[ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАТИКА 4’2002
Научно-методический журнал
издается с 1994 года
Издание осуществляется с участием
Академии информатизации образования
Учредители:
Московский государственный открытый
педагогический университет им.М.А.Шолохова,
Институт информатизации образования (ИНИНФО),
Уральский государственный педагогический университет Г л а в н ы й р е д а к т о р Я.А.Ваграменко Редакционный совет:
Игнатьев М.Б. (С-Петербург), Колин К.К. (Москва), Крамаров С.О. (Ростов-на-Дону), Лапчик М.П. (Омск), Каракозов С.Д. (Барнаул), Король А.М. (Хабаровск), Куракин Д.В. (Москва), Лазарев В.Н. (Москва), Могилев А.В. (Воронеж), Найденов И.Н. (Москва), Плеханов С.П. (Москва), Румянцев И.А. (Санкт-Петербург), Сарьян В.К. (Москва), Смольникова И.А. (Москва), Хеннер Е.К. (Пермь) Редакционная коллегия:
Зобов Б.И.(зам. главного редактора, Москва), Жаворонков В.Д. (Екатеринбург), Круглов Ю.Г. (Москва), Нижников А.И. (Москва), Подчиненов И.Е. (Екатеринбург)
СОДЕРЖАНИЕ
КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ
А.П. Декина К вопросу о преемственности содержания школьного и вузовского курсов информатики………………………………………………………………………………… В.Н. Романенко, Г.В. Никитина, Е.А. Кукина Скрытые процессы и скрытая статистика в педагогической информатике………………………………………………….. Р.Р. Сулейманов Внеклассная работа по информатике в школе………………………ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ
П. А. Анисимов, Я. А. Ваграменко, Е. В. Саломатина О синтезе механизма обучения в вузе ………………………………………………………………………………………. Е.И. Мещерякова Информационные технологии в гибких интегрированных системах обучения юридическим дисциплинам…………………………………………….. С.В. Русаков, Н.И. Миндоров Практическое занятие в компьютерном классе как система массового обслуживания………………………………………………………….РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
А.И. Архипова, Т.Л. Шапошникова, А.В. Лаврентьев Типология педагогических программных продуктов и этапы их проектирования………………. Д.А. Донской Эволюционно - генетический подход в создании обучающих систем ……………………………………………………………………………………………………КОНФЕРЕНЦИИ
Информатизация образования на современном этапе Отчетный доклад Президиума АИО ………………………….…………………………………………………………. Б. И. Зобов О совершенствовании деятельности академии информатизации образования……………………………………………………………………………………………. А.В. Могилев Проблемы разработки Интернет-ресурсов для дистанционного обучения………………………………………………………………………………………………… С.В. Поршнев О государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования по специальности «030100 - информатика»……… Б. Е. Стариченко Количественный информационный анализ дидактических систем …………………………………………………………………………………………………… Решение Всероссийской научно-методической конференции “Информатизация образования – 2002”…………………………………………………………………………………. Решение VII ежегодной конференции Академии информатизации образования…. Список членов Академии информатизации образования (АИО), избранных в октябре 2002 г…………………………………………………………………………………………. Решением ВАК Минобразования России от 17 октября года журнал «Педагогическая информатика» включен в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в Российской Федерации, в которых рекомендуется публикация основных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук». (Бюллетень ВАК №1, 2002 г.).
ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАТИКА 4’КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ
А. П. Декина Московский государственный педагогический институт им.Н.К.КрупскойК ВОПРОСУ О ПРЕЕМСТВЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ШКОЛЬНОГО
И ВУЗОВСКОГО КУРСОВ ИНФОРМАТИКИ
Одним из решающих направлений модернизации педагогической системы, как считают педагоги (В.И. Андреев, М. И. Махмутов, Ф.Л. Ратнер и др.), является обеспечение непрерывности, взаимосвязи и преемственности ее уровней.Проблемой преемственности занимались многие ученые, у которых она рассматривалась в различных аспектах (С. М. Годник, И.Я Курамшин, А. Г. Морозов, А.А. Люблинская и др.).
последовательные ступени [1]:
1) начальные классы общей школы;
2) средние классы;
3) старшая ступень общего образования, распространяющаяся на старшие классы общей школы, СПТУ и техникумы;
4) ступень общего образования в высшей школе.
Соблюдение преемственной связи между этими ступенями образования, их согласованность выступает необходимым условием достижения главной цели образования – формирования разносторонне развитой, творческой личности.
Преемственность образования, являясь общепедагогическим принципом, охватывает все стороны учебного процесса: преемственность в содержании образования, преемственность в формах и методах учебной работы.
В настоящее время большое внимание уделяется вопросу преемственности содержания обучения в школе и вузе (Н. М. Гулявская, К. К. Колин, Н. М. Резина и др.). При обучении предметам в вузе необходимо опираться на школьные знания, умения, и в то же время работа в школе должна строиться с определенной перспективной направленностью, с ориентировкой на те требования, которые будут предъявлены выпускникам школ в вузе.
Преемственность предполагает соблюдение последовательности, систематичности, взаимосвязанности и согласованности в содержании образования, которая должна обеспечить по возможности безболезненный переход от одной системы обучения к другой.
По мнению К. Колина формирование структуры, содержания и оптимальной динамики образовательной области “Информатика” для начальной и средней школы представляет в настоящее время наиболее сложную проблему. “Эта область должна представлять собой своеобразную “проекцию” соответствующей образовательной области для высшей школы, быть достаточно хорошо сопряженной с этой областью по структуре, проблематике и терминологии, но в то же время учитывать цели и специфику процессов обучения в начальной и средней школе”[2].
К настоящему времени разработано несколько вариантов содержания образования по информатике (С.А. Бешенков, А.Г. Гейн, К. К. Колин, А.А. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, В. С. Леднев, А.И. Сенокосов, Н. Г. Семакин и др.).
В “Обязательном минимуме содержания образования по информатике” [3] содержание предмета раскрывается через описание его содержательных линий:
информация и информационные процессы, представление информации, компьютер, моделирование и формализация, алгоритмы и исполнители, информационные технологии.
Современный этап развития общества характеризуется изменениями во всех сферах человеческой деятельности. В Национальном докладе РФ на II международном конгрессе «Образование и информатика» (Москва, 1996 г.) отмечено, что именно «через систему образования проходит самый надежный и цивилизованный путь прогресса реформ в развитии общества», причем «одним из важнейших механизмов, затрагивающих все основные направления реформирования образовательной системы России, является ее информатизация».
