, не имеющая полных (в т.ч.

параллельных) 9-11 классов, с небольшой общей численностью учащихся. В этих школах для организации трехступенчатого обучения информатике

необходимо учитывать языковую среду и особенности системы образовательной сети региона в целом.

Не зависимо от этих параметров, начальный курс информатики должен строиться на основе развивающего обучения. Особым образом необходимо учитывать языковую среду учащихся при построении начального курса на селе, так как сельская начальная школа только начинает обучение русскому языку, а

22

предметы на родном языке являются той информационной базой, на которой должен строиться пропедетевтический курс информатики. Сельскую начальную школу необходимо рассматривать, в первую очередь, с точки зрения языка обучения. Поэтому различают сельскую школу с русским языком обучения, национальную сельскую школу с русским языком обучения (многие малые народности не имеют до сих пор своей письменности) и национальную сельскую школу с родным языком обучения. Следовательно, опыт городских школ по пропедевтическому курсу информатики не подходит для этих школ, построение данного курса на основе таких пакетов как ‘Роботландия”, “Робот”, “ЛогоМиры”, пакета “Мир информатики ” фирмы КиМ для них неприемлемо. Адаптации этих сред к национальным языкам требует наличие авторских прав, а сам перевод потребует дополнительных временных и материальных ресурсов. Как выйти из этого положения и обеспечить в сельской школе обучение информатике с первого или второго класса? Нами предложены следующие возможные подходы:

• перевести меню и справку офисных технологий на национальные языки, используя внутренние возможности офисных технологий, и разработать систему исполнителей на родном языке, используя язык VBA как дополнение к пакету офисных программ;

• разработать пакет исполнителей с системой команд на родном языке. Наиболее эффективным, по нашему мнению, является второй подход, так

как при этом мы получаем наиболее полную система исполнителей, в которых заложены не только систему обучения информатике, но и обучение различным математическим пакетам. Например, редактор текстов служит не только для обработки текстовой информации на национальном языке, но так же средой обучения русскому и иностранным языкам. Внешне они похожи на известные пакеты, но отличается адаптируемостью к национальным языкам сельских школ.

Это стало возможным благодаря изменениям подготовки и переподготовки учителей начальных классов и информатики для сельских школ.

Учитель моделирует эти среды на национальных языках, так как их система подготовки охватывает технологическую, дидактическую составляющие и информационную компетентность с элементами инженерии знаний.

Нами разработаны адаптируемые к национальным языкам аналоги редактора текстов, языка логического программирования Пролог, навигатора Internet. Приведем пример изображения экрана редактора текстов на лезгинском языке.

23

Данный пакет является русско-лезгинским и англо-лезгинскими словарями. Учитель может использовать этот пакет на уроках для выполнения различных упражнений и переводов. Причем редактор адаптируется к национальным языкам, письменность которых основана на Кириллице.

Для изучения в старших классах основ экспертных систем и логического программирования реализован перевод Пролога на национальные языки.

Аналогичным образом нашими учителями разработано несколько сред, в том числе и тестирования, используя возможности офисных технологий.

Такая подготовка учителя сельской школы решает не только проблемы обучения начальному курсу информатики, но и создания учебных сред обучения различным предметам, используя дидактические и инструментальные возможности офисных технологий. Кроме того, решается проблема авторского права, так как «офис» является законно приобретенным продуктом. Таким образом, построение пропедевтического курса информатики требует решения следующих основных задач:

• адаптация пакетов к языковой среде учащихся • формирование высокой технологической информационной

компетентности сельского учителя. • использование технологии проектирования педагогических задач через

проектирование микросред для обучения информатике и другим предметам. Использование развивающих аспектов информатики является актуальным на

всех ступенях обучения. Это связано с тем, что одним из главных методом информатики является моделирование. Причем, моделировать можно: процессы, объекты, их поведенческую сущность, микросреды обучения с внедрением элементов самообучения, развития, самоконтроля. Объект рассматривается в информатике как абстракция, в которой инкапсулируется свойства(состояние), методы, поведенческая сущность. Это очень важный философский подход “Мир-множество объектов”. В начальных классах такой подход позволяет построить межпредметное обучение, которое наша педагогическая наука давно обсуждает.

Очень важным является подготовка учителя к проектированию учебных объектов. Это позволяет посмотреть на процесс обучения с разных точек зрения: с точки зрения учащегося, с точки зрения учителя, с точки зрения методиста (инженера по моделированию знаний), позволяет аналиризировать учебный процесс через рефлексию учебных объектов, а деятельность учителя через внедрение его функций в учебные объекты. Снабжение учебных объектов дидактическими функциями требует от студента- будущего педагога осознать сущность профессии современного учителя, который должен адекватно реагировать на непрерывно возникающие ситуации в ходе учебного процесса.

Следовательно, учебный объект – совокупность знаний, представленных в той или иной модели, учебных процедур учащихся, учитывающих индивидуальные особенности, свойства обучаемых, в том числе учебные умения, навыки и психологические особенности, учебных процедур в деятельности учителя и процедуры тренинга, контроля и самоконтроля, процедуры расширения и уточнения базы знаний.

В существующих пакетах обучающих программ под учебным объектом обычно понимается любой компонент “рабочего стола” учителя, например график функции, рисунок, текст. Такое понимание учебных объектов не способствует формированию информационной компетентности учителя, приводит к кривотолкам в области информатизации образования, в частности, в разработке полных

24

адаптируемых к педагогическому опыту учителя учебных объектов. Совокупность учебных объектов реализованных в предметной области учебной дисциплины можно было бы называть информационной поддержкой обучения дисциплине.

Поэтому в систему подготовки учителя целесообразно включить курс “Проектирование информационных учебных объектов поддержки обучения предмету”. Особо это необходимо для учителей информатики, прежде всего потому, что информатика должна стать той метанаукой, которая способствует повышению эффективности процесса обучения в целом.

Что же должна обеспечивать информатика? На этот вопрос, с нашей точки зрения, необходимо ответить следующим образом:

• общее развитие обучаемого, включающее в себя развитие мыслительных операций над объектами (сравнение, сопоставление, исключение, анализ, выбор объектов с конкретными свойствами и поведением);

• развитие памяти и мышления: визуальная память и визуальное мышление, вербальное мышление, алгоритмический стиль мышления, рекурсивное мышление;

• формирование учебных навыков поиска информации и ее обработки, практических навыков работы с ЭВМ в том числе при поиске учебной информации, культуру работы с информацией, представленной в рабочих тетрадях, учебниках, в том числе электронных и Интернете.

В процессе реализации курсов по информатике мы используем: • операции мыслительной деятельности: - сравнение множеств по их мощности; - выделение подмножеств из множества по определенным признакам; - исключение из множества элементов с несовпадающими с остальными

элементами свойствами; - группировка элементов в множества по определенным признакам; - установка соответствия между элементами двух множеств; - отношения элемента и элементов всего множества; - сложные отношения (соотнесения элемента к признакам нескольких

множеств); - формирование множеств знаний об объектах, об их поведенческой

сущности; - использование различных моделей для представления множества

знаний об объектах; - исследовательские действия по изучению поведенческой сущности

объектов; • типы и структуры данных в совокупности с операциями над ними: - множества; - переменные; - константы; - списки; - записи и таблицы; - тексты; - деревья; - графы; • учебную деятельность для формирования стиля алгоритмического

мышления: - - исполнение алгоритма (линейный, разветвляющийся, повторяющийся);

25

- запись алгоритма в виде блок – схем, табличная запись алгоритма, граф-схема алгоритма;

- запись алгоритма в командах исполнителя; - запись алгоритма на языке программирования(псевдокоде); - конструирование алгоритмов для получения результата (робот,

шарманщик, сочинитель сказок и т п.); - основы структурного программирования (макрокоманды- процедуры); - анализ простейших алгоритмов; - рекурсивное представление алгоритмов; • учебную деятельность формирования практических навыков

работы с ЭВМ (ПК): - сборка объектов в множества, пользуясь манипулятором мышь и клавиатурой;

- рисование объектов, заполнение, дизайн(использование графических примитивов и инструментов);

- работа с текстами, с нотами, числовой информацией, с интеллектуальными исполнителями;

- среды компьютерного диалога(чаты, электронная почта, Интранет, Интернет и т.п.);

- среды формирования математического мышления и пространственного воображения;

- среды формирования грамотности письма, в том числе на родном и иностранном языках;

- среды моделирования простых логических, арифметических и текстовых задач.

Развитие мышления, памяти, внимания, алгоритмического стиля мышления и информационной культуры происходит как при изучении цикла школьных предметов, так и в процессе работы в микро-средах, созданных специально для развития учащихся при обучении их информатике.

Литература

1. Казиахмедов Т.Б. Моделирование учебного процесса на ЭВМ. Монография. Нижневартовск, 2004. - 200 с.

2. Роль информационных технологий обучения в развитии образования в РФ. Материалы региональной научно-практической конференции “Информационные технологии в высшей и средней школе”.Нижневартовск,2006. – С. 3-5.

26

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ

Н.И. Мерлина, Л.В. Шоркина Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г.Чебоксары

КОНСТРУИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИЧЕСКИХ РЕДАКТОРОВ

И МАТЕМАТИЧЕСКИХ ПАКЕТОВ

В школьном образовании время мало уделяется внимание развитию нагдядно-образного мышления средствами алгебры и начала анализа. К примеру, построение графиков функций используют как самостоятельные задачи и не рассматривают их как средства поиска идеи и средства решения задачи. Свободное владение техникой построения графиков часто помогает решать многие задачи, например: графический метод решения уравнений (этот метод позволяет определить число корней уравнения, определить значение корня, найти приближенные, а иногда и точные значения корней); графическое решение неравенств и т.д. То есть, во многих случаях, некоторые задачи решаются графическим способом быстрее и эффективнее. Например, задачи с параметрами, где требуется найти количество решений в зависимости от знака параметра. Кроме этого, наглядное изображение позволяет не только решить данную задачу, но и дает «подсказку» к составлению на ее основе новых задач.

Преобразование графиков можно отнести к нестандартным методам решения задач. В школьной программе в достаточном объеме рассматриваются задачи на изучение свойств и построение графиков элементарных функций (линейных, квадратичных, тригонометрических и др. функций), но почти не уделяется времени на решение задач с помощью преобразования графиков функций. Поэтому эту тему можно рассмотреть более подробно на кружковых и факультативных занятиях.

Преобразования графиков функций можно распределить на две группы: преобразования, не изменяющие масштаб, и преобразования, изменяющие мас-штаб. В первую группу относятся преобразования функций следующего вида:

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2007

27

1) axfy += )( – сдвиг по оси ординат (в случае 0<a вниз по оси, а при

0>a вверх по оси); 2) )( axfy += – сдвиг по оси абсцисс (в случае 0<a вправо по оси, при

0>a влево по оси); 3) )(xfy −= – зеркальное отображение относительно оси абсцисс; 4) )( xfy −= – зеркальное отображение относительно оси ординат. Во вторую группу относятся, например, преобразования вида: 1) )(xkfy = – сжатие и растяжение графика функции по оси ординат в случае

10 << k и 1>k соответственно; 2) )(kxfy = - сжатие и растяжение графика функции по оси абсцисс в слу-

чае 1>k и 10 << k соответственно. Все эти преобразования можно произвести с графиками элементарных

функций, используя компьютер и графические редакторы, например Advanced Grapher. И эта работа может быть предложена ученикам в качестве самостоя-тельной работы. При этом проявится самостоятельность и творческий подход к выполнению задания в силу того, что в доступных учебниках нет подобных задач.

Преобразования графиков можно использовать, например, при составлении задач исследовательского характера [1].

Задача. Сколько решений имеет уравнение 2sin xx = ? Решение. Так как в условии задачи требуется только указать количество

решений, то это можно найти с помощью графика (рис. 1). Точек пересечений графиков xy sin= и 2xy = всего два. Значит, уравнение 2sin xx = имеет два решения.

Рис. 1

Рис.2

А сколько же решений имеют уравнения 1sin 2 += xx (рис. 2) и

1)2

(sin 2 +−=πxx ?

28

Т.е. можно составить множество новых задач, которые дают материал для размышления школьникам. Аналогично можно поступать с другими преобразованиями графиков, которые приводены выше.

В современном мире, где каждый день происходят глобальные изменения, необходимы знания по применении информационных технологий (ИТ). Многим учителям и преподавателям старшего поколения сложны в применении компьютерные технологии. Поэтому подготовку новых кадров необходимо вести уже со школьных лет, в крайнем случае, со студенческой скамьи.

Рассмотрим основные направления использования компьютера в практике обучения студентов:

1) визуализация лекционных занятий; 2) средство самообразования студентов во всех видах: а) индивидуальная

схема студент-компьютер по выполнению заданий в предложенном преподавателем программном режиме («электронном учебнике», тренажере); б) виртуальная лабораторная работа в конкретной проблемной области; в) групповая работа («мозговой штурм»), где студенты, сидящие возле одного компьютера, отвечают на вопросы преподавателя, работающего с конкретной программой; г) «электронная почта» обмен сообщениями по схеме группа-компьютер-группа; д) компьютерное информирование с использованием сети Интернет; автоматизация библиотек; е) компьютерное накопление учебного материала (под руководством преподавателя);

3) компьютерный контроль (тестирование), мониторинг качества образо-вания;

4) автоматизация подготовки заданий для самостоятельной работы и са-моконтроля;

5) дистанционное обучение. Отметим положительные стороны организации самостоятельной работы

студентов с помощью ИТ и электронных пособий: а) компьютерные учебники позволяют многократное к ним обращение в свойственном студенту режиме и темпе; б) время и место обучения (и тестирование) не регламентировано, что снимает личностный момент усвоения знаний и оценки; в) мотивация обучения формируется преподавателем с помощью большего числа мультимедийных учебных материалов; г) использование ИТ экономит время, дает новое качество обучения и формирует информационно-компетентного специалиста.

В Чувашском государственном университете в рамках учебных планов по специальностям 01.01.01- «Математика» и «351500 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» предусмотрено изучение курса «Методика преподавания математики и информатики» на V и IV курсах соответственно. Рабочая программа этого курса имеет тему «Конструирование математических задач».

При этом мы исходим из следующего определения этого понятия, взятого за основу учебного процесса.

«Конструирование математических задач – это вид учебной деятельности, который состоит в составлении и исследовании «новой» задачи на основе из-вестных задач, за счет включения психолого-педагогических и методических знаний, умений и навыков. Если рассмотреть это определение относительно предмета математики, то «новое» можно определить как самостоятельную постановку и решение этой задачи» [2].

Поэтому при изучении указанной темы делается основной цифр на математическую инициативу студентов и решение творческих задач, отличающихся

29

от традиционных школьных задач и систематическое составление (создание, модификация) новых задач из уже известных.

При этом четко прослеживается различие в подходе к созданию задач со стороны студентов математиков и студентов-инженеров.

1. Студенты-математики во многих случаях решают творческие задачи двумя способами: графическим и аналитическим. Графический способ решения задач дает возможность посмотреть на «поведение» функций. Определить есть ли решение, и в каких промежутках это решение прослеживается и т.д. Но в основном в авторских задачах студенты используют графический способ для подтверждения правильности решения задачи или как вспомогательное средство.

2. Студенты-информатики при решении авторских задач используют математические пакеты или графические редакторы не используя аналитического способа решения данной задачи.

Заметим, что и те и другие студенты свободно использовали математические пакеты. Для наглядно-образного видения студентам предлагались такие математические пакеты как Mathcad, Мaple и графические редакторы, например как Advanced Grapher, которые доступны и несложны в использовании.

После повторения школьного материала по теме «Преобразование и по-строение графиков элементарных функций», таких как сжатие, растяжение, сдвиг вверх и вниз и знакомства с «непривычными» для школьников и студентов функциями, как ][x , )(}{ xd,x , )max(и)min( xx студенты занимались конст-руированием задач с применением преобразования «непривычных» функций [3].

Напомним некоторые определения. Функции: целая и дробная часть числа. Определение 1. Целой частью числа x называется наибольшее целое число

n такое, что n ≤ x . Обозначение: [ ]x или E( x ). (Здесь Е - первая буква французского слова

entier – целый.) Определение 2. Дробной частью числа x называется величина [ ]xx − . Обозначение: { } [ ]xxx −= . Функция d(x) Определение 3. Пусть n – произвольное целое число и [ ]1, +∈ nnx . Поло-

жим ( )xnnxxd −+−= 1,min)( . Замечание. Геометрический смысл функции d(x). Эта функция дает рас-

стояние от точки x на оси абсцисс до ближайшего конца отрезка [ ]1, +∈ nnx . Максимум- и минимум-функции Определение.

( )⎩⎨⎧

<≥

=.,,,

,maxbaеслиbbaеслиa

ba ( )

⎩⎨⎧

>≤

=.,,,

,minbaеслиbbaеслиa

ba

Эти функции могут быть выражены через модуль действительного числа, например,

( )ba,max =2

baba −++ , ( )ba,min =2

baba −−+ .

В качестве примера на конструирование с применением преобразования графиков приведем следующие задачи студентов.

30

Задача 1. Найти количество решений уравнения 12 +−= xd(x) . Решение данной задачи также легко находится графическим способом. Студентка перешла к системе уравнений

⎩⎨⎧

+−=

=

,xy

d(x),y

12 используя при этом математический пакет Mathcad, где

функция d(x) задается выражением y(x):=x-floor(x), f(x):=1-(x-floor(x)), d(x):= =min(y(x), f(x)), а функция 1x2 +− выра-жением s(x):= 1x2 +− . Ответ: Два решения. Чертеж дает: 1) обнаружить симметрию графика функции d(x) и предложить

теорему: «Доказать, что d(x)- четная функция»;

Рис. 3 3) переформулировать задачу: «Найти корни данного уравнения»; 4) использовать указанные выше преобразования графиков и рассмотреть, например задачу d(x):= 12 +− kx , k подобрано так, чтобы парабола проходила через удобные точки min и max функции d(x).

Задача 2. Решите уравнение 2xd(x)= . Здесь график функции d(x) играет вспомогательную роль. Снова переход к

системе ⎩⎨⎧

=

=

,xy

d(x),y2

и использование

пакета Mathcad показывает, что уравнение имеет всего три решения, расположенные на отрезке 1][-1; (рис. 4).

Но график не дает точных решений. Поэтому есть необходимость решить уравнение аналитически.

Приведем аналитический способ решения данной задачи:

1) Запишем функцию d(x) на отрезке

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ 1

21 ; в виде 1+−= xy и не этом

отрезке решим систему уравнений:

Рис. 4.