Отсюда следует, что одной из важнейшей задач подготовки учителей является обучение их использованию новейших достижений научно-технического прогресса, в то числе средств информационных и коммуникационных технологий.
С целью выявления преемственных связей между школьным и вузовским курсом был проведен анализ общеобразовательной дисциплины информатики в педагогических вузах. В государственном стандарте высшего профессионального образования 2000 года для специальностей не физико-математической направленности закреплено изучение информатики в интегрированном курсе “Математика и информатика”. Этот курс предполагает изучение следующих разделов: аксиоматический метод, основные математические структуры, вероятность и статистика, математические модели, алгоритмы и языки программирования, стандартное обеспечение профессиональной деятельности.
Часть вопросов, такие как компьютер и мультимедийные средства, включены в курс “Технические и аудиовизуальные средства обучения” (ТАСО). Курс “Математика и информатика” является тем предметом общеобразовательного цикла, который необходим, чтобы развивать способности студентов к абстракции, к логическому мышлению. Он призван подготовить студентов к применению компьютеров и средств информационных технологий в своей будущей профессиональной деятельности.
Для специальностей физико-математической направленности, но не информатического профиля информатика изучается как отдельный предмет, на который выделяется достаточно много времени. Этот курс состоит из следующих разделов: понятие информации, общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации, технические и программные средства реализации информационных процессов; модели решения функциональных и вычислительных задач; алгоритмизация и программирование, языки высокого уровня; базы данных; программное обеспечение и технологии программирования;
локальные и глобальные сети ЭВМ; основы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну, методы защиты информации, компьютерный практикум. Также часть вопросов информатики изучается в курсе ТАСО. Для специальности «Математика» введен новый курс “Информационные технологии в математике”, который наряду с базовой подготовкой дает будущим учителям математики прочную основу для эффективной профессиональной деятельности.
Приступая к работе со студентами, преподаватель вуза должен ориентироваться на какие-то знания и умения, приобретенные ими в школе.
Преемственные связи между содержанием образования по информатике в общеобразовательной и высшей школе могут быть отражены с помощью схем 1 и 2.
В курсе информатики высших учебных заведений получают дальнейшее развитие все содержательные линии, начатые в школе, особенно линия информационных технологий, которая включает в себя такие направления, как технологии обработки текста, графики, числовой информации, технология хранения, поиска и сортировки информации, компьютерные коммуникации. Недостаточно, на наш взгляд, в школьном курсе информатики отображена линия социальной информатики и в настоящее время разрабатываются программы, где социальная информатика выделена в отдельную содержательную линию (С.А. Бешенков, К.К.
Колин, В.С. Леднев, Н.Г. Семакин и др.) С целью установления готовности к обучению информатике в вузе, авторами было проведено тестирование знаний и умений студентов МГПИ им. Н. К. Крупской.
Тесты были составлены на основе «Оценки качества подготовки выпускников основной школы», рекомендованной Министерством образования Российской Федерации для использования в преподавании курса информатики в основной школе. Тематика тестовых заданий полностью соответствовала содержательным линиям обязательного минимума содержания образования по информатике.
Проверочная работа охватывала наиболее значимый материал всех тем школьного курса информатики. Каждый раздел теста содержал по 4 вопроса, и только раздел «Информационные технологии», вследствие его деления на 5 подразделов, включал в себя 5 тестовых заданий. Полученные результаты отражены в виде диаграммы 1.
В результате тестирования оказалось, что самые плохие результаты обучения показаны по линии представления информации (32,38%), линии информационных технологий (37,38%), линии формализации и моделирования (41,66%). Тогда как, согласно проекту Концепции содержания обучения информатике в 12-летней школе, роль именно этих линий будет усиливаться [4,с.20].
В чем же причины столь низких показателей готовности студентов к изучению информатики в высшей школе? Основной из них, на наш взгляд, является недостаточное техническое и методическое обеспечение учебного процесса в школе. Специфика пединститута такова, что почти половина студентов – выпускники сельских школ, в которых существует проблема плохой обеспеченности квалифицированными кадрами. И как видно из диаграммы 2 студенты, окончившие сельские школы почти по всем разделам проверочной работы показали меньшие результаты по сравнению с выпускниками городских школ.
% выполнения работы Немаловажную роль в качестве подготовки выпускников школ играет и то сколько лет изучали дети информатику и изучали ли ее вообще. Проведенное исследование по этому вопросу показало что, информатику в школе не изучали 6% студентов, 1год изучали 12% студентов, более двух лет – около 15%, большинство – 66% – изучали информатику 2 года в10-11классах.
Результаты проверочной работы, показанные этими категориями студентов показаны на диаграмме 3.
В тех школах, где преподавание информатики не ведется по каким-либо причинам, или ведется, но не на достаточно качественном уровне школьникам можно рекомендовать получать образование по предмету через различные виды дополнительного образования, самообразования. Так, при анкетировании студентов выяснилось, что около 12% опрашиваемых посещали компьютерные курсы, примерно 8% имеют дома свой компьютер. При этом, естественно повысилась доля выполненных заданий проверочной работы – 52,56% и 59,72% соответственно, что значительно превышает средний результат всех студентов (46,3%). Исходя из этого, можно сделать вывод о необходимости повсеместного, особенно в сельских школах, развития системы дополнительного образования.
Проведенное диагностирование знаний студентов по информатике показало, что они, в большинстве своем, не обладают достаточными знаниями, необходимыми для интенсивного и успешного освоения курсов информационного цикла.
Для улучшения подготовки будущих первокурсников к обучению в вузе, на наш взгляд, необходимы следующие условия:
1) установление связи вуза со школами региона;
2) корректировка школьных программ информатики с учетом требований вуза;
3) проведение совместных семинаров учителей и преподавателей вузов;
4) обсуждение вопроса преемственности на научно-практических конференциях.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что проблема преемственности содержания образования по информатике в системе «школа-вуз» существует, актуальна и является одной из наиболее важных на современном этапе.
1. Леднев В.С. Содержание образования: Учеб. пособие.–М.:Высш.ш.,1989.
2. Колин К.К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика»//ИНФО. 2000.№10.
3. Оценка качества подготовки выпускников основной школы по информатике/ А.А Кузнецов, Л.Е. Самовольнова, Н.Д. Угринович. -М.: Дрофа, 2000.