31

251011

121

222

±−=⇒=−+⇒+−=⇒

⎩⎨⎧

=

+−=,xxxxx

xy

xy.

Чертеж показывает явно, что корень 2

51−−=x не входит в отрезок

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ 1;

21 .

2) Теперь запишем функцию d(x) на отрезке ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−

21;1 в другом виде

1+= xy , и на этом отрезке решим систему уравнений:

251011

12,1

222

±=⇒=−−⇒+=⇒

⎩⎨⎧

=

+=xxxxx

xyxy .

Чертеж аналогично показывает, что корень 2

51+=x не входит в отрезке

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−

21;1 .

Значит, корнями данного уравнения являются корни ,0=x 2

15 −±=x .

Ответ: 2

15,0 −±== xx .

Обобщение: 1. Примем за )(xk «непривычные» функции и за )(xf – элементарные функции. Тогда можно рассмотреть конструирование задач следующих выражений: tpnxmfdcbxak ±±=±± )()( , где

tpnmdcba ,,,,,,, – любые числа, которые можно варьировать. 2. Можно перед студентами поставить следующие задачи

исследовательского характера: 1. Составление задачи, дающее одно решение. 2. Составление задачи, имеющее два решения. 3. Составление задачи, имеющее три решения. 4. Составление задачи, которая не имеет решения.

Можно при этом уточнить условие следующим образом: найти количество решений или найти эти решения.

Рассмотрим более сложную задачу, сконструированную студентом Ала-тырского филиала ЧГУ Захаровым В.

Задача 3. Найти корни уравнения )1cos(1][ +=− |x|x . Решение данного уравнения рассмотрим графическим способом, приняв за

1][)( −= xxf и за )1|cos(|)( += xxh : По рис. 5 видно, что нет точек пересечения. Значит, нет решения. Ответ: нет решения.

32

Студент математического факультета ЧГУ Конузин Ю.Г. МФ-12-00 в своей творческой работе приводит системы уравнений, состоящих из «непривычных функций». В самой работе приводит основные понятия и свойства непривычных функций с приложением их графиков функций. В качестве примера приведем задачу, при решении которой используются и графический и аналитический способы решения.

Рис. 5

4. Решить систему уравнений: ⎩⎨⎧

=++−=−+−+

2)1,5.0max(5.0)32,13min(}{

yxyxx

Решение. Рассмотрим равенства 3213 −=+− yх и 15.0 +=+ yx . Прямые

25.1 +−= xy и 5.0−= xy делят плоскость xOy на четыре области: Область 1. 25.1 +−≥ xy , 5.0−< xy

∅⇔⎩⎨⎧

=−=+−

⇔⎩⎨⎧

=+−=+−+

5.15.015.4}5.1{

25.05.0)13(}{

xxxx .

Область 2. 5.0−≥ xy , 25.1 +−> xy

⎩⎨⎧

=−=

⇔⎩⎨⎧

=+−=+−+

15.13}{

215.0)13(}{

yxx

yxx

Первое уравнение системы

решается графически (рис. 6):

Решением является 43

=x .

Точка (43 ; 1) принадлежит второй

области. Область 3. 25.1 +−≤ xy ,

5.0−> xy

Рис. 6.

33

⎩⎨⎧

=∈+=

⇔⎩⎨⎧

==

⇔⎩⎨⎧

++−=−+

1,5.0

15.0}{

215.032}{

yZnnx

yx

yyx

.

Проверим, какие из этих точек лежат в третьей области:

;...5.2;5.1;5.0;5.0

2332

5.0

5.0125.11

5.0−−−=⇔

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

<

≤

+=

⇔⎪⎩

⎪⎨

⎧

−>+−≤+=

x

x

xnx

xx

nx

Область 4. 5.0−≤ xy , 25.1 +−< xy

⎩⎨⎧

==

⇔⎩⎨⎧

=−=−+

⇔⎩⎨⎧

=+−=−+

5.11

5.15.032}5.1{

25.05.032}{

xy

xy

xyx

.

Точка (1.5;1) не принадлежит четвертой области. Проверим точку пересе-

чения прямых (1;0.5): ∅⇔⎩⎨⎧

=++−=−+−+2)15.0,5.01max(

5.0)31,13min(}1{

Объединяя решения, получаем:

Ответ: (43 ;1); (0.5;1); (-0.5;1); (-1.5;1); (-2.5;1);…

Таким образом, конструирование математических задач в процессе обучения дает возможность развить такие качества школьников и студентов, как:

1) наглядно-образное мышление; 2) творческие способности; 3) исследовательские навыки.

Литература 1. Мерлина Н.И., Шоркина Л.В. Учебно-методические комплексы и дополни-

тельная квалификация «Преподаватель» специальности 010101-Математика (на примере спецкурса «Конструирование математических задач») / Н.И. Мерлина, Л.В. Шоркина. Вестник Чувашского Университета. Гуманитарные науки. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. – № 3, 2006. С. 354-365.

2. Шоркина Л.В. Исследовательская деятельность и конструирование мате-матических задач / Л.В. Шоркина. Современные методы физико-математических наук. Труды международной конференции. 9-14 октября 2006 г., г. Орел. Т. 3. – Орел: Изд-во ОГУ, Полиграфическая фирма «Картуш», 2006 г. С. 230-233.

3. Шоркина Л.В. Конструирование математических задач и развитие твор-ческого и математического мышления школьников / Л.В. Шоркина. Межвузовский сборник научно-методических работ: «Актуальные проблемы подготовки будущего учителя математики». Калуга, 2005. С. 105-113.

34

Е.В. Крутова Филиал МГГУ им. М.А.Шолохова, г. Анапа

ПОВЫШЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ УЧИТЕЛЯ

В УСЛОВИЯХ ИНТЕГРАЦИИ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ

Как правило, информационными технологиями обучения называют

образовательные технологии, использующие специальные информационные средства (компьютер, проектор, интерактивная доска, видео- и фотоаппаратура, программное обеспечение, Интернет и др.).

Внедрение информационных технологий (ИТ) существенно расширяет возможности обучения. Если ранее многие сложные понятия и явления не могли быть представлены визуально, что затрудняло их понимание, а возможности преподавателей ограничивались имеющимися в их распоряжении традиционными средствами, то в сегодняшних условиях новые технические средства позволяют преподавателям знакомить учащихся со сложными идеями и с большей легкостью решать интеллектуальные задачи. [1]

В принципе, любая педагогическая технология – это информационная технология, так как основу технологического процесса обучения составляет информация и ее движение (преобразование). Информационные технологии развивают идеи программированного обучения, открывают новые возможности в процессе обучения, связанные с широким использованием современных компьютеров и телекоммуникаций.

Информационные технологии можно реализовать в следующих вариантах: 1. Применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам,

для отдельных дидактических задач; 2. Применение компьютерного обучения в качестве основы в технологии

обучения по всему курсу; 3. Применение ИТ при обучении и управлении учебным процессом, включая

все виды диагностики, мониторинга и прочее. Также информационные технологии обучения называют интерактивными,

так как они обладают способностью “откликаться” на действия ученика и учителя, “вступать” с ними в диалог, что и составляет главную особенность методик компьютерного обучения.

Применение таких вариантов можно представить как интеграцию информационных и педагогических технологий. Такая интеграция осуществляется при конструировании технологических карт учебной темы, информационной карты занятия, графического представления результатов диагностик, параметров аналитической работы с результатами диагностики и т.д.

Интеграция обычно трактуется как максимально продуктивное использование дидактических возможностей как информационных, так и педагогических технологий в ИТ-образовании.

Основной результат интеграции информационных и педагогических технологий заключается в создании общенаучного фундаментального инструментария, адекватно и универсально моделирующего все педагогические ситуации учебного процесса в ИТ-образовании. Сам инструментарий может выполнять принципиально новую функцию по формированию информационного

35

банка ресурсного учебно-методического обеспечения ИТ-образования. Интеграция – это путь к целостности технологического и методического инструментария обучаемого и преподавателя. Интеграция информационных и педагогических технологий обеспечивает достижение основной дидактической цели ИТ-образования по формированию современной динамической структуры знаний и умений, выступающей в ИТ-образовании, как современный аппарат исследования и решения широкого круга задач и проблем.

Методологической базой этой интеграции выступают следующие основные принципы [2]:

• принцип интеграции фундаментальных понятий двух классов технологий;

• принцип включения и учета во вновь проектируемых технологиях методов технологизируемых предметных областей знаний и профессиональной деятельности;

• принцип разумной достаточности в использовании математического аппарата, информационных и вычислительных средств;

• принцип адекватного отражения предполагает как содержательную, так и методическую сопряженность педагогических и информационных технологий;

• принцип системности обуславливает протекание интеграционных инновационных процессов в сферах педагогических и информационных технологий в направлении формирования целостных систем данных технологий;

• принцип функциональности, рассматривается как новое средство обучения в ИТ-образовании, выступает результатом интеграции технологий и объединяет все функции, которые были свойственны первоначальному виду технологий;

• принцип саморазвития выступает как следствие принципа системности, поскольку проектируемые системы педагогических и информационных технологий открыты для последующего совершенствования, развития и модернизации;

• принцип унификации предполагает определенную независимость их внешних признаков, приемов и форм от предметного содержания, представленного в данной технологии.

На фоне усиления внимания, проявляющегося со стороны общества и государства к проблемам информатизации образования, на первый план выдвигается задача обеспечения качественной подготовки учителей и организации системы непрерывного повышения квалификации педагогических и управленческих работников системы образования в области использования информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе и управленческой деятельности.

К сожалению, несмотря на имеющуюся потребность, в настоящее время в системе профессионального образования Российской Федерации не осуществляется массовая подготовка специалистов для организации управления процессами информатизации образования. Исключение составляют редкие инициативы отдельных педагогических вузов страны, реализующих программы соответствующих специализаций. Опыт таких педагогических вузов по подготовке на базе учителей информатики специалистов в области управления процессами информатизации в достаточной мере не изучен и не обобщен [3].

В настоящее время подготовка учителей и специалистов в области информатизации образования не достаточно и решение этого вопроса зависит от специалистов, подготавливающих будущих учителей.

36

На протяжении четырех лет на базе Анапского филиала МГГУ им. М.А. Шолохова ежегодно проводится Всероссийский научно-методический симпозиум, посвященный актуальной проблеме информатизации сельских школ, где поднимаются и активно обсуждаются следующие проблемы и вопросы: подготовка личности “информационного общества”, неразвитость коммуникаций для подключения Интернет, низкая ИКТ-компетентность и отсутствие у учителей знаний о возможностях ИКТ в обучении и способов их применения в повседневной работе, низкая ИКТ-компетентность и неосведомленность администраций сельских и поселковых школ по данному направлению.

Эффективность применения ИКТ при обучении любому предмету в общеобразовательной школе тесно связана с особенностями оптимизации учебного процесса при использовании информационных и коммуникационных технологий и уровнем информационной культуры педагога.

На базе филиала были организованы курсы повышения квалификации учителей-предметников школ города (без опыта работы на компьютере) и близлежащих сельских районов по направлению «Информационные технологии в образовании».

С целью формирования информационной культуры нами разработана и апробирована методическая система, включающая целевой, содержательный и процессуальный компоненты. Целевой компонент представлен системой микроцелей, направленных на развитие профессиональной компетентности применения ИКТ в обучении.

Содержательный компонент включает следующие вопросы. 1. Обзор аппаратного и программного обеспечения учебного процесса. 2. Основные операции и функции операционной среды Windows XP (2000). 3. Создание дидактических материалов с помощью программного

обеспечения Microsoft Word (подготовка брошюр, вставка таблиц, графических объектов, диаграмм, применение текстовых эффектов, настройка колонтитулов, создание шаблонов и форм, использование ссылок, сносок, вставка формул в текст, рецензирование).

4. Создание презентаций с использованием дополнительных технических средств (фотокамера, сканер и др.) для проведения и сопровождения лекций и практических занятий.

5. Создание электронных книг Microsoft Excel с использованием встроенных функций для подготовки журналов учета успеваемости учащихся, мониторинга, формирование отчетов о посещаемости и успеваемости учащихся по предметам, построение диаграмм и графиков по полученным данным, создание базы данных, подготовка данных для слияния. Были рассмотрены и применены функции категории обработки даты и времени, для поиска и расчета, например возраста учащегося, а так же текстовые функции, статистические, математические. В ходе занятий рассмотрены принципы построения формул, сортировка данных и фильтрация по нескольким критериям. Созданы шаблоны с целью подготовки и проведения компьютерного тестирования учащихся с последующим автоматических анализом результатов, подведением итогов, выделением сведений о качестве ответов.

Пример такой разработки представлен на рисунке 1.

37

Рис. 1. Пример электронного тестирования и анализа результатов

6. Для подготовки методических и дидактических материалов были

приведены примеры и закреплены на практике возможности технических средств, таких как сканер, видео- и фотоаппаратура, проектор, графический планшет, web-камера, принтер.

7. Принцип построения базы данных в программе Microsoft Access, создание и заполнение таблиц, создание форм для заполнения таблиц, создание запросов.

8. Ознакомление с образовательными ресурсами Интернет, основы работы с браузерами, такими, как Internet Explorer, Opera, Mazilla, создание и работа с электронной почтой; были рассмотрены поисковые системы, электронные библиотеки, единая система образовательных сайтов Краснодарского края и других регионов.

9. Достаточное внимание уделено работе с интерактивной доской – мультимедийным средством обучения нового поколения, объединяющим в себе многие преимущества современных компьютерных технологий. Учитель получает возможность полностью управлять любой компьютерной демонстрацией – выводить на экран доски картинки, карты, схемы, создавать и перемещать объекты, запускать видео и интерактивные анимации, выделять важные моменты цветными пометками, работать с любыми компьютерными программами. И все это прямо с доски, не теряя визуального контакта с классом и не привязываясь к своему компьютеру. Интерактивные доски выводят процесс обучения на качественно новый уровень. [4]

Результаты работы показали повышение интереса у учителей к использованию ИКТ в педагогической практике, появление альтернативных вариантов создания электронной образовательной среды. Слушатели свободнее стали «общаться» с компьютерной техникой, адекватно оценивать свои возможности и возможности компьютерных технологий обучения. Сформированы умения ставить цели в области развития собственной информационной культуры, составлять

38

алгоритм действий для их достижения, использовать самоанализ имеющихся вариантов повышения квалификации в сфере информационных технологий.

На конец 2006 года было подготовлено более 60 слушателей курсов – учителей Анапских школ. Перед началом курсов и по окончании было проведено анкетирование, направленное на самооценку умений использования ИКТ и возможности ИКТ в обучении, результаты которого представлены ниже:

Как вы оцениваете свои навыки работы на

компьютере?

49

77

0

2736

0 10 20 30 40 50 60

Не умею

простые операции по обработкеинформации

Работаю с несколькимипрограммами

количество анкетируемых

до прохождения курсов после прохождения курсов

Использование ИКТ в своей работе

49

22

37

9

1515

177

0 10 20 30 40 50 60 70

Практически неиспользую

Редко

Только наоткрытых уроках

время от времени

достаточно часто

количество анкетируемых

до прохождения курсов после прохождения курсов

а) б)

в)

Гистограмма 1. Результаты анкетирования учителей – слушателей курсов

Анализ результатов работы позволил сделать вывод о положительной динамике формирования информационной культуры учителей-предметников, что свидетельствует об эффективности разработанной у нас системы повышения квалификации учителей.

39

Литература 1. Курейчик В.М., Марков В.В., Кравченко Ю.А. Современные

информационные технологии как средство повышения эффективности учебного процесса. Современные информационные технологии и ИТ-образование: II Межд. науч.-практ. конф., Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 18-21 декабря 2006 г.: Сб. докладов: Учебно-методическое пособие/Под ред. В.А. Сухомлина; - М.: МАКС Пресс, 2006. – 496 с.

2. Монахов В.М., Монахов Н.В. Методологические аспекты интеграции педагогических и информационных технологий как качественно новый этап развития ИТ-образования. Современные информационные технологии и ИТ-образование: II Межд. науч.-практ. конф., Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 18-21 декабря 2006г.: Сб. докладов: Учебно-методическое пособие/Под ред. В.А. Сухомлина; - М.: МАКС Пресс, 2006. – 496 с.

3. Флейдер Н.Г. «Региональная система повышения квалификации учителей информатики в области использования ИКТ». Педагогическая информатика. №1 2005 г.

4. Крутова Е.В. Информационные технологии в образовании. Учебно-методическое пособие. Часть I, II. – М.; Анапа, МГГУ им. М.А.Шолохова, 2007. – (в печати) Д.А. Череповский, Е.Ю. Стригин Кубанский государственный технологический университет, г.Краснодар

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИКЕ

С УДАЛЕННЫМ ДОСТУПОМ

Современные информационно-компьютерные технологии (ИКТ) способны обеспечить передачу знаний и доступ к разнообразной учебной информации наравне, а иногда и эффективнее, чем традиционные средства обучения.

В Кубанском государственном технологическом университете (КубГТУ) на кафедре физики ведутся работы по созданию телекоммуникационного учебно-методического комплекса (ТУМК) по физике, имеющего модульную структуру.

В данной статье мы хотим уделить основное внимание модулю ТУМК, отвечающему за проведение лабораторных работ (рис. 1), поскольку это особенно важно для специальностей, где обучение физике не может быть оторвано от технической базы, так как студент технического ВУЗа должен иметь возможность воочию убедиться в справедливости законов физики, а также иметь полную информацию о способах технической реализации той или иной лабораторной установки.

Традиционные лабораторные работы представляют собой практическое занятие, проводимое в реальных условиях с функционирующей лабораторной установкой.

Виртуальные лабораторные работы представляют собой имитационную компьютерную модель реальной лабораторной установки, заменяющей натурный эксперимент.

40

Рис. 1. Состав блока лабораторных работ в структуре ТУМК Лабораторные работы с удаленным доступом к реальным объектам

представляют собой такой режим функционирования системы автоматизированного лабораторного практикума, при котором работа с объектом осуществляется с компьютера, удаленного на сколь угодно большое расстояние от места размещения самого объекта.

Анализ описанных выше типов лабораторных работ представлен в таблице 1.

Таблица 1 Тип лабораторной работы Краткая характеристика и возможности

Традиционные

Включают: бумажное методическое пособие по проведению работы, перечень контрольных вопросов и реальную лабораторную установку. Студент имеет возможность убедиться и получить полную информацию о способах технической реализации той или иной лабораторной установки.