В.Н. Романенко, Г.В. Никитина Санкт-Петербургское отделение Академии информатизации образования Е.А. Кукина Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет
СКРЫТЫЕ ПРОЦЕССЫ И СКРЫТАЯ СТАТИСТИКА
В ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАТИКЕ
Понятие скрытых процессов применительно к педагогике сформировалось не очень давно. Оно независимо было описано сразу несколькими авторами. По этой причине вопросы о приоритете в изучении этой проблемы не имеют особого смысла.В русскоязычной литературе первое подробное описание скрытых педагогических процессов без точного выделения нового термина было, пожалуй, сделано в нашей работе [1]. Несмотря на большие сроки после выхода этой работы, в России до настоящего времени этот термин пока ещё широкого распространения не получил. В зарубежной литературе для скрытых процессов «hidden processes» применительно к педагогике используется специальное выражение: «hidden curriculum». Для оценки распространённости этого понятия полезно воспользоваться данными Интернета.
Поиск по запросу «скрытые процессы» с помощью поисковмка Рамблер в Рунете дает сведения о нескольких сотнях ресурсов. В то же время поиск по запросу «hidden procrsses» с помощью англоязычной машины Alta Vista даёт адреса нескольких сот тысяч ресурсов. При этом в их числе оказывается большое число чисто математических работ, например, по марковским цепям, и работ из других отраслей науки и техники. При сужении тематики поиска — запрос: «скрытые педагогические процессы» для Рунета и запрос «hidden curriculum» для англоязычного Интернета соотношение в количествах адресов ресурсов сохраняется. В Рунете практически нет сведений о ресурсах, посвящённых скрытым педагогческим процессам. В англоязычном же Интернете их оказывается свыше 46 тысяч. Мы не приводим здесь данных полученных при аналогичных запросах с использованием других поисковых машин и машин, работающих на других языках, т.к. общее соотношение количества адресов ресурсов по таким же или же схожим запросам в России и на Западе остаётся практически тем же самым. Это связано как с большим объемом ресурсов западного Интернета, так и с тем, что в русскоязычной педагогической литературе формирование чёткого понятия «скрытые процессы» всё ещё находится в начальной стадии.
Учитывая слабую распространённость термина в России, позволим себе дать его краткое объяснение. Любой учебный процесс на самом деле имеет две составляющие. Одна из них — это целенаправленное получение знаний, умений и навыков в соответствии с целями и задачами каждого конкретного учебного предмета. Эта составляющая направляется учебными планами, паспортами специальностей и другой аналогичной документацией. Для реализации этой составляющей обучающийся должен овладеть дополнительной важной группой навыков. Так, при работе в лаборатории по любому учебному предмету необходимо освоить умения вычисления погрешностей, построения графиков и таблиц. Для написания курсовой и дипломной работы надо не только научиться находить нужную литературу, но и правильно оформлять записи и библиотечные карточки, знать правила цитирования, представлять принципы библиотечно-библиографических классификаций. Перечень умений подобного типа легко продолжить. Именно они и формируют вторую составляющую учебного процесса. Большая часть соответствующих знаний, связанных со второй составляющей, формируется не в процессе целенаправленного обучения в виде лекций и практических занятий, а возникает в результате практической работы. Не трудно понять, что многие из возникающих подобным образом умений и навыков имеют межпредметный характер.
Если в западной литературе основное внимание уделяется изучению подобных процессов, то в работах российских авторов, несмотря на их малочисленность, делаются попытки целенаправленно управлять этим процессом (см. нашу англоязычную работу [2]). Естественно, что строго одназначного определения понятия «скрытый педагогический процесс» не существует. Некоторые варианты его фомулировок, взятые из статей разных авторов, можно найти по адресу: http://www.sociology.org.uk/tece1tl1.htm. Более обширные материалы можно найти в [3]. Обзор данных по этой проблеме можно также найти в статье [4]. Мы позволим себе ограничиться этими цитатами в силу того, что соответствующая литература в России трудно доступна. Отметим также, что под скрытыми учебными процессами часто расширительно понимают все знания и умения, которые получены обучающимся вне учебного процесса. т.е. из радио, книг, телевидения и т.д. В этом смысле действие скрытых процессов связано с любыми расхождениями процесса регулируемого учебным планом, и реально достигнутыми результатами.
Одной из двух задач этой работы является выяснение особенностей скрытых учебных процессов при использовании компьютерных обучающих технологий, т.е. в области педагогической информатики. Это связано как с межпредметностью компьютерных методов обучения, так и с некоторыми особенностями самого обучения информатике. Любой студент, работающий, например, с компьютерной тестовой или обучающей программой, поневоле знакомится с основными клавишами и командами компьютера. При организации поиска информации в электронных сетях ему надо ознакомиться с основными операторами булевой алгебры и рядом других простейших понятий математической логики. Обычно этот процесс освоения этих сведений достаточно хаотичен и его результаты в широком плане плохо предсказуемы. Задачей педагога или же автора обучающей программы является незаметное введение в круг рабочих задач, стоящих перед обучающимся, заранее продуманных ситуаций, которые способствуют формированию нужных умений в процессах скрытого их освоения. Возможности соответствующих обучающих технологий проявляются и в другом плане. Так например, хорошо известно, что для специалиста практически любого профиля важно уметь правильно строить графики, создавать различные таблицы и диаграммы. Эти умения всегда формируются в скрытых процессах. Роль педагога при этом обычно сводится к указанию на ошибки в реальной учебной работе. Примером таких ошибок является, например, неудачный выбор масштаба графика, неправильный отбор и группировка сведений для таблиц и многое другое. Никаких специальных заданий того плана на занятиях обычно не предусматривается. Поэтому соответствующие навыки, приобретаемые обучающимся, обычно неполны, а их набор индивидуален. Очень трудно представить преподавателя, который мог бы во время занятий уделить достаточное внимание целенаправленному обучению навыкам оптимального создания соответствующих изобразительных средств. Этому препятствуют и временные ограничения, и трудности, связанные с необходимостью многочисленного перестроения одних и тех же материалов с целью поиска оптимальных форм их представления. В то же самое время создание компьютерных обучающих программ, позволяющих перестраивать, в частности, графики в разных масштабах, не представляет никаких серьёзных проблем. Использование подобных программ при практической работе позволяет воздействовать на формирование оптимальных умений в скрытых обучающих процессах. Трудности, встающие на пути реализации этих приёмов, связаны с межпредметностью умений, что заставляет очень строго согласовывать учебные задания по разным учебным дисциплинам, обычно преподаваемым к тому же разными кафедрами.