Виртуальные

Включают: персональный компьютер. Позволяют с минимальными затратами на аппаратное обеспечение смоделировать практически любой лабораторный эксперимент с помощью специализированного программного обеспечения. Может даже оказаться, что компьютерная реализация исследуемого на лабораторном стенде процесса в методическом смысле будет наиболее удачной и полной.

41

Однако, при всем богатстве возможностей имитационного моделирования, кроме психологического ощущения нереальности происходящего, остаются эксперименты, которые невозможно заменить моделями просто потому, что их результаты принципиально не просчитываются заранее.

С удаленным доступом

Включают: персональный компьютер и реальную лабораторную установку. В данном варианте лабораторная работа проводится обычным (очным) образом, а все изменения, происходящие в процессе выполнения работы реальной установкой, задаются и отображаются на компьютере студента. Требует: применения специальных технических средств, как для автоматизации экспериментального стенда, так и для связи управляющего компьютера с удаленным пользователем; разработки специализированного программного обеспечения; методической поддержки лабораторного практикума.

Исходя из того, что лабораторные установки, особенно дорогостоящие, располагаются в главном корпусе ВУЗа, то подход к проведению лабораторных работ с удаленным компьютерным доступом дает возможность использования этих же установок и многочисленным филиалам ВУЗа. Кроме того, этот способ способствует приобщению студентов к новым компьютерным технологиям, при этом сама лабораторная работа выполняется на реальной установке.

В Кубанском государственном технологическом университете на кафедре физики разработаны лабораторные практикумы с удаленным доступом (Стригин Е.Ю.). В качестве примера рассмотрим лабораторный практикум с удаленным доступом по изучению «Дифракции Фраунгофера».

Связь удаленного пользователя с автоматизированным стендом осуществляется через сеть (Internet/Intranet). Клиентский и управляющий стендом компьютеры подключаются к ней с помощью сетевых адаптеров. Управляющий компьютер и Web-сервер разделены (рис. 2).

Рис. 2. Схема лаборатории удаленного доступа и взаимодействие участников

процесса обучения

42

В этом случае подсистема телекоммуникаций размещается на Web-сервере

и работа с удаленным пользователем осуществляется в сети Internet/Intranet по протоколу TCP/IP. Web-сервер связан с управляющим компьютером локальной сетью, а обмен здесь осуществляется с использованием другого протокола. Все операции обмена со стендом происходят через специальную резидентную программу. При случайном разрыве связи удаленного клиента с сервером управляющий компьютер продолжает выполнение эксперимента по условиям, заданным пользователем, и режим работы стенда не нарушается.

Аппаратную основу лабораторного стенда составляют:

1. Лазерный диод (красного цвета). 2. Дифракционная решетка с периодом 10-5м. 3. Оптическая скамья. 4. Юстировочная подставка. 5. Экран. 6. Блок управления на базе микроконтроллера ATMEGA16. 7. Блок связи с компьютером на базе драйвера MAX 232. 8. Блок перемещения фотодатчика ФД26.

Схема наблюдения дифракции Фраунгофера приводится на рис. 3.

Рис. 3. Схема наблюдения дифракции Фраунгофера

Установка собирается на оптической скамье (3) длиной 0,5 м. Свет от

источника света(1) попадает на дифракционную решетку(2). Спектр, полученный в результате дифракции визуально наблюдается на экране, расположеном на расстоянии L >> (2г)2/λ , где 2r – период дифракционной решетки. Данное условие обеспечивает параллельность пучка и освобождает от использования линзы. Блок перемещения с установленным фотодиодом находится перед экраном, на расстоянии 5 см. Электрический сигнал с ФД, однозначно связанный с интенсивностью светового потока, поступает на вход канала измерения – в усилитель постоянного тока. Результат отображается на шкале цифрового

43

вольтметра, являющегося одновременно и аналогово-цифровым преобразователем, а затем через блок связи с компьютером, поступает в ЭВМ. Для сканирования спектра используется блок перемещения, основой которого является шаговый двигатель, передвигающий ФД и вырезающий, таким образом, в плоскости его выходной щели требуемый участок спектра.

При создании лаборатории удаленного доступа задача с самого начала ставилась так, чтобы удаленный пользователь не только получал результаты данного эксперимента, но и мог активно изменять условия его проведения, а режимы эксперимента были индивидуальными для каждого студента. Предусматривались также тестирование пользователей перед допуском к удаленному пульту управления стендом и возможность контроля правильности обработки данных преподавателем, который находится вместе со студентом на удаленном рабочем месте пользователя. Пользователь с удаленного компьютера, используя соответствующие протоколы обмена, через сеть Internet/Intranet отправляет необходимые команды на Web-сервер, обслуживающий экспериментальный стенд, программирует условия опыта, инициирует его проведение через управляющий компьютер, получает и визуализирует полученные результаты.

Система включает наглядные и простые в усвоении методические пособия, необходимые для подготовки к выполнению лабораторной работы.

Исходя из перечисленных требований, автоматизированный лабораторный практикум имеет модульную структуру, представленную на рис. 4, а назначение каждого модуля описано в таблице 2.

Рис. 4. Структура автоматизированного лабораторного практикума

с удаленным доступом

44

Таблица 2 Название модуля Назначение

Модуль телекоммуникаций

Обеспечивает связь удаленного пользователя с Web-сервером и Web-сервера с управляющим компьютером. Эта связь может осуществляться по различным протоколам в зависимости от оборудования и системного программного обеспечения.

Обучающий модуль

Содержит полную информацию об экспериментальном стенде (оборудование, измерительные приборы и т. п.), краткие теоретические положения, методику измерения и т. д. в объеме, достаточном для подготовки к проведению лабораторной работы и написания отчета.

Модуль тестирования

Предназначен для контроля усвоения знаний о стенде, физических принципах и методике эксперимента, без которого студент не допускается к активному проведению опытов.

Справочный модуль Содержит текстовые, табличные и графические данные, необходимые для обработки результатов эксперимента.

Модуль идентификации пользователя

Проверяет, имеет ли пользователь право на управление установкой в настоящий момент, и обеспечивает проведение эксперимента в данное время только одним пользователем.

Модуль имитации эксперимента

Позволяет до проведения активных экспериментов знакомиться с пультом управления стендом и имитировать элементарные операции настройки условий эксперимента, чтобы снизить затраты времени на реальный эксперимент.

Модуль визуализации данных эксперимента

Позволяет наглядно представить результаты эксперимента в форме, удобной для их дальнейшей обработки.

Модуль управления Позволяет перенастраивать лабораторный стенд и осуществлять его функционирование в заданном пользователем режиме работы.

Модуль измерения Осуществляет измерение заданных параметров.

Таким образом, представленный лабораторный практикум удаленного доступа включает в себя полное методическое обеспечение, которое позволяет удаленному пользователю:

1) ознакомиться с теоретическими основами, методикой измерений и автоматизированным экспериментальным стендом, связанным с компьютером специальным устройством сопряжения;

2) проводить тестирование удаленных пользователей, чтобы выявить качество усвоения методических материалов перед допуском к активным экспериментам;

3) формировать удаленным пользователям в интерактивном режиме программу активного эксперимента;

4) проводить проверку осуществимости заданных условий эксперимента и выполнять активные опыты в соответствии со сформированной удаленным пользователем программой эксперимента;

45

5) предоставлять дополнительный сервис удаленному преподавателю для контроля за правильностью обработки студентами первичных результатов эксперимента.

Описанный лабораторный практикум успешно применяется при обучении физике студентов КубГТУ заочной и дистанционной форм обучения.

О.А. Бушкова Елабужский госпедуниверситет, Татарстан, г. Елабурга

ПРЕПОДАВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В настоящее время актуальна разработка педагогических программных

средств, предназначенных для обучения различным дисциплинам. Возможности их использования в учебном процессе довольно широки, что позволяет не только активизировать и разнообразить различные виды деятельности студентов, но и ставить качественно новые учебные задачи [1].

Среди наиболее популярных и эффективных на сегодняшний день педагогических программных средств для изучения геометрии в высших учебных заведениях важное место занимают компьютерные учебники. Они представляют собой программно-методические комплексы, позволяющие самостоятельно освоить учебный курс или большой его раздел [2].

Компьютерный учебник по дисциплине «Проективная геометрия» предназначен для студентов вторых курсов педагогических вузов.

Особенность изучения проективной геометрии заключается в минимальной наглядности учебного материала (даже проективные преобразования плоскости не представляются столь наглядными или привычными, как евклидовы движения или аффинные преобразования), несоответствии некоторых теоретических выводов «соображениям здравого смысла», сложности и непривычности математического аппарата теории, наличии большого количества аналитических выводов, доказательств и т.д. Это затрудняет понимание абстрактно-логических понятий и тем самым приводит к снижению качества знаний студентов. По этой причине в представленном учебном пособии акцент сделан на максимальное использование всех визуальных и вычислительных возможностей компьютера.

Учебник реализован в виде документа компьютерной системы Mathematica [3, 4], где информация представлена в виде связанных между собой файлов. На рисунке приведен фрагмент содержания компьютерного учебника (рис. 1). Содержание представляет собой иерархическое дерево разделов, соответствующее структуре учебного материала. Название того или иного параграфа организовано как гиперссылка на соответствующий файл.

Учебник состоит из следующих разделов: теоретический лекционный материал, разделенный на три главы; компьютерные анимации основных задач на построение; программы по решению опорных задач курса; тренажеры.

46

Рис. 1

Теоретический материал в учебнике разбит на отдельные лекции в

соответствии с учебным планом, причем объем и содержание каждой лекции соответствуют временным и интеллектуальным возможностям студентов. Система гиперссылок делает теоретическое изложение более удобным. Наряду с традиционным «линейным» прохождением по учебному тексту студенту предоставляется возможность самостоятельно выбрать и нелинейный путь изучения электронного учебного текста, выбрать наиболее удобную для него траекторию изучения материала. «Нелинейная» подача материала делает возможным многослойное, многоуровневое распределение учебной информации (рис. 2). Доступ к более глубокому уровню представления информации производится по запросу студента. Кроме того, в каждом параграфе имеются указатели ссылок, с помощью которых можно вернуться к оглавлению, перейти к следующему или предыдущему параграфу.

Рис. 2

47

Одной из важных составляющих изучения любого раздела курса геометрии является умение осуществлять конструктивную деятельность в этой предметной области.

В преподавании проективной геометрии возникают сложности из-за нехватки времени для детального рассмотрения различных случаев расположения конфигураций и отображений, чертежей фигур. Погрешности построений при помощи линейки, а также неудачно выбранное расположение начальных данных влияют на результат построения, вызывая сомнение в правильности выполнения задания.

Компьютерная система Mathematica предоставляет возможность визуализации выполнения различных построений по геометрии, в частности – проективной, как с помощью статических графических образов, так и путем анимации.

Технология создания анимации внутри документа в среде Mathematica очень проста. Серию графических рисунков можно оживить подобно тому, как из серии неподвижных картинок-кадров можно создать мультфильм. Создание такой «ожившей» картинки выполняется в два этапа. Сначала нужно создать серию рисунков, в которых постепенно изменяется тот или иной параметр или сразу несколько параметров, и поместить их в последовательные ячейки документа. Затем нужно выделить все ячейки документа с кадрами. Чтобы просмотреть созданную таким образом анимацию, достаточно нажать комбинацию клавиш Ctrl+Y или выбрать команду Cell => Animate Selection Graphics.

В качестве примеров нами разработаны и включены в учебник следующие компьютерные анимации: построение четвертой гармонической точки для данных трех точек, построение образа точки и прямой при заданном проективном отображении, построение поляры данной точки относительно данной линии второго порядка, построение полюса данной прямой относительно данной линии второго порядка, построение касательных к линии второго порядка, проходящих через данную точку и др. Для каждой задачи рассматриваются различные случаи взаимного расположения точек на прямой, точек и прямых относительно линии второго порядка. Шаги построения можно изучать последовательно, причем построения на каждом этапе происходят непосредственно на глазах пользователя и подробно комментируются. На рисунках представлены фрагменты построения четвертой гармонической точки к данным трем точкам (рис. 3, 4).

Подобные демонстрации позволяют представить решение геометрической задачи на построение в динамике в виде разворачивающегося во времени процесса, от начала до готового чертежа, так что студенту дается возможность увидеть и технологию построения, и некоторые второстепенные детали, которые в готовом образе уже нельзя будет обнаружить. Возможности компьютерной графики, цветовые сочетания позволяют целенаправленно управлять процессом восприятия изображения, при этом внимание акцентируется на значимых элементах, а вспомогательные оттесняются на задний план.

Построения на экране выполняются точнее и быстрее, чем на доске или в тетради, поэтому можно, подобрав удачное расположение начальных данных, дать студентам возможность пронаблюдать, также и в частных случаях, те или иные факты проективной геометрии.

48

Рис. 3 Рис. 4 Основу практической части компьютерного учебника составляют программы

по решению опорных задач курса, составленные в функциональном стиле. Опорные задачи имеют, как правило, четкий алгоритм и сложившуюся методику решения. Зная алгоритм решения, довольно легко реализовать его в виде программы в функциональном стиле в системе Mathematica.

Функциональное программирование представляет собой стиль программирования в среде Mathematica, хорошо приспособленный для построения программы по шагам. Это один из самых эффективных и надежных способов программирования, основная идея которого – составлять программу из функций, каждая последующая из которых использует результаты предыдущих, т. е. сначала строится функция от аргументов, затем – функция от этой функции и т.д. Особая роль в функциональном программировании принадлежит объекту «шаблон». «Шаблоны» в системе Mathematica служат для задания выражений различных классов, придания переменным особых свойств, необходимых для создания специальных программных объектов. Наиболее распространенное применение «шаблонов» – указание на локальный характер переменных при задании функции пользователя.

Задание типов данных с помощью шаблонов позволяет удобно и эффективно программировать основные вычислительные задачи курса проективной геометрии, делает программы более строгими и наглядными.

Программы составляются таким образом, чтобы каждый шаг их сопровождался подробными пояснениями, которые выделены в тексте программы отдельным цветом, а помимо окончательного ответа могут выдаваться и результаты промежуточных вычислений. Это позволит студенту при самостоятельном решении выбранных им задач на любом этапе проверить правильность своих вычислений.

Проведенный анализ геометрических задач, традиционно изучаемых студентами педвузов в курсе проективной геометрии, позволил выделить ряд задач, решение которых целесообразно запрограммировать. К ним относятся задачи на составление уравнений проективного преобразования, заданного четырьмя парами соответствующих точек; определение образа и прообраза точки и прямой при

49

заданном проективном преобразовании; поляритет относительно линии второго порядка на проективной плоскости; определение типа квадрики на проективной плоскости по ее уравнению и др.

Работа с готовыми программами способствует развитию алгоритмического и логико-дедуктивного мышления. Главной особенностью компьютерных учебников в системе Mathematica является возможность непосредственного выполнения всех вычислений прямо внутри учебника. Это позволяет студентам не только изучить реализацию алгоритма того или иного метода решения, но и, используя листинг программы, внести в него свои изменения, разработать собственную программу решения задачи. Это повышает познавательную активность и способствует более глубокому пониманию учебного материала. Полезным для студентов является также сравнение результатов самостоятельного решения задач с решением тех же задач в системе Mathematica. Такой анализ демонстрирует перспективность использования компьютерной системы при решении геометрических задач.

В завершение работы над каждой темой с целью контроля и оценки уровня усвоения материала студентам предлагается работа с тренажером. Тренажер снабжен системой автоматической проверки действий студента по решению задач и автоматического выставления оценки за решение. Он представляет собой программу, состоящую из набора процедур, объединенных в одной ячейке. Критерием правильности будет проводимое компьютером параллельно со студентом решение данной задачи как опорной по основной программе, составленной в функциональном стиле. Конкретные данные для каждого студента программа выбирает произвольным образом с помощью датчика случайных чисел. Сообщение этих данных студенту, пошаговые задания для него и его ответы составляют содержание диалога внутри одной ячейки. В системе Mathematica, начиная с версии 5.0, предусмотрена встроенная функция Input, которая вызывает малое диалоговое окно с текстом задания и окошком для впечатывания требуемого ответа [4].

Отметим, что с момента появления диалогового окна на экране компьютера и до окончания цикла предъявления вопросов все вычисления в самой системе Mathematica становятся невозможными, так что студент не может воспользоваться готовыми программами и вынужден выполнять задания самостоятельно.

Выбор задач в качестве основной формы контроля обусловлен тем, что передача вычислений компьютеру имеет тот недостаток, что не всегда требует от студента полного понимания используемых вычислительных алгоритмов. Только самостоятельное, выполненное «вручную», решение контрольной задачи может продемонстрировать усвоение материала.

Таким образом, работая в среде компьютерного учебника, студент может одновременно или попеременно использовать режим теории, режим примеров и иллюстраций, режим задач, режим тренажера. Специально выбирать тот или иной режим работы не нужно. Универсальность системы Mathematica позволяет совместить все режимы, и без каких-либо дополнительных действий пользователь может переходить от одного режима к другому.

Разработанный компьютерный учебник позволяет изучать курс проективной геометрии на более высоком уровне вычислительных и наглядных возможностей. Он может быть использован студентами педагогических вузов на занятиях всех типов: лекционных, практических, самостоятельных.

Студенты, имеющие компьютерный учебник, получают возможность готовиться к занятию как в его теоретической, так и практической частях, выяснить принципиальные стороны формальных теорем, разобраться в решении примеров и

50

задач, которые остались за рамками занятия, восполнить любые пробелы в знаниях и умениях, образовавшиеся по тем или иным причинам.

Учебник может представлять интерес также для студентов заочной формы обучения.

Литература

1. Башмаков А. И., Башмаков И. А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. – М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 2003 – 616 с.

2. Майер В. Р. Методическая система геометрической подготовки учителя математики на основе новых информационных технологий: Монография. – Красноярск, 2001. – 363 с.

3. Капустина Т. В. Компьютерная система Mathematica 3.0 для пользователей.– М.: СОЛОН–Р, 1999. – 240 с.

4. Шмидский Я. К. Mathematica 5. Самоучитель.: – М.: Диалектика, 2004. – 592с. Н.Н. Морозова Чебоксарский институт МГОУ, Чувашская Республика

ДИСТАНЦИОННЫЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ:

ПРАКТИКА ПРОВЕДЕНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ Дистанционные формы организации обучения и контроля находят все большее

применение в практике работы высших учебных заведений. Создаются специализированные центры, которые занимаются разработкой тестов и организацией дистанционного тестового опроса в вузах и других учреждениях профессионального образования. При организации тестового опроса возникает множество проблем от содержания теста, до времени, отводимого на один вопрос. Безусловно, содержание должно соответствовать ГОС ВПО, но подбор конкретных заданий может быть на разных уровнях сложности. Интерфейс, удобство навигации и другие нюансы при работе с компьютерными тестами, все это влияет на результаты опроса. В данной статье проанализированы результаты дистанционного компьютерного опроса, проведенного в 2006 году в Чебоксарском институте (филиал) МГОУ по тестам, разработанным ООО ”Независимый Центр тестирования качества обучения” (г. Москва, www.ast-centre.ru) и ФГУ “Национальное аккредитационное Агентство в сфере образования” (г. Йошкар-Ола, www.fepo.ru). Кроме того, проведено сравнение результатов компьютерного тестового опроса с письменным тестовым опросом преподавателя.

Были проверены остаточные знания студентов всех специальностей и всех форм обучения по дисциплине «Математика». Кроме того, был проведен письменный опрос по тестовым вопросам и заданиям, составленным преподавателями кафедры высшей и прикладной математики ЧИ (филиал) МГОУ. Особенности заданий, порядка проведения и проверки тестов представлены таблицей.

51

Особенности заданий, порядка проведения и проверки дистанционных компьютерных тестов

Независимый Центр тестирования качества обучения, г. Москва

Национальное аккредитационное Агентство в сфере образования, г. Йошкар-Ола

Письменный опрос

Время тестирования

60 минут 80 минут 80 минут

Число заданий в тестах по специальностям

Все экономические специальности-40 заданий, Все технические специальности-60 заданий

Менеджмент организации-30 заданий, Электроснабжение, промышленное и гражданское строительство -38 заданий, Экономика и управление, литейное производство черных и цветных металлов, технология машиностроения, автомобили и автомобильное хозяйство, управление и информатика в технических системах -44 задания

Все специальности-40 заданий

Среднее время, выделенное для решения одного задания

Все экономические специальности-1,5 минуты Все технические специальности-1 минута

Менеджмент организации-2 минуты 40 секунд Электроснабжение, промышленное и гражданское строительство-2 минуты 6 секунд Экономика и управление, литейное производство черных и цветных металлов, технология машиностроения, автомобили и автомобильное хозяйство, управление и информатика в технических системах-1 минута 49 секунд

Все специальности-2 минуты

52

Содержание тестов

Тесты каждого студента состоят из типовых заданий, отличающихся от заданий других студентов исходными данными и порядком расположения задач

Тесты каждого студента состоят из типовых заданий, но формируются случайным образом. Наборы заданий у всех студентов различны.

Предложено 4 варианта разных задач, отличающихся друг от друга исходными данными

Оценка результатов

Компьютерная Компьютерная Преподаватель проверяет весь ход решения задания

Число предлагаемых возможных вариантов ответов

Предоставляются 4 варианта ответов, из которых нужно выбрать один правильный. Возможно угадывание.

Предоставляются 4 (экономические специальности) или 5 (технические специальности) вариантов ответов, из которых нужно выбрать один правильный. Возможно угадывание.

Необходимо привести краткое решение задания. Варианты ответов не приведены. Угадывание исключено.

Проанализируем содержание теста Независимого Центра тестирования качества обучения (г. Москва). Тесты состоят из тестовых вопросов и заданий. Так как тестовый вопрос требует от студента только знание того или иного факта, изложенного в учебнике; ответ на тестовый вопрос может быть дан сразу путем выбора из предложенных вариантов ответов.

Например. Тестовый вопрос: Необходимым условием локального экстремума дифференцируемой функции )(xy в точке 0x является…..

Возможные варианты ответа: .0)(,0)(,0)(,0)( 0000 <>≤= xyxyxyxy

Правильный ответ: .0)( 0 =xy А в тестовом задании ответ на него может быть дан только после выполнения

студентом некоторых дополнительных действий, связанных с вычислениями, выполнением логических операции, выбором формул, построением чертежей.

Например. Задание: В треугольнике АВС, где А=(7,8), В=(19,12), С=(11,20), угол при вершине А равен……

Возможные варианты ответа: .6/),3/1arccos(,3/),5/3arccos( ππ Правильный ответ: ).5/3arccos( Тестовые задания различны по степени трудности. Для решения одних

достаточно знать и применить одну формулу.

53

Например. Задание: Математическое ожидание случайной величины Х,

заданной плотностью распределения ⎪⎩

⎪⎨

⎧

≥

<<

≤

=

3,0

30,91

0,0

)( 2

x

xx

x

xp , равно……

Возможные варианты ответа: 1, 9/4, 27/2, 27/5, 3/2. Правильный ответ: 9/4. Для решения других заданий кроме знания формулы необходимо знать и уметь

строить графики различных функций. Например. Задание: Площадь фигуры, ограниченной линиями

0;;2 ==−= xxyyx , равна…… Возможные варианты ответа:7/6, 5/3, 1, 3/2, 4/3. Правильный ответ: 1. На наш взгляд, в тесте есть задание, не удовлетворяющее обязательному

требованию: все варианты ответа должны быть правдоподобны и “неразличимы для глаза” при отсутствии знаний.

Например. Задание: Определитель матрицы ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛10597 равен…….

Возможные варианты ответа: 115, 25, 50, ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−−−10597 .

Правильный ответ: 25. Вариант ответа

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−−−10597 легко отбрасывается на основе знания –

определитель это число. Фактически вопрос теста превращается в троичный (3 правдоподобных варианта ответа).

Тесты Национального аккредитационного Агентства в сфере образования (г. Йошкар-Ола) также состоят из тестовых вопросов и заданий.

Например. Вопрос: Нормальный вектор плоскости 0384 =−−− zyx имеет координаты…..

Возможные варианты ответа: (1;-4;-8), (1;-4;8), (1;-4;-3), (-4;-8;-3). Правильный ответ: (1;-4;-8). Задание: В первой урне 3 белых и 7 черных шаров. Во второй урне 5 белых и

15 черных шаров. Из наудачу взятой урны вынули один шар. Тогда вероятность того, что этот шар окажется белым, равна…..

Возможные варианты ответа: 4/15, 11/40, 11/20, 13/40. Правильный ответ: 11/40. Кроме того, в тесты включены тестовые задания с практическим содержанием. Например. Задание для студентов экономических специальностей: Даны

функции спроса 16

++

=ppq и предложения 5,12 += ps , где p -цена товара. Тогда

равновесная цена равна…. Возможные варианты ответа: 3,5; 4,5; 1; 2,25. Правильный ответ: 1.

54

Задание для студентов технических специальностей: Закон движения материальной точки имеет вид tettx −++= 10186)( , где )(tx - координата точки в момент времени t . Тогда, скорость точки при 10=t равна…..

Возможные варианты ответа: 23, 19, 187, 17. Правильный ответ: 17. Уровень сложности заданий приблизительно одинаков. Тестовые вопросы и задания всех тестов охватывают весь изучаемый

материал, вопросы и варианты возможных ответов понятны по содержанию и подаются испытуемым в случайном порядке. Результаты тестовых проверок выдаются в процентах выполненных заданий сразу после истечения отведенного на тест времени или досрочного завершения студентом ответа на вопросы и задания. Приведем результаты самопроверки остаточных знаний по математике студентов 2 курса дневного отделения специальность ‘Менеджмент организации”. Результаты представим в виде гистограмм: по оси абсцисс – процент верно выполненных заданий, по оси ординат – процент студентов верно выполнивших задания.

Независимый Центр тестирования качества обучения, г. Москва.

Рис. 1. Результаты тестового опроса по математике студентов 2 курса

дневного отделения специальность ‘Менеджмент организации” Независимым Центром тестирования качества обучения, г. Москва

Диапазон изменения от 20% до 97,5% выполненных заданий, среднее

значение - 85% выполненных заданий. Национальное аккредитационное Агентство в сфере образования, г. Йошкар-

Ола.

Рис. 2. Результаты тестового опроса по математике студентов 2 курса

дневного отделения специальность ‘Менеджмент организации” Национальным аккредитационным Агентством в сфере образования, г. Йошкар-Ола

55

Диапазон изменения от 40% до 100% выполненных заданий, среднее значение - 84% выполненных заданий. Несмотря на разные диапазоны, средние значения практически совпадают. Для сравнения приведем результаты письменного опроса этих же студентов. Студенты должны были решить задания аналогичные тем, из которых состояли тесты.

Письменный опрос по тестовым вопросам и заданиям

Рис. 3. Результаты тестового опроса преподавателем по математике

студентов 2 курса дневного отделения специальность ‘Менеджмент организации”

Диапазон изменения от 5% до 100%выполненных заданий, среднее значение -

64% выполненных заданий. При данном виде проверки остаточных знаний решение всех заданий проверял преподаватель, поэтому полностью исключалось угадывание правильного ответа. При верном ответе, но неверном решении задания ответ не засчитывался. Этим объясняется очень большой диапазон и значительно меньший средний процент выполненных заданий.

Несколько иные результаты были получены при тестировании студентов технических специальностей.

Приведем результаты самопроверки остаточных знаний по математике студентов 2 курса дневного отделения специальность ‘Автомобили и автомобильное хозяйство”.

Независимый Центр тестирования качества обучения, г. Москва

Рис. 4. Результаты самопроверки остаточных знаний по математике студентов

2 курса дневного отделения специальность ‘Автомобили и автомобильное хозяйство” Независимым Центром тестирования качества обучения, г. Москва

56

Диапазон изменения от 21,7% до 86,7% выполненных заданий, среднее значение - 47,7% выполненных заданий.

Национальное аккредитационное Агентство в сфере образования, г. Йошкар-Ола

Рис. 5. Результаты самопроверки остаточных знаний по математике студентов 2 курса дневного отделения специальность ‘Автомобили и автомобильное

хозяйство” Национальным аккредитационным Агентством в сфере образования, г. Йошкар-Ола

Диапазон изменения от 36,4% до 97,7% выполненных заданий, среднее

значение - 73% выполненных заданий. На наш взгляд, на различие в диапазонах изменения и среднем проценте выполненных заданий существенно влияет среднее время, выделенное на решение одного задания.

Посмотрим, как влияет на качество ответов отношение времени тестирования к числу заданий теста (среднее время, выделенное для решения одного задания) по различным специальностям. Специальность Среднее время,

выделенное для решения одного

задания

Диапазон изменения

выполненных заданий

Средний процент выполненных

заданий

1 минута От 21,7% до 86,7% 47,7% Автомобили и автомобильное хозяйство 1 минута 49 секунд От 36,4% до 97,7% 73%

1 минута От 26,7% до 81,7% 53% Управление и информатика в технических системах 1 минута 49 секунд От 72% до 97,7% 87%

1 минута От 15% до 71,7% 42,4% Промышленное и гражданское строительство 2 минуты 6 секунд От 56,4% до 97,4% 77%

1 минута 30 секунд От 55% до 95% 81,5% Экономика и управление на предприятии 1 минута 49 секунд От 39% до 95% 77%

1 минута 30 секунд От 20% до 97,5% 85% Менеджмент организации

2 минуты 40 секунд От 40% до 95% 84%

57

Как видно из таблицы для экономических специальностей и диапазон изменения выполненных заданий и средние проценты почти не зависят от времени выделенного на одно задание, а для технических специальностей видна сильная зависимость. Очевидно, что чем больше время, тем ближе верхняя граница диапазона изменения к 100%, а средние проценты возрастают на 25% - 34%. Это можно объяснить еще и тем, что студенты технических специальностей имели более низкий уровень базовых (школьных) знаний по математике, чем студенты экономических специальностей. Это видно из следующих гистограмм, в которых: по оси абсцисс – баллы, полученные абитуриентами на Едином государственном экзамене, по оси ординат – процент абитуриентов, получивших эти баллы.

Результаты Единого государственного экзамена по математике при поступлении в ЧИ (филиал) МГОУ в 2004г, специальность «Менеджмент организации».

Рис. 6. Результаты Единого государственного экзамена по математике

при поступлении в ЧИ (филиал) МГОУ в 2004г, специальность «Менеджмент организации».

Диапазон изменения от 44 баллов до 89 баллов, среднее значение - 70 баллов. Результаты Единого государственного экзамена по математике при

поступлении в ЧИ (филиал) МГОУ в 2004г, специальность ‘‘Автомобили и автомобильное хозяйство”.

Рис. 7. Результаты Единого государственного экзамена по математике

при поступлении в ЧИ (филиал) МГОУ в 2004г, специальность ‘‘Автомобили и автомобильное хозяйство”.

58

Диапазон изменения от 41 балла до 76 баллов, среднее значение - 54 балла. Надо отметить, что тестированию предшествовала большая работа.

Преподаватели провели цикл обзорных лекций по всему курсу математики для всех желающих. Работа компьютерных классов была организована таким образом, что каждый студент имел возможность ознакомиться с демонстрационными вариантами тестов, узнать уровень сложности вопросов и заданий и предварительно оценить уровень своих остаточных знаний по математике. Это не могло не сказаться на результатах итогового тестирования. Преподаватели кафедры высшей и прикладной математики ЧИ (филиал) МГОУ оценивают результаты тестирования как удовлетворительные.

На основе вышесказанного можно сделать вывод, что дистанционный тестовый контроль достаточно объективно оценивает средний уровень знаний студентов, однако необходимо учитывать специфику различных специальностей и первоначальный уровень обученности студентов. Для студентов технических специальностей большее значение имеет время, отводимое на решение одного задания, чем для студентов экономических специальностей. В целом, такую форму контроля можно считать перспективной и достаточно объективной. И.Б. Мылова РГПУ им. А.И. Герцена

КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Одной из приоритетных тенденций совершенствования профессионального

образования становится компетентностная ориентация, т.е. ориентация на приобретение будущими специалистами определенного уровня профессиональной компетентности уже в процессе обучения. Профессиональную компетентность рассматривают как образовательный результат, сущностным аспектом которого является готовность будущего специалиста к решению реальных задач и проблем его трудовой деятельности [1, 2].

Изменение образовательных ориентиров бесспорно должно найти отражение и в системе профессиональной информационно-технологической подготовки учителя, что учитывалось при организации обучения студентов Института детства РГПУ им. А.И. Герцена, будущих учителей начальной школы, при реализации учебных программ дисциплин «Математика и информатика» (содержательная линия «Стандартное программное обеспечение профессиональной деятельности), «Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе»; «Информационные технологии в начальном образовании», «Информационные технологии в начальном естественно-математическом образовании» (магистерская программа «Информационные технологии в начальном образовании»).

При разработке учебных программ профессиональная информационно-технологической компетентность (ПИТ-компетентность) учителя трактовалась как интегративная личностная характеристика, определяющая его способность решать профессиональные информационно-технологические задачи. ПИТ-компетентность

59

учителя начальной школы рассматривалась, как характеристика его способности решать не общие и предметно-специализированные задачи (например, в области педагогического дизайна, WEB-технологий, издательской деятельности и др.), а задачи, определяемые направлениями его профессиональной информационно-технологической деятельности, с учетом их специфики.

Понятие «профессиональная информационно − технологическая задача» (ПИТ-задача) шире понятия «профессиональная задача, решаемая с использованием средств ИКТ», поскольку совокупность профессиональных информационно − технологических задач включает и задачи, не предполагающие непосредственное использование компьютерного инструментария самим учителем. Например, задачи, связанные с организацией проектной деятельности учащихся; с организацией предметного обучения с использованием компьютеров, которые дети имеют дома и др.

Для учителя начальной школы основными направлениями профессиональной работы, требующими применения знаний и умений в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) на сегодняшний день являются:

• педагогический менеджмент; • организация образовательного процесса на основе использования

средств ИКТ; • обучением информационным технологиям и информатике младших

школьников. Работа с детьми младшего школьного возраста во многом определяет те

задачи, которые должен решать учитель начальной школы в соответствии с указанными направлениями его информационно-технологической деятельности, способы их решения, инструментальные средства, которые он использует.

Указанные направления деятельности учителя начальной школы, требующие знаний (теоретических и практических) в области ИКТ, позволяют выделить три компонента в структуре его профессиональной информационно-технологической компетентности: опосредованную, базовую и специальную компетентности учителя начальной школы, и соответствующие ПИТ-задачи [3].

Опосредованная профессиональная информационно - технологическая компетентность учителя начальной школы проявляется в его способности решать задачи, связанные с повышением эффективности и качества профессиональной деятельности. К этим задачам относятся задачи педагогического менеджмента (задачи организационного, административного, коммуникационного, гностического характера), определяемые информационно-технологической деятельностью в рамках школьного информационного пространства. Базовая информационно-технологическая компетентность отражает способность учителя использовать современные технические средства и компьютерные технологии для решения педагогических задач (задачи, связанные с организацией образовательного процесса, ориентированного на достижение образовательных результатов начальной ступени школьного образования). Специальная информационно-технологическая компетентность учителя определяет его способность решать профессиональные задачи, связанные с обучением младших школьников информационным технологиям (учебный модуль «Практика работы на компьютере» предметного курса «Технология») и учебному предмету: «Информатика и информационные технологии», т.е. с реализацией направления

60

информационно-технологической деятельности учителя начальной школы, определяемого новыми государственными образовательными стандартами.

ПИТ-задачи определяют совокупность требований к специалисту, необходимых для качественной продуктивной работы. Они рассматривались в качестве основания для формирования совокупности профессиональных ИТ-компетенций. Примеры приведены в табл. 1.

Таблица 1

Опосредованные ПИТ-задачи и профессиональные компетенции учителя начальной школы

Примеры задач Профессиональные компетенции

1. Разработка пакетов раздаточных, демонстрационных, учебных материалов для организации работы младших школьников на уроках и внеклассных занятиях с использованием специализированных программных средств и ресурсов Интернета

• создавать электронных документов на основе использования совокупности инструментальных сред (текстового редактора, графического редактора, настольной издательской системы);

• оформлять документа в соответствии с возрастными особенностями учащихся (размер шрифта, размер изображений, цветовая гамма, возрастосообразный дизайн);

• использовать электронные базы данных дизайн-объектов для оформления документа, представленные на электронных носителях, в локальной сети и Интернете;

• осуществлять тиражирование документов;

• создавать демонстрационные материалы с использованием мультимедийных инструментальных программ с учетом возрастных особенностей восприятия информации младшими школьниками

2. Оформление деловой документации в электронном виде, связанной с административно-управленческой деятельностью школы, деятельностью классного руководителя, учителя определенной школьной дисциплины на основе использования программных платформ для коллективной деятельности работников школы в едином информационном пространстве.