Одна из трудностей процесса обучения математизированным дисциплинам связана с тем, что в процессе обучения, как решению задач, так и выполнению практических заданий, является то, что обучающиеся уделяют основное внимание самому процессу решения. В то же время в будущей практической работе значительно более важно уметь правильно оценить границы используемых приближений, граничные и начальные условия и т.д. Формирование таких умений в результате скрытых процессов идёт, обычно, с большим трудом. Оно также часто отличается значительным несовершенством. В то же время использование компьютерного моделирования позволяет легко влиять на различные условия виртуального эксперимента и способствует неосознанному, но важному.
формированию нужных умений. Для этих целей нами, в частности, была с успехом использована компьютерная программа для моделирования работы по измерению вязкости жидкостей. В сочетании с традиционной работой, которая выполнялась на предшествующем занятии, это позволяло заложить основу формирования необходимых умений. Несколько пар таких работ, выполняемых в лабораториях по разным учебным дисциплинам, позволяют целенаправленно оптимизировать процесс формирования нужных умений, в скрытых педагогических процессах.
Не следует думать, что скрытые процессы формирования умений при использовании компьютерных педагогических технологий всегда приводят к положительным результатам. Приведём пример формирования неправильных представлений, хотя в практической работе такие ситуации крайне редки. Как известно, все компьютерные программы широко используют англоязычную терминологию. Это способствует запоминанию учащимся новых слов английского языка и, в общем. полезно. Однако, в компьютерной терминологии английские слова часто используются в нестандартных смыслах, а их перевод в русскоязычных версиях программ нередко несовершенен. Во избежание закрепления подобных неправильностей в словаре обучающегося, педагог должен уделять специальное внимание этой проблеме и периодически проводить необходимые тестовые проверки.
Рассмотрим теперь вопросы о скрытой статистике, связанной с процессами педагогической информатики. Хорошо известно, что компьютерные обучающие программы позволяют вести скрытую статистику процесса обучения. При этом выясняется на какие вопросы студенты чаще всего дают неправильные ответы, устанавливается корреляция между тем или иным преподавателем и теми ошибками, которые чаще всего допускают обучающиеся у него студенты, и многое другое. Никаких специальных технических трудностей при создании таких программ не возникает. Вопрос об их реальном применении лежит скорее в этической или даже юридической плоскости, а не в плоскости программирования. Мы хотим, однако, обратить внимание на несколько другие статистические моменты педагогической информатики. Они связаны с применением счётчиков посещений педагогических ресурсов. Многие библиотечные каталоги часто указывают не только число посещений каталога, но и дают распределение числа посещений по адресу каждого конкретного ресурса. Рунет в настоящее время заполнен большим количеством учебных ресурсов: конспектами лекций, упражнений и тому подобными материалами. Очень многие ресурсы предназначены практически для одного и того же круга пользователей. В то же время разброс этих материалов по их качеству и понятности весьма велик. Сравнение числа посещений каждого из таких ресурсов позволяет оценить их реальную ценность, что весьма важно для организации учебного процесса, особенно в его дистанционном варианте. Полезно оценивать и время работы посетителей с каждым конкретным ресурсом. Польза такой статистики, организация которой не представляет принципиальных сложностей, достаточно очевидна.
1. Никитина Г.В., Романенко В.Н. Формирование творческих умений в процессе профессионального обучения. — СПб.: Изд-во С-Петербургского университета, 1992. 168 с.
2. Abramovich S., Nikitina G., Romanenko V. — Herald of Education and Scincies Development of North-East Branch of RussianAcademy of Natural Sciences. 2002.
Special Issue.
3. Margolis E. (Editor) The Hidden Curriculum in Higher Education — NY, Routlage, 2001. 238 p.
4. Abramovich S., Brouwer — Journal of Mathematical Education in Science and Technology (To be printed).
Р. Р. Сулейманов Башкирский государственный педагогический университет, ср.школа №104 г. Уфы
ВНЕКЛАССНАЯ РАБОТА ПО ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ
Задачи внеклассных занятий по информатике, программированию, информационным технологиям и архитектуре ЭВМ и сетей Воспитание ответственного отношения к учебе, интереса к занятиям, увлеченности наукой проводятся в основном на уроке. Но учитель ограничен школьной программой и временем (1 час в 10 и 11 классах отведенных в программе капля в море). Удовлетворение запросов и интересов школьников, развитие их склонностей и дарований, поддержание устойчивого интереса к предмету, воспитание увлеченности наукой осуществляется в значительной степени через внеклассную работу.В задачи внеклассной работы по информатике входит:
• Углубление знаний учащихся теоретических основ информатики, программирования, изучение архитектуры ЭВМ и сетей, знакомство и работа с программным обеспечением.
• Популяризация и знакомство достижений в области информационных • Привитие учащимся навыков работы с компьютером и программным обеспечением, интереса к исследовательской работе.
• Воспитание интереса к чтению как обычной, так и электронной научнопопулярной литературы, формированию умений и навыков в работе с ними.
• Популяризация знаний среди остальных учащихся школы.
•
Работа в кабинете информатике.
• Профессиональная ориентационная работа с учащимися.
Внеклассные занятия оказывают положительное влияние и на классные занятия, так как учащиеся, члены кружков, более тщательно, углубленно изучают учебный материал, читают дополнительную литературу, осваивают работу с компьютером. Внеклассные занятия провоцируют и самостоятельное изучение основ информатики и вычислительной техники.
Особенности внеклассной работы по информатике По сравнению с классно-урочной формой внеклассная работа по информатике имеет ряд особенностей.
1. По своему содержанию она строго не регламентирована государственной программой. Однако на внеклассных занятиях материал предлагается в соответствии со знаниями и умениями учащихся. Это означает, что при подборе заданий и материала для внеклассных занятий непосредственная связь с уровнем подготовки учащихся желательна, но не обязательна. Надо исходить только от общего уровня развития учащихся.
2. Если уроки во всех отношениях планируются на 45 минут (90 минут, если уроки спаренные), то внеклассные занятия в зависимости от содержания и формы проведения могут быть рассчитаны и на 5-10 минут (занимательные переменки), и на 1,5-2 часа.
3. Если классно-урочная форма требует постоянного состава учащихся, объединенных в коллектив по возрастному признаку, с учетом микрорайона жительства, то для внеклассной работы учащиеся данной школы могут объединятся в группы, обучаясь либо в одном и том же классе, либо в разных классах; при этом группы создаются на добровольных началах.
Состав учащихся, даже при наличии одной и той же формы внеклассной работы, может меняться.
4. Внеклассная работа характеризуется многообразием форм и видов:
групповые занятия, викторины, вечера, олимпиады, кружки, заочные и дистанционные формы обучения.