• создавать документы в соответствии с основными видами нормативной школьной документации с использованием стандартных программных продуктов;

• работать с электронной деловой документацией в специализированных сетевых программных средах, учитывающих специфику работы учителя начальной школы;

• работать с деловой документацией, представленной в электронном виде в школьной локальной сети

Образовательному процессу, ориентированному на становление и развитие

ПИТ-компетентности должны быть присущи следующие качественные характеристики [1, 2, 4]:

61

• Личностная ориентированность, предполагающая выявление личностных особенностей каждого студента; организацию образовательного процесса, как индивидуального процесса усвоения знаний (умений).

• Профессионально-личностная ориентированность, которая проявляется в создании условий для формирования личностного целеполагания в процессе профессионального обучения; в организации образовательного процесса с учетом профессиональных интересов и склонностей обучаемых, в возможности выбора индивидуального образовательного маршрута.

• Деятельностный характер обучения, который проявляется, как через технологию организации образовательного процесса, так и подход к формированию содержания обучения.

Отличительной особенностью профессиональной подготовки в логике компетентностного подхода является разработка учебных программ, в которых в качестве единиц содержания рассматриваются профессиональные задачи, которые в будущем придется решать специалисту. Реализация данного положения в рамках профессиональной ИТ-подготовки учителя должна предусматривать разработку учебных программ, в которых в качестве единицы содержания рассматривается не определенная инструментальная среда (например, текстовый редактор, графический редактор, инструменты тестирования, инструменты дистантного обучения и др.), а профессиональная информационно- технологическая задача, для решения которой требуются знания в сфере ИКТ и практические умения работы с программными продуктами.

• Контекстность обучения, что предполагает выстраивание образовательного процесса с максимально возможным приближением к профессиональной деятельности специалиста на основе содержания обучения, методов и форм организации образовательной деятельности; моделирования будущей профессиональной деятельности в процессе обучение.

Реализация идеи контекстности в процессе информационно-технологической подготовки, в частности, влечет за собой:

• изменение направленности образовательных программ от формирования умений взаимодействия с программными средствами к приобретению опыта решения профессиональных ИТ-задач;

• выделение и конкретизацию базовых форм воспроизведения профессиональной реальности (обучающих моделей − А.А. Вербицкий), которые можно использовать в процессе ИТ-подготовки;

• разработку форм и видов учебных занятий, имеющих профессиональную деловую направленность;

• разработку методик анализа и оценки овладения учащимися профессиональной деятельностью в процессе обучения.

• Профессионально дифференцированная коннективность, выражающаяся в том, что формируемые знания и умения носят не общий (общеобразовательный или профессионально-образовательный), а прикладной характер; создание условий для формирования совокупности практических умений, необходимых для конкретной категории специалистов.

Поэтому разработка и реализация учебных программ носили целостный характер, выражающийся, в частности, в единообразии подхода к проектированию содержания учебных программ на основе выделенной совокупности задач различных направлений профессиональной ИТ-деятельности учителя начальной школы и в технологической целостности организации образовательного процесса.

62

Общая процедура проектирования образовательных программ предполагала разработку содержания учебной программы, в которой в качестве единиц содержания рассматривались ПИТ-задачи учителя начальной школы, они служили основанием для формулирования тем учебной программы.

При обучении по каждой теме осуществлялось целенаправленное конструирование педагогических условий, способствующих становлению и развитию у студентов способности решать ПИТ-задачи.

Привлечем внимание к некоторым положениям, связанным с развитием данной способности. Во-первых, отметим, что процесс решения профессиональной задачи компетентным специалистом предполагает не репродуцирование стандартной структуры деятельности, которая приводит к результату решения задачи, а использование определенной системы форм (методов, приемов) деятельности, априорной для данного специалиста, индивидуальные новации на основе избирательного отношения к уже существующим идеям (приемам, способам деятельности). Использование системы устойчивых нормативов, принципов, имеющих регулятивный характер для человека, которыми он руководствуется в процессе деятельности, характеризуется через понятие «стиль». Другими словами, процесс решения профессиональной задачи компетентностным специалистом отличает наличие индивидуального стиля ее решения.

Например, компетентность специалиста в области ИКТ проявляется в индивидуальной совокупности приемов работы с программным средством, в выборе и использовании программных продуктов, которые, по его мнению, позволят ему более эффективно решить стоящую задачу и т.п. Аналогично профессиональная компетентность учителя проявляется в индивидуальной макроструктуре урока; в определенной совокупности методов и технологий, которые он предпочитает использовать в своей работе и др.

Рис. 1. Технология обучения, ориентированная на развитие способности решения ПИТ-задач

63

Технологию обучения, ориентированную на развитие индивидуального стиля решения профессиональных задач, можно описать в виде отдельных этапов: мотивационного, ориентировочного, этапа освоения практических способов решения задачи; рефлексии практических способов решения задачи; презентации умений решать задачу; реализации знаний и умений; оценки и самооценки результатов обучения (см. рис. 1).

На каждом из технологических этапов используется определенный вид учебной задачи, в тексте которой смоделированы условия профессиональной информационно-технологической деятельности учителя начальной школы [5]. Анализ и оценке результатов решения учебных задач осуществляется на основе определенных качественных характеристик, обозначенных на рис. 1, что позволяет судить о динамике развития у студентов индивидуального стиля решения ПИТ-задач.

Литература

1. Вербицкий А.А. Компетентностный подход и теория контекстного обучения. Методологический семинар «Россия в Болонском процессе: проблемы, задачи, перспективы» // Материалы к четвертому заседанию методологического семинара. 16 ноября 2004 г. − М: МО РФ, Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004

2. Компетентностный подход в педагогическом образовании: Коллективная монография под редакцией проф. Козырева В.А., проф. Родионовой Н.Ф. –СПб., 2004.

3. Мылова И.Б. Информационные технологии в начальном образовании. − СПб., 2006.

4. Педагогика профессионального образования: Учебн. пособ. для студ. высш.пед уч. заведений. / Е.П. Белозерцев, А.Д. Гонеев, А.Г. Пашков и др.; Под ред. В.А. Сластенина. ¬ М., 2004.

5. Мылова И.Б. Использование задач в процессе профессиональной информационно-технологической подготовки студентов. //ИНФО. − 2006. − № 6. А.А. Широких Пермский государственный педагогический университет

ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ

В ПОДГОТОВКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ

Одним из перспективных направлений развития информатики является искусственный интеллект. В действующем Государственном образовательном стандарте подготовки учителей информатики основы искусственного интеллекта (ИИ) выделены в отдельную дисциплину предметной подготовки.[1] При этом в содержание разделов дисциплины включены модели представления знаний (логическая, сетевая, фреймовая, продукционная) и экспертные системы (ЭС).

Экспертные системы относятся к интеллектуальным системам, основанным на знаниях, т.е. необходимой характеристикой этих программ является наличие базы знаний (БЗ). БЗ ЭС содержит формализованные знания специалистов (экспертов) в некоторой узкой предметной области, представленные в символьной форме.

64

Попытки создания ЭС предпринимаются во многих областях, включая образование. Анализ результатов исследований показал, что использование ЭС, специально создаваемых для нужд образования, позволяет оптимизировать достижение тех целей, на которые направлены эти системы. За счет использования особых методов ЭС являются таким инструментом, который помогает преподавателю решать некоторые педагогические задачи более эффективно [2], автоматизировать некоторые этапы педагогической деятельности [3], а обучаемому – сравнительно быстро осваивать учебный материал из относительно узкой предметной области [4].

Современный учитель информатики наряду с преподаванием школьного предмета, как правило, осуществляет и координацию внедрения ИКТ во все сферы образовательного процесса. Поэтому подготовка будущих учителей должна носить опережающий характер, включать изучение самых современных технологий и учитывать тенденции развития информатики, как науки. В связи с чем, изучение основ инженерии знаний и экспертных систем является важным элементом в процессе предметной подготовки учителя информатики. Приобретенные знания в области проектирования, создания и использования ЭС будущий учитель информатики может применять в школе как при профильном обучении, так и при углубленном изучении информатики.

Первоначальные сведения об основных моделях представления знаний и ЭС, как интеллектуальных системах, будущие учителя информатики получают в рамках обязательного курса «Основы искусственного интеллекта». В силу объемности материала и ограниченности количества учебных часов времени на изучение и освоение технологии создания прототипных ЭС явно недостаточно.

В целях повышения уровня профессиональной подготовки будущих учителей информатики в области ИИ спецкурс «Экспертные системы» был включен в учебные планы подготовки студентов, обучающихся по специальностям «Информатика» и «Прикладная информатика» в Пермском государственном педагогическом университете. Данный спецкурс позволяет закрепить и расширить базовые знания студентов в области ИИ, в частности, экспертных систем и инженерии знаний, полученные ими в ходе изучения обязательного курса «Основы искусственного интеллекта».

В рамках данного спецкурса более детально рассматриваются вопросы об отличительных особенностях ЭС, основных принципах построения ЭС и оболочек ЭС, средствах структурирования и формализации знаний в ИИ, в том числе нечетких знаний. С учетом профессиональной ориентации педагогических вузов, в курсе освещаются вопросы, связанные с возможностями использования интеллектуальных систем в образовании.

При этом важная роль принадлежит разработке БЗ ЭС как виду учебной деятельности. Разрабатывая базы знаний, студенты – будущие учителя информатики осваивают на практике методы извлечения, структурирования и представления знаний, приобретают важные с методической точки зрения умения (выделение понятий и метапонятий, определение связей между понятиями, составление системы вопросов, охватывающих тему и др.), углубляют и расширяют свои знания не только в области информатики. Использование методов извлечения, структурирования и представления знаний, являющихся предметом инженерии знаний, позволяет глубже понять структуру предметных знаний, установить связи между предметными понятиями. Кроме всего перечисленного подготовка будущих учителей по современным технологиям обработки знаний способствует формированию готовности:

• применять методы ИИ для обработки учебно-методических материалов;

65

• участвовать в разработке обучающих программных систем, повышающих качество обучения.

Использование специализированных программ-оболочек сокращает временные затраты и позволяет получать прототип ЭС, не прибегая к программированию. При этом созданная прототипная ЭС способна решать типичные задачи в данной предметной области.

Интегративный характер курса связан с использованием методов других наук при проектировании базы знаний ЭС, а также с направленностью ЭС на решение задач в определенной предметной области. Поэтому от студентов требуется предварительная подготовка по математической логике, теории вероятностей, логике предикатов I порядка, а также глубокие познания и умение решать задачи в той области, для которой создается ЭС.

Основная цель изучения курса включает в себя две составляющие: 1)фундаментальную – углубление теоретической подготовки будущих учителей в области ИИ и современных методов обработки информации; 2)профессионально-практическую – формирование знаний о том, как можно использовать компьютер для решения профессиональных задач, и умения это делать. Задачи курса: • выработка представлений о новых технологиях решения задач с

помощью ЭС; • выработка практических навыков извлечения, структурирования и

формализации знаний в некоторой предметной области; • выработка практических навыков проектирования баз знаний ЭС и

реализации их с помощью инструментальных средств. Проектирование содержания обучения проводилось на основе методов ИИ, в

частности, сетевого моделирования и тезаурусного метода. Построение тезауруса – формализованной модели системы понятий учебного курса – позволяет не только четко выделить структурно-логические основания учебной дисциплины, круг базовых понятий, но также выделить и оптимальным образом использовать межпредметные связи, обеспечить преемственность и целостность учебного содержания. [5]

Преимущества тезауруса [6]: • может служить основой для различных учебных курсов путем

ограничения круга используемых понятий и уровня их наполнения; • позволяет использовать сетевую модель для построения компьютерных

обучающих систем. Построенная нами модель системы понятий в виде совокупности формально-

логических схем использовалась не только для разработки методики обучения, но и в качестве средства обучения (тезаурус, как схему опорных конспектов, обучающиеся использовали для составления конспектов по отдельным темам курса и по всему курсу).

Содержание курса: 1. Введение в ЭС 2. Характеристики ЭС 3. Технология создания ЭС 4. Инженерия знаний 5. Представление знаний в интеллектуальных системах 6. Обработка знаний и вывод решений в интеллектуальных системах 7. Представление и формализация нечетких знаний

66

8. ЭС в образовании Степень углубления и расширения знаний варьируется в соответствии с

объемом изучаемого материала. На лекционных занятиях проходит ознакомление с теоретической базой курса. На семинарско-практических занятиях рассматриваются практические аспекты проектирования БЗ и технология создания прототипа ЭС. На лабораторных работах приобретаются практические навыки работы с ЭС и отрабатывается технология создания ЭС с помощью учебных оболочек.

Организация самостоятельной работы студентов направлена на решение следующих задач:

• углубление теоретических знаний путем изучения специальной литературы, поиска информации в сети Интернет;

• проектирование и разработка собственной БЗ на основе продукций; • проектирование и разработка собственной БЗ на основе байесовского

субъективного метода. Формой контроля является зачет, который включает проверку теоретических

знаний с помощью тестирования и защиту разработанных студентами прототипов ЭС.

Литература

1. Государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования. http://www.informika.ru

2. Кудинов, В.А. Принципы построения и использования экспертных обучающих систем в курсе «Теоретические основы информатики»: дисс. … канд. пед. наук / В.А. Кудинов. – Москва, 2000 г.

3. Куприна, Е.В. Использование экспертных систем в обучении студентов. Информационные технологии в образовании (ИТО-97). http://ito.edu.ru/1997/index.html

4. Фролов, Ю.В. Перспективы экспертных систем для решения задач обучения. Информационные технологии в образовании (ИТО-98/99) http://ito.edu.ru/1998-99/index.html

5. Гурье, Л.И. Использование тезаурусов в проектировании педагогической подготовки преподавателей технических вузов в системе последипломного образования. / Образовательные технологии и общество. – 2001. – №4. http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html

6. Кувалдина, Т.А. Систематизация понятий курса информатики на основе методов искусственного интеллекта: дисс. … док. пед. наук / Т.А. Кувалдина. – М., 2003.

67

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Н.К. Нуриев, Л.Н. Журбенко, С.Д. Старыгина Казанский государственный технологический университет

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

В данной статье учебная и профессиональная деятельность рассматриваются как целенаправленный процесс, который протекает под управлением специалиста (команды) по определенной (личностной, общепринятой) технологии. При этом специалист гарантирует количество и качество продукта, полученного в результате своей деятельности [1, 2]. В хронологическом порядке выделим два вида деятельности: учебную и профессиональную, которые принципиально по своей цели отличаются друг от друга. Целью учебной деятельности является развитие способностей (личностных технологий) до уровня, пригодного к профессиональной деятельности. Целью профессиональной деятельности является получение конкурентоспособного (информационного, материального, энергетического) продукта. Несмотря на такое отличие, можно выделить общую для этих видов деятельности инвариантную пятифакторную информационно-логическую (инфологическую) модель организации деятельности по решению проблем в любой предметной области (рис. 1).

С помощью этой модели осуществляется формализованное представление деятельности как сложного процесса со всеми основными (значимыми) факторами. Рассмотрим этот информационный объект (пятифакторную модель) как управляемый через эти факторы объект, построенный с целью оптимизации этой деятельности относительно определенных критериев. В целом, очевидно, что все это позволяет автоматизировать управление процессом, т.е. позволяет спроектировать систему (среду) автоматизированного управления учебной деятельностью. Эта управляющая система (интеллектуальная образовательная среда) составляет ядро любых систем, использующих информационные технологии и телекоммуникационные средства в образовательных системах нового поколения. Принципиальное отличие образовательных систем нового поколения заключается в том, что эти системы сами во многом управляют процессом обучения (в отличие от старых пассивных систем, управляемых самими тьютерами или обучаемыми).

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2007

68

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ФормализационнаяКонструктивнаяИсполнительская

ФАКТОР 2

Тип индивида (команды)

ФАКТОР 3

Способности индивида(команды)

ФАКТОР 4

Мотивация

ФАКТОР 5

Вспомогательные средства(ресурсы)

ФАКТОР 1

Поток проблем

РЕШЕНИЕПРОБЛЕМ

Рис. 1. Инвариантная информационно-логическая модель организации деятельности

В целом, интеллектуальная образовательная среда в виртуальном пространстве

является имитационной моделью образовательной среды, организуемой преподавателем.

Смоделируем функционирование специалиста в естественной среде его профессиональной деятельности. Работа специалиста начинается с того, что на него «наваливается» поток проблем из определенной предметной области разной степени сложности (см. рис.1, фактор 1), которые он должен с высокими показателями надежности и качества решать в системе реального времени. При этом у специалиста имеется определенная мотивация деятельности для решения проблем (фактор 4) и ресурсы (фактор 5 – информационные, материальные, энергетические). Опираясь на свои природные данные (фактор 2 – психические, физические) и развитые в основном за счет обучения способности (фактор 3 – личностные технологии) к этой профессиональной деятельности специалист решает проблемы с определенными показателями эффективности. Очевидно, что состояния факторов также взаимосвязаны между собой. Например, показатели уровня развития способностей (фактор 3) зависит от состояния показателей факторов (1, 2, 5). Разумеется, разные специалисты в зависимости от состояния факторов (1 – 5) будут иметь разные значения показателей эффективности и надежности, т.е. в целом, разные показатели успеха в деятельности.

В профессиональной деятельности можно выделить три составляющие этот процесс фазы:

1. Формализационная деятельность (формализационная фаза деятельности). Решение любой проблемы начинается с формализации проблемной ситуации в когнитивной сфере. Результатом этой деятельности является образ (когнитивная модель) проблемы. Реализована эта модель или представлена в реальности может быть в различных формах (форматах), например в абстрактно –

69

знаковом или мультимедийном форматах. На практике, как правило, когнитивная модель представляется в сочетании этих форматов. Разумеется, разные люди обладают различными способностями (личностными технологиями) к формализационной деятельности, которые оцениваются по критериям адекватности, целостности, полноты, сложности, красоте представления и т.д. Интегрированную способность к формализационной деятельности назовем формализационными способностями (способности типа А).

2. Конструктивная деятельность (конструктивная фаза деятельности). Эта деятельность направлена на поиск пути решения проблемы, т.е. в когнитивной сфере необходимо построить определенный конструкт в рамках проблемной ситуации (найти способ, метод, методику, алгоритм, технологию) организации взаимодействия объектов, чтобы наиболее эффективно (согласно цели) преодолеть существующие там противоречия и противоречия между объектами. Очевидно, разные люди обладают различными способностями (личностными технологиями) к построению такого конструкта, которые оцениваются по критериям быстроты, надежности получения результата, экономичности и т.д. Интегрированную способность человека к деятельности по получению эффективного конструкта решения проблемы назовем его конструктивными способностями (способности типа В).

3. Реализационная (исполнительская) деятельность (исполнительская фаза деятельности). Завершающей фазой деятельности является реализация (исполнение) конструкта решения проблемы в реальной среде, т.е. достижение согласно цели решения проблемы (конечного продукта) как результата всех фаз целенаправленной деятельности. При этом, разумеется, что разные люди обладают различным уровнем развития реализационных (исполнительских) способностей и исполнительские способности (способности типа С) являются результатом синергисткой интеграции многих способностей человека.

В общем случае, для любой эффективной деятельности человека по решению проблем необходим определенный уровень развития формализационных (А), конструктивных (В) и исполнительских (С) способностей. Разумеется, этот необходимый уровень развития способностей типа А, В, С достигается за счет обучения формализационной, конструктивной и исполнительской деятельностям.

В психологии [1] понятие деятельности интерпретируется как основа, средство и условия развития личности. Из проведенного анализа следует, что сущность деятельностного подхода в обучении заключается в научении формализационной, конструктивной, исполнительской деятельностям в определенной предметной области (компетенции).

Проведем факторный анализ деятельности в целом с целью раскрытия с помощью математических моделей внутренних механизмов отражения состояния каждого фактора (1 – 5) на результаты деятельности.

ФАКТОР 1. Поток проблем. Проблема определяется как вопрос, который стоит на границе известного и неизвестного. Проблема возникает тогда, когда старое знание оказалось недостаточным, а новое еще не сформировалось.

С объектно-ориентированной точки зрения деятельность есть целенаправленное ресурсообменное взаимодействие индивида с объектами среды. По ходу этого взаимодействия (процесса) возникает множество проблем.

Проблема – это ситуация (проблемная ситуация), когда целенаправленным действиям индивида (команды) оказываются противодействия со стороны среды (объектов среды). В широком смысле, проблема – это ситуация, в которой объекты среды оказывают сопротивление к целенаправленной деятельности индивида

70

(команды). Решить проблему означает найти и реализовать способ, метод, методику, алгоритм, технологию воздействия на среду, позволяющие преодолеть ее сопротивление и достичь цели.

Сопротивление среды к действиям индивида может быть разной мощности или как принято называть проблема может иметь разную сложность. Таким образом, сложность проблемы может быть измерена через количество затраченного на ее решение труда (трудность), представленного в работа-часах (раб/час) по аналогии с определением мощности, принятой в физике или производительностью труда, принятой в экономике. При этом понятие трудность (трудоемкость решения) проблемы является субъективным, а понятие сложность проблемы – объективным. Следовательно, сложность проблемы можно измерить через известную наименьшую трудоемкость решения проблемы (оценить сложность проблемы через показатели значений производительности труда «чемпиона»). В общем-то, такой прием оценки сложности проблемы традиционно используют в спорте, где например спортсмен, развивая деятельность в рамках определенных правил, ресурсов решает проблему за определенное время и это время сравнивается с показателями «чемпиона» в рассматриваемом виде спорта. Разумеется, если сложность проблемы может быть измерена в раб/час «чемпиона», в определенном виде деятельности, то все проблемы этой предметной области могут быть отсортированы по возрастанию сложности. Этот факт, в свою очередь означает, что любой специалист может быть оценен с помощью меры близости к «чемпиону» по показателям эффективности деятельности.

В дидактике [5,6] известно, если обучаемый освоил из определенной предметной области класс Р(1) – проблем определенной сложности и решает их на уровне «чемпиона», то на рассматриваемый момент он с надежностью 80% решает проблемы на 20% сложнее (труднее), чем Р(1). Этот факт позволяет определить количественные оценки «зоны ближайшего развития (ЗБР)», установленного Л. С. Выготским. На рис 2. показана модель развития обучающегося с 20% ЗБР.

Р(1) Р(2) Р(3) Р(к)Ранжированные по трудностям

классы проблем из определеннойпредметной области

Значения

трудн

ости

р ешения

(в раб

/час

) “чемпион

а”

20%

Рис. 2. Модель развития индивида через ЗБР

71

Таким образом, процесс обучения протекает от простого к сложному через ЗБР и стремится к уровню некомпетентности, т.е. наступает момент времени, когда индивид не в состоянии с необходимой надежностью решать проблемы класса Р(к) сложности в актуальном режиме.

ФАКТОР 2. Тип индивида (команды). Как отмечал Ян Каменский – обучение должно быть построено на принципе природосообразности. В современных условиях этот принцип приобретает особо значимый смысл в связи с усложнением потока проблем и среды деятельности (факторов противодействующих успешности деятельности).

Информационное взаимодействие психики человека представим как взаимодействия потока проблем определенного типа и интенсивности с индивидом, обладающим определенным профилем на психической карте (рис. 3).

100

100

100

-100

-100

-100

-100

100

Этика (F)

Сенсорика (S)

Рациональность (J)

Экстраверсия ( ) Е

Логика ( )Т

Интуиция ( )NИнтроверсия (I)

Иррациональность ( P)ПОТО

К ПРО

ФЕС

СИОНАЛЬНЫХ ПРО

БЛЕ

М(одн

ород

ный,

разно

родн

ый,

де

терм

инир

ованны

й, стохастич

еский)

УСПЕХ

НЕУДАЧА

Рис. 3. Психическая карта индивидов с двумя различными профилями

Психическая карта с определенными профилями индивидов строится на

основе известных моделей и следующих предположений: рассматриваются четыре пары возможных психических предпочтений индивида (полюса предпочтений индивида), которые задают шкалы (интервалы): экстраверсия (E) – интроверсия (I); сенсорика (S) – интуиция (N); этика (F) – логика (T); рациональность (J) – иррациональность (P) [2,4].

На этой основе построены известные тесты МВТ и САРТ. В нашей модели предпочтения измеримы в абсолютной шкале, т.е. каждый интервал, меняется от -100 до 100, имитируя то обстоятельство, что в общем случае устойчивые состояния психики разных индивидов могут принимать разные значения на этих шкалах. Например, индивид может быть на 70% экстраверт, а на 30% интроверт (знак «-» на рис. означает только противоположность полюсов), т.е. в модели сразу учитывается единство противоположностей в индивиде. В соционической классификации выделяют шестнадцать типов людей, по состоянию всевозможных сочетаний психических

72

вариантов: ISTJ, ISTP, ESTP, ESTJ, ISFJ, ISFP, ESFP, ESPJ, INFJ, INFP, ENFP, ENFJ, INTJ, INTP, ENTP, ENTJ.

Эти идентификаторы играют роль психических дескрипторов, определяющих шкалы наименований (классификаторы по содержанию), внутри которых по отдельным осям задаются шкалы отношений. Например, в нашей системе располагаются два определенных типа индивида с профилями ESTP и INFJ, меру принадлежности к которым определяет упорядоченный набор вероятностей. На психической карте приведены профили со следующими значениями состояния вероятностей:

).10090,

10085,

10070,

10050();

10060,

10065,

10080,

10070( INFJESTP

Таким образом, любая группа людей (студенческая группа, поток, команда) имеет определенную психическую карту с множеством соответствующих профилей. Эта карта на практике имеет значение, т.к. исходя из этой карты мы можем спрогнозировать и ответить на многие вопросы: о потенциальной успешности деятельности команды, об успешности деятельности индивида в команде, об особенности требуемой технологии обучения группы и отдельных индивидов [3]. Разумеется, индивид в зависимости от профиля на психической карте, проблемы одного типа и интенсивности будет решать успешно, а другого типа и другой интенсивности – неудачно, т.е. нет людей, которые успешно бы решали потоки проблем всех типов.

ФАКТОР 3. Способности индивида (команды). Способности – качество индивида (команды), определяющее его возможности по достижению требуемого результата на основе имеющихся ресурсов за определенное время. Психический профиль индивида в основном задает манеру взаимодействия (определенный тип технологии этого взаимодействия) индивида с потоком проблем. Разумеется, для решения определенного рода проблем будет оптимальным индивид с определенным психическим профилем. Учет фактора соответствия рода проблем и профиля индивида безусловно необходим при выборе любого вида деятельности. В то же время этот фактор является недостаточным, дело в том, что поток проблем бывает разной интенсивности и сложности, поэтому индивиду для решения проблем в актуальном режиме необходимо обладать определенной интеллектуальной и физической мощностью. Одну и ту же работу, одного и того же количества, с один и тем же качеством исполнения разные люди совершают за разное время. Чем больше работы (интеллектуальной, физической) может совершить человек за единицу времени, тем больше его мощность (производительность). Определить физическую мощность человека можно по проделанной работе (Р) за единицу времени (t), т.е. N=Р/t.

Аналогично определим интеллектуальную мощность человека, проявившуюся при решении интеллектуальной составляющей проблемы (интеллектуальной работы) за заданное время. Состояние уровней развития проектно-конструктивных ПК=<А,В,С> способностей человека будем интерпретировать как состояние интеллектуальной силы, которую он может приложить при взаимодействии с проблемой определенной сложности и предметной области. Причем, А – величина интеллект силы (интс), которую может развить индивид при деятельности по формализации проблемы в когнитивной сфере, В и С – величины интс, которые индивид может развить при деятельности по конструированию решения проблемы и ее исполнении соответственно. Алгоритмы определения величин А, В, С приводятся в работе [5].

73

На рис. 4 представлен пример двух профилей: «чемпиона» (сплошная линия) и специалиста (пунктирная линия), где «чемпион» собирательный лучший образ по поддержке деятельности в рассматриваемой предметной области (компетенции) [5].

Сравнение значений А, В, С у разных специалистов удобно проводить с помощью когнитивных карт (рис. 5).

АВС

об л а стькомпетенцииоб

ластькомпетенции

область компетенции

Рис. 4. Профили «чемпиона»

(сплошная линия) и специалиста (штриховая линия)

Рис. 5. Эпизод когнитивной карты специалистов

ФАКТОР 4. Мотивация. Мотив рассматривается как интегрированный результат

синергетического и антагонистического воздействия внутренних и внешних стимулов на специалиста, вследствие которого у этого специалиста формируется мотив определенной направленности и силы. Затем этот мотив реализуется им через организованную целенаправленную деятельность. В модели ФАКТОР 4 представляется как вектор с вероятностными компонентами, построенный на основе профиля, аналогичного, как показано на рис.3. Разумеется, в реальности мотив формируется как результат более сложного, чем в модели процесса, содержащего в себе множество внутренних факторов со сложной организацией.

ФАКТОР 5. Вспомогательные средства (ресурсы). Сразу разделим ресурсы, необходимые для поддержания деятельности на внешние и внутренние (личностные). Внутренние ресурсы это освоенные знания о предмете и процессе деятельности, а внешние – все остальные виды ресурсов. Очевидно, внешние информационные ресурсы имеют опережающее развитие по сравнению с внутренними. Поэтому состояние компетентности специалиста в деятельности во времени является неустойчивым, т.е. специалист является компетентным, когда внутренние ресурсы почти равны внешним.

На рис. 6 состояние компетентности специалиста располагается на линии развития внешних ресурсов (черные кружочки). Рассмотрим подробнее рисунок: t(0) – момент времени окончания специалистом вуза; в интервале [t(0), t(1)] внутренние (штриховая линия) и внешние (сплошная линия) ресурсы развиваются почти независимо (угол α(1) – характеризует эффективность самообразования); в момент t(1) специалист теряет компетентность (выходит за 20% зоны ближайшего развития»» и ему необходимо переподготовка (в противном случае он теряет компетентность, как правило, навсегда); в интервале (t(1), t(2)] специалист проходит переподготовку до уровня компетентности (угол α(2) характеризует эффективность переподготовки) и т.д.

74

Очевидно, чем выше темп развития внешних ресурсов, тем чаще необходимо проходить переподготовку. Разумеется, процесс изменения состояния компетентности во многом идеализирован, но он отображает суть явления.

t(0) t(1) t(2) t(3) t(4) Время

α(1)α(2)

20%зона близости

(”зона ближайшего развития”)

Измерение

состояния

ком

петентности

специали

ста во

времени,

оцененое

через

уро

вень

разви

тие способ

ностей

Рис. 6. Модель развития неустойчивого состояния компетентности

специалиста Программное обеспечение дидактической системы. Универсальной

(инвариантной) единицей в интеллектуальной образовательной системе является учебный курс (учебный комплекс), который позволяет научиться эффективно производить какой-то продукт (информационный, материальный, энергетический) в определенной предметной области (в частности, в области программной инженерии). В проекте интеллектуальная образовательная среда (программный комплекс) поддерживает следующие функции:

1. Идентификацию психического образа обучаемого. 2. Оценку уровня развития проектно-конструктивных способностей в

рассматриваемой предметной области. 3. Идентификацию зоны ближайшего развития обучаемого на ранговой

шкале сложности проблем в рассматриваемой предметной области. 4. Выборку наиболее комфортной для индивида технологии обучения в

предметной области. 5. Синтез предписаний (рекомендаций) обучаемому с целью мотивации и

самоорганизации эффективной учебной деятельности. 6. Анализ данных успеха (неудач) обучаемого для преподавателя

(мониторинг обучаемого). В проекте предполагается, что система (образовательная среда) в развитии

будет все более «интеллектуализироваться».

75

Литература 1. Волков Б. С., Волкова Н.В., Губанов А.В. Методология и методы

психологического исследования. – М.: Академический Проект: Трикста, 2006. – 352 с. 2. Жижин К.С. Экспресс – диагностика подсознания. Ростов н/Д: Феникс, 2006. –

160 с. 3. Иванов В.Г., Нуриев Н.К. Формирование конкурентоспособной

профессиональной команды для информационно-интеллектуальной поддержки бизнес процессов // Дополнительное профессиональное образование. – 2005. – №6 [18]. – C. 24 – 27.

4. Крегер О., Тьюсон Д. Типы людей и бизнес. – М.: АСТ. Астрель, 2005. – 457с.

5. Нуриев Н.К. Дидактическое пространство подготовки компетентных специалистов в области программной инженерии. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2005. – 244 с.

6. Нуриев Н.К. Проектирование дидактической системы инновационной подготовки специалистов в области программной инженерии: Автореф. дисс... д-ра. пед. наук. – Казань, 2006. – 44 с.

7. Нуриев Н.К., Журбенко Л.Н. Методологические основы и технологии обучения инженерной деятельности в университете инновационного типа. // Телекоммуникации и информатизация образования. – 2006. – №2 [33]. – C. 55 – 71.

А.М.Харитонова Чувашский государственный университет, г. Чебоксары

СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ТЕЗАУРУСНОГО ТИПА Коммуникативная модель, опирающаяся на понятие модели коммуникации,

разработанной математиками, является одним из основных объектов, с чем сталкиваются разработчики современных информационных технологий. Тезаурусная составляющая коммуникативных моделей, в частности, системы перевода, является одним из проблемных направлений современности. Тезаурусные модели основаны на принципе организации словарей, являются системами опосредованной коммуникации. Тезаурус в наиболее общем определении – это словарь с семантическими связями между словарными единицами. Среди разработок этого направления в конце ХХ века выделяются информационные технологии семейства WordNet. Лидирующим среди них признан Принстонский проект WordNet как основоположник этого семейства тезаурусов.

Проект WordNet, в настоящее время широко используется для поисков в Интернете, автоиндексации документов, как форма представления знаний для Semantic Web, в психолингвистических исследованиях, в информационных процессах по переводу и классификациям. Это постоянно развивающийся и пополняющийся проект, так как:

во-первых, сами основатели постоянно развивают и совершенствуют его; во-вторых, создаются языковые версии, первыми из которых можно считать

EuroWordNet, BalkanNet, Russnet, Russian WordNet, появляются и другие отечественные версии;

76

в-третьих, каждая вновь разработанная языковая версия проекта подключается к EuroWordNet или BalkanNet, или к Принстонской версии всемирного проекта WordNet с помощью межъязыкового индекса Inter-Lingual-Index.

Существует много проблем по реализации новых версий в связи с тем, что в последние три десятилетия постоянно меняется программно-техническая составляющая любого проекта, что ведет к необходимости переделывать многие компоненты существующих. Любой проект, хорошо продуманный и разработанный, рассчитанный на использование в качестве компьютерного программно-технического обеспечения, через десятилетие становится неэффективным и нежелательным продуктом не из-за того, что он плохой и не так сделан, а в силу того, что прогресс и постоянное внедрение новейших технологий предоставляет разработчикам все более привлекательные методы, средства и оборудование, в результате использования которых получаются многоинформационные гиганты-компоненты программно-технических продуктов, в которых разобраться очень сложно.

В данной статье проводится анализ совокупности процессов и технологий, применяемых в настоящее время для создания или использования информационного продукта, исследование проекта WordNet с точки зрения его реализации и эксплуатации, получение электронного варианта фрагментов словарей чувашского языка в качестве материала тезаурусного типа и разработка экспериментальной системы обработки данных типа проекта WordNet. Особенность проекта WordNet главным образом состоит в том, что он предназначен для компьютерного использования, т.е. программно доступен и может работать как электронный многоязычный словарь, позволяя осуществлять поиск и толкование в алфавитном списке и концептуальном пространстве.

Результат анализа структур и компонентов существующих тезаурусных систем показал, что системы тезаурусного типа имеют 3 основных составляющие: лексикографичесий ресурс, средства и методы его обработки, средства формированная на основе этих составляющих базы данных.

Разработка систем обработки данных тезаурусного типа для чувашского языка проводилась в двух направлениях:

• исследование основных лексикографических источников чувашского языка – содержание, структура этих ресурсов и методы обработки;

• разработка модели системы обработки данных тезаурусного фонда чувашского языка типа проекта WordNet и алгоритмов функционирования некоторых ее компонентов.

В результате изучения имеющихся источников были отобраны два из для использования в дальнейших исследованиях:

1. 17-томный Словарь чувашского языка (Н.И. Ашмарина); 2. Словарь чувашско-русский и русско-чувашский (М.И. Скворцова и

А.В.Скворцовой). С учетом особенностей построения проектов WordNet, для разработки

подобного проекта для чувашского языка можно предложить структуру такой системы обработки данных тезаурусного типа (СОДТ), представленную на рис.1.

Ниже приводится краткое описание некоторых компонентов проекта. База данных в данном исследовании организована в СУБД Microsoft Access

2000. Основными объектами предметной области являются поля словарных статей указанных словарей. Хотя словарные статьи этих словарей и имеют неодинаковые структуры, формирование таблиц базы данных будет происходить с помощью одного и того же управляющего кода.

77

Рис.1. Основные составляющие проекта СОДТТ

На рисунках 2 и 3 представлены

структуры двух таблиц, являющихся основными компонентами базы данных проектируемой СОДТТ. На рис. 4 представлена схема связей между таблицами.