5. Особенностью внеклассной работы по информатике является занимательность предлагаемого материала либо по содержанию, либо по форме, более свободное выражение своих чувств во время работы, более широкое использование игровых форм проведения занятий и элементов соревнования на них.
6. Другой особенностью внеклассной работы по информатике является оснащенность кабинета информатики соответствующим техническим оборудованием: наличие достаточного количество компьютеров, соответствующих современному уровню развития вычислительной техники;
наличие периферийных устройств (принтеров, сканеров, техническую поддержку систем мультимедиа); наличие локальной и глобальной сети;
наличие научной и научно-популярной периодической и обычной 7. Немаловажным фактором внеклассной работы по информатике является перспектива развития информатики и информационных технологий, которое предполагает использование компьютеров в профессиональной деятельности в будущем, так и в обычной, повседневной деятельности уже Однако внеклассная с классно-урочной имеет общие черты.
1. В обоих видах работы в процессе обучения школьников соблюдаются одни и те же дидактические принципы: научность, сознательность и активность учащихся, наглядность, индивидуальный подход, связь обучения с 2. Оба вида работы как две части единого учебно-воспитательного процесса не только содействуют формированию знаний, умений, навыков, но и подготовки будущего гражданина способного свободно ориентироваться в обществе с высоко развитыми информационными технологиями.
Формы внеклассной работы по предметам в школе разнообразны. Накоплен огромный опыт внеклассной работы по различным дисциплинам. Умелое использование богатого опыта внеклассной работы по различным учебным дисциплинам с использованием специфики предмета информатики обеспечат успех проведения внеклассных занятий по информатике. Формы внеклассной работы классифицируются по разным признакам: по охвату учащихся, по времени проведения, по систематичности, по дидактической цели и т. д. По систематичности можно выделить эпизодические внеклассные мероприятия и постоянно действующие внеклассные организации (работающие по крайней мере в течении учебного года).
К первому виду относятся:
Подготовка и проведение школьных олимпиад по информатике; участие в районных, городских олимпиадах.
Выпуск стенной печати.
Проведение викторин, вечеров, КВН по информатике Проведение тематических конференций и семинаров по информатике.
Ко второму виду внеклассных занятий относятся:
Разнообразные по формам, задачам кружки по информатике.
Школьные научные общества.
Организация различных форм заочного и дистанционного обучения учащихся.
Приведенное деление внеклассных мероприятий, как свидетельствует практика школ, имеет условный характер: в живой внеклассной работе нередко одни формы порождают другие, переходят в новые формы, разветвляются на несколько новых форм. Например, хорошо работающий кружок может выступить организатором вечера или инициатором выпуска стенной газеты по информатике.
Индивидуальная работа есть во всех видах внеклассных занятий, она может выражаться в чтении литературы, в подготовке к выпуску на вечере, конференции, подготовке материала к викторине, обучение в заочных или дистанционных школах и т. д.
Массовая работа выражается в проведении вечеров, конференций, в проведении конкурсов и олимпиад.
Работа кружков по информатике является основной формой внеклассных занятий по информатике, по содержанию связана с изучением курса информатики (архитектура ЭВМ, алгоритмизация и программирование, информационные технологи, сетевой университет).
В сетевой университет принимаются индивидуальные и коллективные ученики. Учитель и курируемый им детский коллектив образуют в рамках курсов активный школьный сетевой узел – команду, которая связана с куратором университета и другими командами в едином информационном пространстве. Эта связь крепится активной совместной деятельностью. Основной канал связи – электронная почта.
Любительским объединением, клубом по интересам является организованная форма общественной самодеятельности учащихся, созданная на основе добровольности, общих творческих интересов и индивидуального членства участников с целью удовлетворения многообразных духовных запросов и интересов учащихся в свободное время. ( Положение о любительском объединении, клубе по интересам. Информатика и образование. 1987. №2.) Деятельность объединения может осуществляется по следующим основным видам: познавательная, пропагандистская, учебная, поисково-исследовательская, художественно-творческая, развлекательная. В соответствии с Положением о любительском объединении, клубе по интересам и наличием материальнотехнической базы школы можно организовать разнообразные формы как по содержанию так и по организации работу клубов по интересам по информатике.
Олимпиады возникли в Древней Греции как состязания в ловкости, силе, красоте. Первая олимпиада состоялась в 776 г. до н.э.
Различного рода состязания проводились не только в спорте. Хорошо известна любовь к состязаниям в решении задач как на Руси, так и во многих других странах мира.
В России конкурсы по решению задач начали проводиться с 1886 г. Первая олимпиада по программирования была проведена в 1980 г. С тех пор олимпиады по информатики проводятся ежегодно. Предметные олимпиады проводятся в несколько туров, в основном: школьные, районные, городские, республиканские, общероссийские. Завершаются олимпиады международными предметными олимпиадами.
Одной из целей проведение олимпиад является развитие интереса учащихся к предмету, привлечение учащихся к занятиям в кружках. Другая цель – выявление учащихся имеющих склонности к данному предмету и развитию их способностей.
Несмотря на то что олимпиады по информатике аналогичны по своей сути всем другим предметным олимпиадам, тем не менее организация и проведение их с технической точки зрения значительно сложнее. Во первых, требуется достаточно большое количество персональных компьютеров; во-вторых, необходимо соответствующее программное обеспечение: в-третьих, вся техника и программное обеспечение должны бесперебойно функционировать; и последнее, составление задач, проведение олимпиады и проверка работ участников намного сложнее и могут быть осуществлены только квалифицированными специалистами в области информатики и вычислительной техники.
Проведение всех олимпиад предполагает соответствующую подготовку учащихся. Поэтому в каждой школе должны работать предметные кружки. Также систематически должна проводиться индивидуальная работа с наиболее сильными, одаренными учащимися. Для проведения олимпиад создаются оргкомитет и жюри.
Они обеспечивают всю подготовительную работу, предшествующую непосредственно проведению олимпиады, обеспечивают подбор заданий для проведения соревнований, проверку работ участников, присуждают призы. При подборе заданий для проведения олимпиады целесообразно придерживаться такого принципа, при котором часть заданий должна быть посильна для большинства участников. Такие задания вселяют уверенность в силы большинства участников олимпиады, не отпугивают их от занятий информатикой.
На сегодняшний день школьные олимпиады по информатике проводятся по программированию и также по информационным технологиям При подборе заданий можно использовать материалы опубликованные в журналах “Информатика и образование” и газетах “Информатика” и других изданиях.