Основными компонентами являются разработка алгоритмов анализа словарных статей, алгоритма работы системы управления режимами наполнения базы данных, ее просмотра и навигации по ней.

Рис. 2.

78

Рис.3

Рис. 4

Общий алгоритм анализа словарных статей и занесения их в базу данных

приводится на рис. 5. Входными объектами для данного алгоритма являются word-документы фрагментов словарей. Ввиду того, что словарь состоит из словарных статей, включающих характерные для лексикографических файлов пометы и условные обозначения, эти фрагменты можно считать лексикографическими файлами.

79

Рис.5. Блок-схема алгоритма работы управляющей части СОДТТ

Реализация алгоритмов СОДТТ представляет собой получение всей

совокупности компонентов проекта. Экспериментальная система обработки данных тезаурусного типа разработана и реализована в визуальной среде Delphi которая имеет 2 режима работы:

• наполнения и модификации базы данных; • просмотра и изучения содержимого базы данных.

80

Наполнение базы данных СОДТТ возможно в режиме анализа документов, в качестве которых выступают сканированные и распознанные копии словарей. Каждый анализ очередного документа вносит изменение в одну и ту же базу данных. Возможна предварительная обработка новых данных перед занесением их в базу данных.

Навигация по БД и ее исследование может проводится в режиме наполнения и просмотра базы данных, можно удалять в ней записи, проводить анализ содержания.

Представленная в статье система обработки данных тезаурусного типа использовалась в качестве примера разработки современного информационного продукта в процессе обучения студентов факультета чувашской филологии нашего университета. В.В. Пальц Красноярский государственный педагогический университет

ОРГАНИЗАЦИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ ПО ИНФОРМАТИКЕ НА ОСНОВЕ ПРОЕКТИВНОЙ

СТРАТЕГИИ Проективная стратегия образования - это организация учебного процесса и

реализация методики обучения и воспитания дистанционных обучаемых на основе перспективного и непрерывного развития образовательных методических систем и программ [1].

Дистанционное проективное обучение характеризуется как вид обучения, в котором взаимодействие обучаемого и преподавателя осуществляется в информационно - образовательной среде, позволяющей каждому обучаемому выполнять самостоятельно учебный проект или решать систему задач, используя в качестве инструментария и средств создаваемые участниками дистанционного процесса информационно-образовательные ресурсы на специализированных сайтах.

Эти ресурсы, называемые традиционно «дистанционные курсы или электронные учебники», уже выступают не как содержательный компонент учебного процесса, а становятся средством решения задач или выполнения проектов.

В результате проективной деятельности формируется и развивается общий ресурс - учебно-методические средства по различным областям знаний. При этом сами участники дистанционного обучения приобретают знания и умения в той предметной области, в которой им предложен проект или система заданий.

Преподаватели ставят перед студентами задачи, которые могут быть реализованы по средствам обучения через определенные предметные области.

К примеру, рассмотрим дистанционный проективный курс по информатике для Краевого лицея информационных технологий (КрЛИТ).

Задачи, решаемые в проективном курсе по информатике: 1. Вовлечение преподавателей и студентов в формирование общего

дистанционного сетевого ресурса по информатике.

81

2. Развитие у студентов навыков виртуального общения посредством совместного обучения и сетевой проектной деятельности.

3. Развитие представлений и профессиональных навыков работы с современными сетевыми образовательными проектами.

4. Создание базы тестовых заданий по предметным областям. 5. Объединение профессии и науки с помощью предметно-образовательной

среды проективного телекоммуникационного взаимодействия. Обучение учащихся строится на основе выполнения телекоммуникационных

проектов, реализация которых требует знаний (возможно углубленных) разделов информатики. Например, разработка электронного учебника по теме «Теория информации» или создание системы тестов по разделу «Архитектура ЭВМ». Поставленная цель может быть достигнута учащимися при помощи самостоятельной поисковой деятельности, требующей изучения и знания ряда дисциплин или их разделов. Координация проективного взаимодействия осуществляется через предъявляемые требования к телекоммуникационным проектам и тестовым заданиям, а также через дистанционный учебно-методический материал по предмету. Доступ к учебному и справочному материалу может быть предоставлен после регистрации в составе дистанционного образовательного ресурса.

В помощь исполнителям проектов на сайте КРЛИТ предоставляются учебно-методические материалы (дистанционные курсы).

Обучаемые, прошедшие авторизацию доступа, имеют возможность узнать время выполнения промежуточных и финальных тестовых заданий, им предоставляется возможность участвовать в чат-сессии по предмету (рис. 1).

Рис. 1.

Слушатели работают в исследовательском режиме, самостоятельно, опираясь

на рецензированный материал, выставленный преподавателями-предметниками (Рис. 2).

82

Рис. 2.

С помощью интерактивных средств взаимодействия, слушатели отчитываются

перед руководителем программы о проделанной работе и имеют возможность получить дополнительный материал или консультацию по своей работе. На заключительном этапе обучения проводится конференция с защитой проектов всех участников. По окончании реализации проекта, лучшие работы учащихся включаются в состав ресурсов сайта.

В результате выполнения работы, учащиеся осваивают (косвенно) тему или раздел информатики, приобретают необходимые для практической деятельности знания в области тестологии, создают и наполняют по ним образовательный ресурс, приобретают навыки применения получаемых знаний в реальной (проективной) общественно полезной образовательной деятельности и навыки педагогических исследований в виртуальном сообществе. Таким образом, проективная организация обучения информатике эффективно реализует компетентностный подход в образовании.

Литература

1. Пак Н.И. О сущности проективного подхода в обучении и проектировании образовательных систем // Педагогическая информатика № 1, 2006. – С.39-44.

83

В.Г. Климов Пермский государственный университет

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММАХ

Современное российское общество создало объективные предпосылки для

пересмотра теоретических и практических основ педагогических технологий образования с широким использованием компьютерных средств обучения. Переход к новой образовательной парадигме, обеспечивающей учебно-познавательную активность и самостоятельность мышления субъектов образования, является одним из главных направлений в повышении качества реализации образовательных программ [1]. Сегодня качественное образование немыслимо не только вне интеграции с наукой, но и в неразрывной связи с информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ) обучения.

В настоящее время определены основные направления повышения качества образования на основе ИКТ обучения, а также проблемные задачи, которые должны решаться в их рамках:

· выявление научно-методических, нормативно-технологических предпосылок развития образования в условиях массовой коммуникации и глобализации российского общества;

· совершенствование методологической базы отбора содержания образования, разработки методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности в условиях информатизации образования;

· создание педагогических компонентов, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого;

· формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять сбор, обработку, хранение и использование информационных ресурсов.

При этом применение средств информатики в сфере повышения качества образования предполагает реализацию возможностей ИКТ для достижения стратегических целей и задач учебной деятельности. Качество образовательного процесса на основе данных технологий зависит также от: распределенных информационных ресурсов Интернет и электронных образовательных систем (электронные методические комплексы по дисциплинам и специальностям, электронные системы организационно-педагогического сопровождения деятельности образовательных учреждений, образовательные программные оболочки). В данном случае педагогические цели определяются возможностью реализации интенсивных форм и методов обучения [2]. Немаловажную роль играет повышение мотивации обучения за счет информационно емкого, эмоционального общения с виртуально представленными или исследуемыми объектами, процессами, явлениями в учебно-познавательной деятельности. Познавательный мотив связан с получением новых знаний, он может иметь различные характеристики в зависимости от направленности познавательного интереса субъекта образования. Предметом познавательного отношения в компьютерных сетях могут быть инновационные сервисные возможности, различная гипертекстовая информация, идеи и мнения, визуальные и слуховые образы. Для большинства студентов работа в Интернете является составной частью профессиональной подготовки, направленной на достижение конкретной цели (результата) – быть конкурентоспособным специалистом. При этом

84

присутствует поиск полезной информации, контакт и деловые взаимодействия с представителями будущей профессии. Реальная учебно-познавательная среда сети Интернет, где нет ни у кого преимуществ, создают перспективу развития сетевого корпоративного обучения, программ профессионального образования. Например, федеральный портал «Российское образование», созданный ГНИИ ИТТ «Информика», является интегрирующим элементом системы федеральных образовательных порталов и выполняет общесистемные функции по каталогизации и поиску учебно-познавательных ресурсов, публикации актуальной нормативной, справочной и новостной информации для системы российского образования в целом.

Например, интегральный каталог образовательных Интернет-ресурсов (http://soipcatalog.informika.ru) портала «Российское образование» является основным информационным ресурсом данного портала. С другой стороны – это базовый интегрирующий системообразующий элемент информационной среды системы порталов. Он создан для организации более удобного и оперативного доступа целевой аудитории к образовательной информации. Сервисы указанного портала обеспечивают удовлетворение информационных потребностей всего образовательного сообщества в справочной информации в области образования, предоставляют возможность совместной работы по созданию учебно-познавательных ресурсов. Постоянное развитие и совершенствование системы порталов будет и в дальнейшем способствовать как повышению качества поставляемых услуг субъектам образования, так и решению проблемы, связанной с их географической отдалённостью, что важно для российского населения [3]. При этом необходимо учитывать психологическое здоровье молодого поколения. Для этого необходимо нормальное восприятие любой ситуации, возникающей в процессе его взаимодействия с информационной средой, ее анализ и синтез, принятие правильного решения и затем только – адекватное действие.

Отдельного внимания заслуживают такие проблемы, как ощущение готовности к знанию и умению различными психологическими личностями, психологическая защита человека от информации, психологический иммунитет. Любой информационный образовательный ресурс должен способствовать воссозданию здоровой психологической атмосферы в процессе использования сетевых порталов для учебно-познавательной деятельности. По нашему мнению, образовательная информационная среда только в определенной степени может моделировать межличностную коммуникацию преподавателя и учащегося, суть которой составляют отношения наставничества, сотрудничества и поддержки, вербальные компоненты личностного общения.

В настоящее время отдельными специалистами в области педагогической науки недооценивается очевидный факт: именно образование в контексте информатизации российского общества держит руку на пульсе человеческих ценностей и идеалов, индивидуального и общественного мировоззрения, поведенческих приоритетов и конкретных поступков. Именно информационная модернизация образования, принципиально работающая на будущее, должна заложить основы грядущих изменений в российском информационном обществе, предопределяя его качественное развитие. Модернизация образования в России во многом определяется тем, в какой мере и с каким эффектом в учебный процесс и управление образованием внедряются современные информационные технологии. В последние годы мы наблюдаем активное продвижение российских университетов, общеобразовательных школ, региональных структур системы образования в этом

85

направлении. Организация работы по информатизации системы образования почти каждый год видоизменяется в соответствии с тем, как возникают и перестраиваются программы и проекты разработок, реорганизуется управленческая структура, особенно – на федеральном уровне. В настоящее время обозначились основные направления информатизации образования на ближайшее время (рис. 1). Они коснулись таких направлений, как дистанционное образование, информационная поддержка профильного обучения в школе, развития информационной среды в интересах сельской школы [4], создание электронных учебников и компьютерных программ в соответствии с потребностями учебных планов. Развитие социальной информатики как нового перспективного направления в науке и образовании, которое должно стать научной базой для формирования российского информационного общества [5].

Рис. 1.

Удовлетворение потребностей российского общества может быть

обеспечено в основном через информатизацию образования, в т.ч. его компьютеризацию и создание высококачественной информационно-образовательной

Основные направления информационного

образования

Информационная поддержка профильного обучения

Дистанционное образование

Развитие образовательной информационной среды

Разработка электронных образовательных систем

Совершенствование информационного мони-торинга образования

Разработка и внедрение интерактивных обучающих программ

86

среды по конкретным дисциплинам и специальностям, соответствующая международным образовательным стандартам.

В этих условиях, например, электронные средства поддержки любой учебной дисциплины целесообразно строить в виде универсального учебно-методического комплекса (УМК), который объединял бы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивал полную совокупность образовательных ресурсов и услуг (организационных, методических, теоретических, практических, экспериментальных, консультационных, контрольных и др.), необходимых и достаточных для самостоятельного изучения конкретной специальности в системе ИКТ образования. По форме УМК должно представлять собой библиотеку по отдельным темам, как в твердой копии, так и в электронном виде. Тем самым повышается оперативность в обновлении материала. Для разработки указанных УМК целесообразно использовать программные инструментальные средства на базе свободно распространяемых программных оболочек. Данный подход позволяет образовательным учреждениям (особенно в сельской местности) опираться на готовые программные продукты, экономя собственные силы и финансовые средства. Электронные носители информации позволяют существенного расширить границы участия в образовательном процессе, особенно в дистанционной форме обучения. Тиражирование учебно-познавательных лекций, интерактивных образовательных проектов, электронных учебников, наглядных пособий, тестирующих систем контроля знаний сегодня на российском образовательном пространстве востребовано и крайне необходимо.

Педагогическая практика, основанная на использовании ИКТ, свидетельствует о том, что качество реализации образовательных программ на основе компьютерных средств обучения существенно возрастает, если выполнены следующие основные условия:

• разработаны обучающие интерактивные образовательные программы; • имеется достаточное количество современных компьютерных средств

обучения; • учебно-методическое обеспечение соответствует современным

требованиям государственного образовательного стандарта; • организован мониторинг процесса обучения; • имеются педагогические кадры, умеющие и желающие строить свою

педагогическую деятельность с использованием информационных технологий; • организовано повышение квалификации педагогов в области высоких

информационных технологий; • имеются в учебных заведениях электронные библиотеки и коллекции; • · созданы магистральные и региональные образовательные сети; • функционируют в учебных заведениях информационные системы

управления образовательным процессом; • решен вопрос законодательного обеспечения информационных

технологий обучения, как инновационного педагогического подхода в подготовке высококвалифицированных специалистов начального, среднего и высшего профессионального образования.

России необходима комплексная Национальная программа развития информатизации образовательной деятельности. Причем, она должна вобрать в себя не только те прогрессивные идеи зарубежных ученых и тенденции развития образования, но и свои национальные образовательные программы и проекты на

87

основе ИКТ обучения. Указанная программа могла бы стать новым Национальным проектом России и мощным стимулом для перспективного (опережающего) развития отечественного образования и всего интеллектуального потенциала российского общества вне зависимости от территориального (сельского, городского) размещения.

Литература

1. Ваграменко Я.А. Новое в деятельности Академии информатизации образования / Материалы международной научно-практической конференции «Информатизация образования - 2005». – Елец: Изд-во Елец. гос. ун-т им. И.А. Бунина, 2005. – С. 7-13.

2. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. «Методика преподавания информатики». – М.: ACADEMIA, 2000.

3. Гридина Е.Г., Иванников А.Д., Чиннова И.И. Система федеральных образовательных Интернет-порталов: роль в создании единого информационного образовательного пространства / Материалы всероссийской научно-практической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий». – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. – С. 295-297.

4. Зобов Б.И. Информатизация сельской школы: проблемные задачи и направления работы // Педагогическая информатика. – 2004. – № 4. – С. 22-28.

5. Колин К.К. Будущее информатики в XXI веке: российский ответ на американский вызов // Открытое образование. – 2006. – № 2. – С. 73-77.

А.А. Бакушин, Н.А. Су-ян-ся, Э.Н. Померанец Московский технический колледж

МЕТОД ПРОЕКТОВ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКОГО КОЛЛЕДЖА Метод проектов достаточно широко и успешно применяется в настоящее

время преподавателями различных учебных дисциплин в сфере профессионального образования различного уровня.

В связи с тем, что люди на протяжении всей истории создавали изделия для удовлетворения своих потребностей, элементы проектной деятельности постоянно совершенствуются и продолжают развиваться. В образовании «проектный» подход обычно понимают как систему обучения, при которой обучаемые приобретают знания и навыки в процессе выполнения полных, постепенно усложняющихся проектов (под проектом в образовательной области, как правило, понимается процесс проектирования и изготовления изделий).

С учетом изложенного отметим некоторые важные особенности понятия Метод проектов.

1. Метод проектов является одним из наиболее эффективных методов обучения.

2. Метод проектов не имеет авторства – это подход, который постоянно совершенствуется в результате обмена опытом людей разных стран в течение длительного времени.

88

Метод проектов, как правило, предлагает наиболее рациональные и эффективные подходы как по схемам решения задач в целом, так и по реализации отдельных компонентов проекта.

Важно также подчеркнуть, что при использовании Метода проектов в образовании важнейшее значение (не меньшее чем конечному результату) придается самому процессу проектирования, как методу обучения реальной практической деятельности.

Стремительный научно-технический прогресс (начавшийся в 80-90 годы ХХ века) «требует» постоянного реформирования (модернизации) многих сторон жизни общества, в том числе и сферы образования. Для работников образования это определяет задачу поиска эффективных решений в вопросах обучения и воспитания. Метод проектов позволяет обучать и воспитывать учащихся и студентов в режиме «опережающего» обучения, которое позволяет вести человека в ногу со временем, а не только адаптировать его к уже существующим способам и технологиям производства.

Учебный проект обычно посвящается определенной теме, а также получению и анализу учебной информации с помощью средств компьютерных телекоммуникаций.

Телекоммуникационные проекты могут выполняться несколькими группами студентов под непосредственным руководством преподавателей и проходят в большинстве случаев в форме не структурированной коллективной переписки.

Современный педагогический процесс имеет в своей основе использование новой образовательной среды, создание которой позволяет существенно усилить влияние профессионального образования на ход самореализации личности обучаемого. Это веление времени, во многом определяющее содержание и реализации учебного процесса, явилось одной из причин непрерывного поиска новых, более эффективных педагогических технологий.

Новая образовательная парадигма, утверждая приоритет личностной ориентации педагогического процесса, в ходе которого осуществляются поиск и развитие задатков, способностей, заложенных природой в каждом индивидууме, построение личностно ориентированной педагогической системы [3], требует проведения основательной ревизии имеющихся в распоряжении образовательного учреждения традиционных форм и методов обучения, в том числе в системе среднего профессионального образования [4].

Избираемые формы и методы обучения должны воздействовать на процесс усвоения знаний обучающимися таким образом, чтобы в течение всего периода обучения актуализировать приобретаемые знания, умения и навыки, составляющие базовую основу предполагаемой компетенции, и активизировать мотивацию студентов к самостоятельно инициируемому опережающему обучению.

Метод проектов универсален по отношению к предметному содержанию и эффективен, поскольку стимулирует практическую проектную деятельность обучающихся, позволяя формировать набор компетенций и создавать «естественную среду», т.е. условия деятельности, максимально приближенные к реальным.