После проведения школьной олимпиады по информатике следует провести вечер по подведению итогов олимпиады.
В лекторий объединяются ребята, интересующиеся лекторской работой и хорошо знающие информатику. В их задачу входит разработка плана лектория, подготовка лекций на различные темы, с привлечением компьютера и других технических средств.
Члены лекторской группы начинают готовить сообщения с подбора и изучения литературы, составления плана лекций, затем записывают текст, выучивают его, репетируют свое выступление перед учителем, членами кружка.
Лекторская группа выступает на занятиях кружка, конференциях и других внутри школьных мероприятиях. В качестве лекторов можно пригласить преподавателей вузов, специалистов.
Привить учащимся любовь к научной и технической литературе, научить их пользоваться литературой, пожалуй, это самое ценное, что может дать учитель своим ученикам во внеклассной работе. Как же руководить внеклассным чтением учащихся? Прежде всего надо позаботиться о том, чтобы в кабинете информатике и школьной библиотеке была необходимая литература, как периодическая так и непериодическая. Примерами периодических изданий являются “Информатика и образование”, приложение к «Первому сентябрю» - “Информатика”, “Компьютер в школе”, “Компьютерра”, “Мир ПК”, “Компьютер пресс” и др. Комплектование непериодической литературы зависит от тех задач, которые ставит учитель перед собой. Комплектованием библиотеки и кабинета информатики этой литературой учителю надо заниматься настойчиво и систематически.
В кабинете информатики должны быть вывешены списки доступной литературы, рекомендуемой для дополнительного чтения по отдельным темам, списки литературы для подготовки рефератов, списки литературы для подготовки к экзаменам, в первую очередь той которая есть в школьной и районной или городской библиотеках.
Интерес к научной, научно-популярной, технической литературе у учащихся повышается, если учитель систематически использует в учебной работе дополнительную литературу, делает на уроках ссылки на отдельные книги и журналы, зачитывает отрывки из них. Следует всячески поощрять учащихся, использующих материал, взятый ими из книг и журналов и газет.
При планировании конференций создается комиссия по подготовке к конференции, которая подбирает литературу и оформляет книжную выставку, распределяет доклады, составляет и оформляет текст объявлений. Над каждым докладом работают 2-3 человека. Один из них готовит текст доклада, второй программное сопровождение доклада, третий подбирает иллюстрации, чертежи. Все вместе подбирают литературу для выставки.
При подготовке к конференции следует:
• наметить вопросы, которые будут предметом обсуждения, и своевременно довести их до сведения участников;
• помимо выбранной книги рекомендовать другие книги, соответствующей тематике, добавить новые факты;
• обеспечить учащихся необходимым количеством книг.
Порядок проведения конференций может быть таким:
• Вступительное слово учителя с указанием, почему выбрана именно эта тема для обсуждения.
• Выступление учащихся, компьютерный эксперимент или демонстрация.
• Заключительное слово учителя.
Конкурсы играют очень важную роль во внеклассной работе, так как с их помощью вносится элемент соревнования, возбуждается интерес к предмету.
Конкурсы могут входить составной частью в массовые мероприятия и могут быть отдельным самостоятельным мероприятием. Существуют разные виды конкурсов:
викторина, эстафета, аттракционы, КВН.
Учебный проект достаточно широко используется при изучении различных тем и курсов информационных технологий. Проектная форма (нелинейная технология обучения) несовместима с задачей последовательного (линейного) изложения материала, требующего пошагового овладения научными понятиями от простых к все более сложным, логически последовательным прохождением тем курса, чаще всего построенное в форме “лекция – практикум”. Главной особенностью учебных проектов является проблема постановки учебных целей и задач по предметной области, которые позволяют преподавателю формировать путь их достижения, предложить необходимый инструментарий, методический материал, инструкции, опыт. Проектная деятельность учащихся требует достаточно длительного времени. Поэтому целесообразно использовать учебные проекты во внеклассных занятиях по информатике как в индивидуальной так и в коллективной форме обучения..
Основные этапы нелинейной технологии обучения:
• Постановка задачи.
• Обзор источников по предметной области (обзор литературы).
• Выбор и освоение инструментов познания.
• Планирование графика выполнения проекта.
• Выполнение работ по проекту.
• Анализ результатов, выводы по проекту.
• Систематизация и обобщение собственных знаний по данной предметной Несмотря на сегодняшнее обилие научной, научно-популярной литературы и периодических изданий, стенная печать не утратила свой роли в школе. Конечно, компьютер внес свои коррективы в подборе и подготовке материала и выпуска стенной печати, однако цели и задачи стенной печати остались прежними и то, о чем пойдет речь для многих учителей не является чем, то новым, многие из них довольно давно и успешно используют силу стенной печати. Хотелось просто еще раз обратить на внимание на этот вопрос, ведь иногда в погоне как нам кажется решением более важных задач, мы упускаем вполне доступный и важный момент организации внеклассной работы.
Под умелым руководством учителя стенная печать является важным фактором, организующим и направляющим жизнь школьников. Стенная печать в школе традиционно осуществляется в виде стенных газет, календарей, бюллетени, викторины, информационных листков и др. Опыт показывает, что хорошо составленная и интересно оформленная стенная печать в течении ряда дней привлекает многих читателей; нередко стенная печать читается с тетрадкой и карандашом в руках. Стенная печать будет и поддерживает интерес к предмету, дает материал для размышлений в часы досуга, выступает организатором школьных мероприятий – викторин, олимпиад, кружков, освещает основные направления деятельности школы по предмету, отмечает знаменательные события и факты, направляет индивидуальную деятельность учащихся по предмету.
Организаторами выпуска стенной печати могут являться предметные кружки, отдельные инициативные классы и даже группы учащихся, проявивших инициативу.
Каждый номер выходит при ближайшем участии учителя. Стенная печать накладывает определенные требования к подбору материала: он должен быть полезным, интересным и доступным для широкого круга учащихся (даже для тех кто и не изучает пока предмет). Как правило, в стенной печати находят место задачи повышенной трудности, занимательные задачи, головоломки, загадки, ребусы, кроссворды, освещение одной конкретной темы или вопроса, обзор новинок литературы и аннотация к интересным материалам, к примеру в рубрике ”По страницам журнала “Информатика и образование”.
Выпуск стенной печати осуществляется редколлегией (постоянной, если выпуск осуществляется членами предметного кружка или временной, которая организуется специально для выпуска очередной стенной печати). В ходе подготовки стенной печати указывается тема и срок выпуска, планируются рубрики, тематики статей и конечно название и девиз Название газет может быть постоянной, если выпуск осуществляется одной редколлегией. В газете могут быть следующие рубрики:
1) Наш календарь. Краткое сообщение по истории развития информатики и вычислительной техники.
2) Новые информационные технологии. Новинки компьютерной техники, программного обеспечения.
3) Информатика в лицах, освещающее биографию и научную деятельность выдающихся людей внесших вклад в становление и развитии информатики и вычислительной техники.
4) Наш словарь. Объясняются смысл и происхождение предметных терминов.
5) Информатика в нашей школе (о работе предметных кружков, о предстоящих или прошедших мероприятиях).
6) За страницами учебника (список статей, опубликованных в научнопопулярных изданиях по различным тематикам.
7) Готовься к экзаменам. Приводятся примерные вопросы и задачи к выпускному экзамену по информатике. Приводится перечень дополнительной литературы для подготовки к экзамену.
8) Выбирай профессию. Рассказы о профессиях связанных с информатикой и компьютерами. Приводятся примерные вступительные тесты и билеты с ответами и решениями по информатике.
9) Программисты и информатики шутят. Элементы юмора и веселья вносят в стенную печать здоровый задор и подстегивают интерес к самой стенной печати и непосредственно к предмету информатике и научным дисциплинам смежную с ней.(К примеру можно использовать материалы “Веселых уроков” из “Информатики и образование” №5 1987, №2. 4 1988 и др.) Следует особо обратить внимание на оформление, снабдить хорошими и веселыми иллюстрациями. Примеры, которых можно взять из ранних журналов “Информатика и образование”.
популизировать и направлять на более глубокое изучение предмета. Материал подбирать можно из научных книг, журналов, газет, собирая его в отдельные папки или конверты, что облегчит подготовку номеров стенной печати.
ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ
П. А. Анисимов, Я. А. Ваграменко, Е. В. Саломатина Приднестровский госуниверситет, Академия информатизации образованияО СИНТЕЗЕ МЕХАНИЗМА ОБУЧЕНИЯ В ВУЗЕ
Механизм обучения (МО)- это множество (классификационная группа) методов, способов и средств обучения, которое обеспечивает достижение поставленных целей.МО является одним из компонентов механизма деятельности ВУЗа, занимает в нем центральное место, взаимодействует с механизмами административноорганизационного, экономического, правового, социально- психологического и других видов управления.
В данной работе обсуждаются некоторые подходы формализации МО с целью построения его логической модели.
Необходимость в синтезе такой модели связана с задачами компьютеризации и информатизации ВУЗа.
Компьютеризация – это построение технического комплекса (ТК), включающего в себя парк ЭВМ и периферийных устройств, корпоративные системы управления и обучения, интегрированные множества проблемно- ориентированных систем (ПОИС) различного назначения и компьютерные сети: учебно-образовательные, исследовательские, административные и т.д. с выходами в территориальные и отраслевые сети, а также в Интернет. Иначе говоря – это индустриализация учебнообразовательных процессов (УОП) и организационных структур, реализующих УОП.
Информатизация- это создание и использование информационного и абстрактных (модельных) пространств, позволяющих активным элементам (административный и профессорско-преподавательский состав, контингент студентов) реализовать свои основные и вспомогательные функции. Абстрактные пространства (в т.ч. информационное) являются ресурсами административных и учебных органов, не менее важными, чем финансовые, материальные и другие виды ресурсов. Совокупность абстрактных пространств и учебно-образовательных процессов с множеством определенных на них отношений (связей) далее отождествляется с термином информационно-образовательное пространство (ИОП).
ИОП – это модель реального RW и среда виртуального VW мира [1]. В среде VW может возникнуть и эволюционировать искусственная жизнь от своих простейших форм, представленных в настоящее ее время, например, вирусами, агентами, генетическими алгоритмами, к сложным виртуальным “существам” (компьютерным роботам), их популяциям, организациям и сообществам. В этом плане ВУЗ 21 века- это органическое соединение взаимодействующих между собой миров RW (естественная жизнь) и VW (искусственная жизнь).
Мир RW формируется по законам, свойственным организационным системам.
Он не проектируется, создается, обретает свою миссию, традиции, стратегию, тактику, концептуальную модель и далее развивается по законам эволюции и под воздействием внешних и внутренних управленческих решений.
В отличие от него мир VW возникает в результате проведения крупных терминальных операций по компьютеризации и информатизации и в силу этого не может не базироваться на соответствующих проектах и лежащих в их основе прикладных исследованиях. Основными объектами этих исследований, повидимому, должны быть описания ТК и порождаемого им ИОП в различных аспектах:
логическом, структурном, техническом, программно-математическом и т.д., с целью их рациональной организации и использования. Методологической базой составления описаний является системный подход в его различных модификациях, таких, как например, функциональный, структурно-функциональный, ресурснофункциональный и др., а аппаратной базой- системный анализ.
Механизм обучения и учебно-образовательный процесс Одной из центральных задач синтеза ИОП является логическое описание учебно-образовательного процесса.
Учебно-образовательным называется процесс V(t), описываемый совокупностью абстрактных пространств и алгоритма А, схема которого эквивалента некоторой алгоритмической схеме Ash.
Алгоритмическую схему Ash назовем логической моделью V(t).
Построение какой-либо Ash, удовлетворяющей заданным ограничениям D, называется логическим синтезом V(t).
Пусть Мsh={Ash} – множества допустимых Ash и Y=Y(Ash)- некоторый функционал, зависящий от Ash или ее характеристических показателей.
Тогда задача:
называется задачей оптимального синтеза логической модели процесса.
Прагматические аспекты V(t) связаны с двумя предположениями:
1.V(t) -это информационный процесс приобретения знаний целеустремленным объектом [1];
2. V(t) – это компонент механизма обучения Мо.
Первое предположение приводит к динамическим моделям, таким как, например, модели обучения и обучаемости, второе - к структурам логических моделей и их компонентов, а также к задачам анализа V(t), позволяющим исследовать стратегии и тактики обучения.
Пусть М= - некоторая модель для оценки эффективности V(t) (U(,t)- управление, К()-критерий эффективности, - множество варьируемых параметров) и R()- множество решений модели М.
Задачей анализа называется исследование свойств, решений R() модели М и определение К(). Более общие задачи анализа, по-видимому, можно сформулировать как качественные.
В общем случае задачи анализа и синтеза представляются чрезвычайно сложными. Поэтому требуется их упрощение. Оно заключается в построении деревьев декомпозиции для и Ash. Естественными уровнями таких деревьев являются стратегический, тактический, оперативный и процессуальный.