Использование метода проектов позволяет не только создать естественную среду для формирования компетентностей, но и обеспечить:

• освоение новых способов деятельности на интегрированном содержании проектов;

89

• появление опыта соорганизации ресурсов для достижения поставленной цели;

• выведение образования за пределы учебного заведения (путем сетевой организации обучения и использования образовательного потенциала «необразовательных» ресурсов);

• «разгрузку» учебного дня обучаемых. Применение метода проектов в развитой информационной среде

способствует эффективному обучению ввиду того, что содействует в ходе проектного взаимодействия преобразованию информационных потоков, инициализирует интросвязи обучающегося и первооснову развития его личностных "само": самостоятельное целеполагание, самоорганизацию, самоконтроль и самоанализ с корректировкой своей деятельности.

Основные задачи, которые также следует решить для введения метода проектов в образовательную практику, связаны с формированием определенной среды и подготовкой кадров:

• кардинальное изменение роли преподавателя, который теперь должен стать организатором проектной деятельности (в основе проектирования лежит усвоение учащимися новой информации, но этот процесс осуществляется в сфере неопределенности, и его нужно организовывать), руководителем проекта (педагогическое сопровождение проекта), консультантом (преподаватель провоцирует вопросы, размышления, самостоятельную оценку деятельности, моделируя различные ситуации, трансформируя образовательную среду) и т.п.;

• создание условия для использования избыточного информационного ресурса, обеспечивающего самостоятельность учащегося в выборе темы проекта и в его выполнении;

• обеспечение возможности оформления результатов проектной деятельности и публичной презентации (предоставление свободного доступа к компьютерной технике и другому оборудованию, стендовому пространству и т.п.);

• организация социальной практики обучающихся, выходящей за рамки образовательного учреждения.

Московский технический колледж (МТК) является ведущим государственным образовательным учреждение среднего профессионального образования страны и экспериментальной площадкой Института проблем развития среднего профессионального образования.

Применение технологий проектной деятельности в МТК основано на развитии образовательной среды, которая позволяет существенно усилить влияние профессионального образования на ход самореализации личности обучающегося, определяет возможность достижения нового уровня его доступности, качества и эффективности.

Внедрение методов проектов в учебный процесс МТК поднимает обеспечиваемое им образование на качественно новый уровень, при этом решается задача массового использования компьютерных технологий в профессиональном образовании с учетом всё возрастающего объема подлежащей усвоению информации.

Отправной точкой использования проектной деятельности в учебном процессе МТК является моделирование деятельности преподавателя- специалиста предметника, использование всех возможностей информационных и мультимедиа технологий.

90

Преподаватели кафедры «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» наряду с традиционными формами обучения используют аппаратно-программный базис, подготовленный преподавателями специальных дисциплин в виде электронных учебно-методических средств. В качестве образовательных электронных средств и ресурсов используются собственные разработки - учебно-методические электронные комплексы, куда входят: HTML–учебники, справочники, слайд–фильмы, электронное тестирование по темам, изучаемых специальных дисциплин.

Прежде чем приступить к работе над реальным проектом, необходимо твердо уяснить, почему это следует делать, что при умелом руководстве может дать метод проектов для развития широко декларируемого в последнее время личностно ориентированного обучения.

Вместе с тем наш опыт работы со студентами колледжа показывает, что проектная деятельность позволяет студентам включаться уже в собственно профессиональную деятельность.

Подобная деятельность предполагает следующие особенности: • участники проекта работают над реальными задачами, а не над

упражнениями или искусственными ситуациями; • студенты работают на внедрение разработанного проекта; • сама проектная деятельность способствует возникновению нового

мотива в практической деятельности каждого участника. В ходе работы над проектом у участников группы развивается способность к

участию в коллективной проектной деятельности и решению специфических проблемных ситуаций, возникающих в групповом процессе, формируется готовность к восприятию проблемной ситуации как личной задачи деятельности. Участники проекта получают уникальную возможность реализовать личностную социально-значимую идею в рамках конкурса «молодежных инициатив».

Методика выполнения проекта предусматривает решение задач в какой-либо проблемной области, связанных с формализацией и последующим их решением с помощью компьютера. Решение проблемных проектных задач, как правило, требует значительного времени для системного их анализа и помогает студенту сформировать:

• умение вычленить проблему; • умение перейти от проблемной к математической постановке задачи с

последующей алгоритмизацией и программированием ее решения; • умение проанализировать полученные результаты с точки зрения их

достоверности. Для эффективного использования субъектного опыта, приобретаемого

студентами в процессе освоения предметного содержания спецкурсов, для осуществления преподавателями этих спецкурсов, корректировки направления индивидуальной работы с обучающимся, необходимо разработать механизм сотрудничества при выполнении проекта между::

• научным руководителем-предметником; • научным консультантом-программистом; • студентом (ами), работающим над проектом. В зависимости от масштаба и тематической направленности проекта в

состав его участников могут входить различные специалисты (и их количество) из представленной ниже номенклатуры:

91

• руководитель — автор идеи, знающий, как воплотить творческий замысел в сценарии компьютерной программы, координатор процесса проектирования;

• преподаватель-специалист по программированию в избранной среде; • преподаватель по использованию мультимедиа-технологий; • преподаватель-специалист по компьютерному дизайну; • программист, проектировщик программы; • дизайнер-оформитель; • программист базы данных. • Кроме обозначенных функций обучающиеся должны взять на себя еще

дополнительные функции, в том числе по: • составлению и набору текстов; • озвучиванию программы; • анимации графических изображений. Пример варианта проектного коллектива (группы) представлен на рис. 1.

Дифференциально-интегральная модель управленияпроектной деятельностью

Руководитель проекта

Предметник Консультант-программист

Консультант подизайну

Обучающийся –проектировщикпрограммы

Обучающийся –программист базы

данных

Обучающийся –дизайнер-оформитель

Консультант помультимедиа

Рис. 1.

Таким образом, Метод проектов поддерживает становление новых подходов к организации педагогического управления образовательным процессом, является одним из эффективных средств построения личностно ориентированной педагогической системы с повышенным качеством ее учебного и научно-методического обеспечения.

92

Литература 1. Фёдоров В.Д., Семушина Л.Г., Подвойский В.А. Содержание, функции и

управление методической деятельностью в средних специальных учебных заведениях. Учебно-методическое пособие для преподавателей учреждений среднего профессионального образования. – М.: НПЦ «Профессионал-Ф», 2004;

2. Бакушин А.А. Монография. Инновационные процессы в технологии обучения.

3. Якиманская И.С.Личностно-ориентированное обучение в современной школе. М.,1996

4. http://www.informika.ru – Официальный сервер Федерального агентства по образованию.

С.И. Берил, М.С. Крайний, А.Ю. Долгов, С.В. Злобин Приднестровский Государственный Университет им. Т.Г. Шевченко, г. Тирасполь

ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Совсем недавно человечество перешагнуло рубеж третьего тысячелетия. За

время существования цивилизации во всех сферах человеческой деятельности произошли революционные преобразования. Не осталось в стороне и образование. Система образования в значительной степени способствовала и способствует социально-экономическому прогрессу общества. Не случайно, обращаясь к проблемам, стоящим перед человечеством в XXI в., ученые разных стран предпринимают настойчивые попытки определить и направления развития образования. Так как на протяжении столетий образование оставалось наиболее консервативной областью человеческой деятельности, мало подверженной изменениям, то объем знаний возрастал, а технология передачи информации оставалась неизменной. Отставание скорости обработки объема накопленных человечеством знаний и введения их в процесс обучения привело к возникновению противоречий в обществе.

Перспективы развития образования можно увидеть, проследив его эволюцию с момента возникновения. Здесь уместно вспомнить слова Гегеля: « ... в педагогических условиях мы узнаем набросанную как бы в сжатом очерке историю образованности всего мира».

Новые неклассические формы образования, так называемые книжно-фронтальные, проводившиеся по учебникам и с участием 20-50 человек, хотя и дали некоторые положительные результаты, все же выявили и обратную свою сторону: утрачиваются индивидуальность и возможность самообразования, игнорируются творческий потенциал, личностные интересы, индивидуальные особенности человека.

Согласно известному закону Мура – объем информации удваивается каждые 10 лет, в следствие чего общество стремительно становится информационным. Однако физические особенности человеческого мозга и его функионально-психологическая перестройка, согласно теории Чарльза Дарвина, происходит в достаточно широких временных рамках. Это обстоятельство ставит ограничения на способностях человеческого мозга впитывать гигантские объемы информации,

93

производить её фильтрацию и осмысливать полезную информацию. В связи с этим традиционные формы обучения постепенно уступают место инновациям в образовательной сфере. Как известно, человек мыслит образами, поэтому для наилучшего усвоения информации и, прежде всего учебного характера, необходимо наиболее широко внедрять современные мультимедийные технологии во всех отраслях знаний.

В современных условиях общество ставит перед образованием задачу предоставить каждому человеку свободный, открытый доступ к образованию на протяжении всей жизни с учетом собственных интересов, способностей и потребностей. При этом необходимо обеспечить каждому желающему возможность адаптироваться к условиям высокоскоростных информационных технологий, подготовиться к возможной смене профессии, к активной самостоятельной деятельности. Уже сегодня современное производство требует от человека максимально широких квалификационных возможностей.

Радикальные изменения в экономической сфере создают обучающемуся, получающему образование в профессиональной сфере, трудности в выполнении графика учебного процесса, а также его участие в экзаменационных сессиях. Естественно, что в таких условиях обучаемый не в состоянии вовремя выполнить учебную программу и может быть отчислен из учебного заведения в связи с неуспеваемостью.

Одной из форм решения этой проблемы является внедрение открытого образования на основе дистанционных технологий. Это прежде всего касается учащихся заочных и вечерних форм образования. Однако и на стационаре уже заметны невооруженным глазом свои трудности.

В современном динамически меняющемся мире происходят процессы глобализации, вызывающие изменение в национальных экономиках и, как следствие, изменении на рынке труда. Парадокс заключается в том, что за время обучения спрос на специалистов данного профиля может на столько измениться, что выпускник останется невостребованным. Это положение прежде всего касается областей техники и технологии в различных отраслях народного хозяйства. Современное гуманитарное и естественно-научное образование, а также изучение иностранных языков должны быть переведены на качественно новый уровень, позволяющий готовить педагогические и научные кадры нового поколения, которые были бы в состоянии на основе современных инновационных и электронных технологий, готовить подрастающую смену, начиная с дошкольных образовательных учреждений, с тем чтобы обеспечить готовность молодого человека, стремящегося получить профессиональное образование различных уровней, сходу воспринимать профессиональные знания и навыки без дополнительной подготовки. В этом заключается тенденция к универсализации.

Исследования ученых, основанные на всестороннем изучении возможностей человеческой памяти, интеллектуальных способностей мыслительной деятельности человека, повлекли за собой развитие новой технологии образования - дистанционного обучения.

Используемые сегодня технологии дистанционного обучения условно можно разделить на три большие категории:

• неинтерактивные (печатные материалы, аудио-, видео-носители); • средства компьютерного обучения (электронные учебники,

компьютерное тестирование и контроль знаний, новейшие средства мультимедиа);

94

• видеоконференции (развитые средства телекоммуникации по аудио-, видеоканалам и компьютерным сетям).

Кейс-технология предполагает комплектацию учебно-методических материалов в специальный набор - кейс, который пересылается учащемуся для самостоятельного изучения. Это не обычные учебники, а тексты лекций, задачники, практикумы, задания для самостоятельной работы, зафиксированные на разных носителях: традиционных бумажных, CD, аудио-, видео-носителях или серверах.

TV-технологии более экстравагантны: речь идет о так называемых телевизионных лекциях. Видеокассеты - уникальное средство для дистанционного обучения практически по любой дисциплине, при этом не требуется больших расходов на тиражирование учебных материалов. Видеомагнитофон получил широкое распространение во всех странах. Видеокассеты используются обычно как компоненты наборов учебных материалов, частично заменяя традиционные лекции.

Наиболее актуальным направлением в области дистанционного образования сегодня являются информационные технологии, которые подразумевают использование широких возможностей Интернет-технологий и последних достижений в области мультимедиа. Интернет обеспечивает доступ к учебно-методическим материалам, а также интерактивное взаимодействие преподавателей и студентов, гарантирует постоянный контакт с учебным центром. Средства оперативного доступа к информации по компьютерным сетям открыли качественно новые возможности для реализации дистанционного обучения. Они активно развиваются в виде электронных учебников и технологий обмена текстовой информацией с помощью электронной почты.

Электронная почта, с экономической и технологической точки зрения, признана наиболее эффективной технологией, которая может быть использована в процессе обучения для доставки содержательной части учебных курсов и обеспечения обратной связи обучаемого с преподавателем. Оперативный доступ к разделяемым информационным ресурсам позволяет получить интерактивный доступ к удаленным базам данных, информационно-справочным системам, библиотекам при изучении конкретной дисциплины. Режим доступа on-line позволяет в течение нескольких секунд при помощи компьютерных систем осуществлять передачу необходимого учебного материала и компьютерных программ из крупных научно-педагогических центров и локальных узлов сети Интернет, общее количество которых в мире превышает 1,25 млн. ед.

Видеоконференции с использованием компьютерных, сетей предоставляют возможность для организации самой дешевой, среднего качества видеосвязи. Данный тип видеоконференций может быть использован для проведения семинаров в небольших (5-10 человек) группах, индивидуальных консультаций, обсуждения отдельных вопросов изучаемого курса. Помимо передачи звука и видеоизображения, компьютерные видеоконференции обеспечивают возможность совместного управления экраном компьютера: создание чертежей и рисунков на расстоянии, передача фотографического и рукописного материала. В США видеоконференции применяются в ходе домашнего обучения. Кроме того, к ним часто обращаются университеты для связи со своими филиалами в разных городах.

Приднестровский Государственный Университет им. Т.Г. Шевченко с 1995 года осуществляет учебный процесс в российском научно-образовательном пространстве в соответствии с государственными образовательными стандартами Российской Федерации. На территории стран СНГ имеется не мало аналогичных Вузов осуществляющих обучение на русском языке и находящихся на значительно

95

расстоянии от образовательных центров России. В этих условиях, внедрение и эффективное использование сетевых технологий в образовательном процессе, дает реальные возможности доступа к научному, учебно-методическому и организационному его обеспечению.

Сегодня, действуют договора о научно-методическом сотрудничестве с такими признанными центрами науки и образования как МГУ им. М.В. Ломоносова, МГТУ «Станкин», МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГГУ им. М.А. Шолохова и др. Это позволило активизировать работу по созданию учебно-методической базы ряда ведущих специальностей университета, собственной информационной системы, представленной центром дистанционного и интерактивного обучения, рядом электронных читальных залов в научной библиотеке. Ведутся работы по созданию мультимедийных учебных и методических пособий. На всех факультетах и институтах назначены ответственные лица за внедрение вышеперечисленных технологий в учебный процесс, осуществляется эффективное взаимодействие между подразделениями университета, научными лабораториями и ведущими учебно-научными центрами России и других стран СНГ.

Важное место в системе электронного обучения всех уровней и форм образования занимает единый информационный электронный центр, имеющий в своем распоряжении электронные базы знаний, состоящие из различного рода учебных и учебно-методических материалов позволяющих студентам и преподавателям активно знакомиться с дополнительным материалом по читаемым дисциплинам, расширяющих кругозор, делающих образовательный процесс интересным по форме и наглядным по содержанию.

С технической точки зрения, применяются технологии спутниковой связи, оптоволоконной связи и проводные ADSL технологии, которые позволяют при наличии соответствующего абонентского устройства обеспечивать доступ как структурного подразделения так и отдельного пользователя к электронным ресурсам образовательной системы. Центром этой системы является электронная библиотека, на основе которой отдел дистанционного обучения совместно с подразделения факультетов институтов и филиалов ведут свою образовательную деятельность, постоянно модернизируя курсовую базу, учитывая последние разработки, как собственных образовательных центров, так и применяя опыт ведущих центров России, Украины и др. Это дает возможность преподавателям, читающим специальные дисциплины, находится постоянно в курсе последних разработок как профессионального, так и методического плана.

Еще одной возможностью подачи учебного материала студентам, зачастую находящимся далеко от Вуза или в силу физического состояния, не имеющего возможность участвовать в очном образовательном процессе, послужит создание интерактивного Интернет – портала, который будет состоять из нескольких частей: непосредственно обучающей, справочной, контрольно-тестовой и информационной. Работы по созданию такого портала, недавно начатые в ПГУ, будут проводиться постоянно до полного охвата всех специальностей и специализаций гуманитарного и естественно-научного направления. Особо важным этот процесс представляется в деле инженерного образования, поскольку в профессиональной области деятельности многих будущих специалистов в последнее время активно внедряются электронные технологии разных уровней, такие как CAD, CAM системы. В этой связи на стадии обучения будущий специалист должен иметь возможность познакомится и получить практические навыки работы с большинством подобных систем.

96

Многие технологические процессы, с которыми должен познакомится будущий специалист, являются материало- и ресурсоемкими, в связи с чем не всегда представляется возможность вузу обеспечить доступ обучающимся к данным технологиям. Здесь выход из положения, на наш взгляд, заключается в широком внедрении программ симуляторов основанных на имитационном моделировании. Это дает возможность обучающемуся получать профессиональные навыки без нанесения ущерба оборудованию в случае неправильных действий, делать повторно работы до полного усвоения материала.

Поскольку Приднестровский Университет является уникальным учебно-научным комплексом, в рамках которого сочетаются различные направления образования от классического, педагогического до медицинского и инженерного, то с появлением новых программных и технических средств открываются более широкие возможности по модернизации образовательного процесса. Эту задачу Приднестровский Университет, считает наиболее приоритетной и перспективной, что отражено в «Государственной программе развития Приднестровского Университета на 2003-2008 годы и на период до 2010 года».

97

Индекс журнала в каталоге агентства «Роспечать» - 72258

Ответственный секретарь редколлегии Горюшкина Т.Н. Дизайн обложки Борисенко Е.В. Свидетельство о регистрации средства массовой информации №01854 от 24.05.94. Выдано Комитетом Российской Федерации по печати

Адрес редакции: 109391, Москва Рязанский пр-т, д.9, ком. 403 Тел.: (495) 170-58-07 Факс: (495) 170-53-45 E-mail: ininfo@mgopu.ru Http:// www.mgopu.ru/ininfo

Сдано в набор 2.04.07 Бумага офсетная

Подписано в печать 20.04.07 Печать офсетная

Формат 70×100 Усл. печ. л. 6 Цена договорная