Для каждого уровня формируется: упорядоченный набор целей, оценочные критерии и механизмы деятельности, включающие сценарии управления, поведения и развития ситуаций. Каждый предыдущий уровень является обобщением УОП нижележащих уровней, а каждый последующий- декомпозицией непосредственно связанного с ним предыдущего уровня. Элементы деревьев и связи позволяют выделить и определить различные логические системы, например, целевую, сценариев и т.д.
На нижнем (процессуальном) уровне представляет собой множество ресурсов (данных, знаний, моделей, технологий и т.д.), использующихся в интересах определенных локальных процессов обучения. В качестве базового локального процесса обучения можно рассматривать изучение какой –либо конкретной учебной дисциплины. Этот процесс поддерживается ПОИС, состоящей при ее логическом описании из четырех базовых структур: обучения, знаний, научных исследований и управления [1], связанных через компьютерные сети с электронными библиотеками, региональными и планетарными источниками информационных ресурсов и знаний.
Базы данных и знаний, в которых сосредоточен информационный фонд, могут быть многомодельными. Например, информационно –методическая база состоит из двух частей: содержательной и формализованной. Первая ассоциируется с множеством текстов, хранящихся в документальной базе, вторая- с набором педагогических моделей знаний (термин из [2]), фиксируемым в документально-фактографической базе. Обе базы связаны между собой, в том числе через общий интерфейс и справочную базу. Последняя может быть дескрипторной системой или системой искусственного интеллекта. Логически и физически все три системы представляются как единое целое.
Логическая модель МО на этом уровне с точностью до обозначений отождествляется с аналогичной моделью УОП, т.е. с Ash, и может быть представлена двухуровневой структурой:
Мо Ash; Ash=(M,R), M={M0, M1}, M0={m0}, M1={m1, m2, m3}, R= {r 1 r интерпретируемой как иерархия мониторов (ведущих функций): монитор УОП (m0), монитор управления обучением (m1), монитор управления данными и знаниями (m2), монитор информационного обеспечения процессов (m3). В (2) через R – обозначены связи между мониторами m0 и m1, m2, m3.
Монитор m1 взаимодействует с рядом формальных структур. Важнейшими из них являются: целевая (с), технологическая (t), сценарная (s):
с (уровни целей): цели- средства достижения цели – цели операцийцели актов;
t (уровни технологий): целепологания- педагогические- компонентовактов;
s (уровни сценариев): целепологания- УОП- операций- актов.
Формально структуры c, t, s описываются сетевыми графами Gc= (C, Rc), Gt=(T, R ), Gs=(S, Rs), в которых C, T, S – множества вершин; Rc, Rt, Rs- множества ребер.
Каждый уровень графов Gc,Gt, Gs содержит конечный кортеж элементов.
Например, Т={T0, T1, T2, …Тk}, где Ti- кортеж элементов i- уровня, i=0, 1, 2, …k;
T1(педагогические технологии) = (t 1 (информационно -развивающие), t2 (ориентированные на развитие мыслительной деятельности), t 3 (деятельностные), t 4 (личностно ориентированные)) [3];
Т2 (технологии компонентов)= () и т.д.
Основное назначение монитора m1- проектирование технологий обучения. Оно может относиться к дисциплине в целом, отдельному ее аспекту (например, к практическим или лабораторным работам) или к конкретному занятию (лекции, задания и т.д.), быть программным (плановым) или оперативным.
Монитор m2 взаимодействует с аналогичными c, t, s структурами. Областью его применения является виртуальный мир с действующими в нем агентами пользователей и обучаемых, а также “формально одушевленных” таких объектов, как, например, разделы дисциплины, модели субъектов (в т.ч. обучаемости, психофизиологические и др. ), технологии и формы обучения и т.д. Сценарии обработки информации здесь базируются на мультиагентных системах, использующих онтологии предметных обласлей и семантические модели знаний.
Монитор m2 и взаимодействующие с ним структуры обеспечивают автоматический мониторинг, организацию данных, знаний и “жизненных” циклов агентов, построение педагогических функций, индивидуализацию программ обучения, реализацию других процедур. Принципы их построения являются самостоятельной задачей и в данной статье не рассматриваются.
Одноуровневый монитор m3 реализует выполнение традиционных операций (поиск, отбор, пополнение и т.д.) с терминалов пользователей.
На процессуальном уровне УОП рассматривается как недетерминированная последовательность операций (вариант 1) или элементарных актов поведения (вариант 2). Эту последовательность формирует монитор m0, взаимодействуя с мониторами m1, m2, m3 и структурами типа Gc, Gs, Gt. Поэтому модель конкретной реализации УОП представляет собой интерпретацию указанных выше компонентов.
Опишем, следуя [4], операцию контроля знаний, как один из компонентов УОП.
Пусть учебная дисциплина (УД) представлена графом G(X, E), где Хмножество разделов, а Е, ЕХ Х, -множество логических связей (отношений) между разделами. Каждой вершине приписан определенный вес, фиксирующий ее значимость в УД. Числовое выражение веса вершины х отражает вклад раздела хХ в разделы yX, идентифицируемые, как Out (x) = {yX, (x,y)E}. Определение веса и ранжирование вершин можно провести по методике предложенной в [5].
Граф G (X, E) рассматривается как гомоморфный образ предметной области УД. Модель этой области описывается онтологией [4]:
где L – множество сущностей (понятий, терминов, отношений, функций и т.д.), D – множество определений сущностей, R – множество отношений между сущностями, А – множество аксиом, Р – множество правил использования сущностей.
Онтологию можно использовать для построения глоссария, справочной системы и семантической сети УД - Mss:
где I – множество информационных единиц, R' - множество отношений между информационными единицами, P' – множество условий применения. Как математический объект Mss является графом.
С каждой вершиной хХ связано множество тестов Т (х). Общее число тестов (символьную конструкцию) вопроса, снабжен идентификатором, согласован с глоссарием Г, хранится в документальной базе тестов ВD (T).
Правильный ответ на вопрос теста ti в зависимости от его типа ( теоретический, практический) выражается либо семантической сетью Mss (ti), либо набором числовых и/или логических данных ( l (ti)).
Множество Mo, Mo = {Mss(ti)}, представляет нижнюю страту (уровень тестов) трехуровневой базы знаний (BZ). Среднюю страту занимают системы продукций (правила ЕСЛИ -ТО), определяющие уровень знаний по разделам хХ.
Верхняя страта (уровень решений или уровень УД) представлена моделью Mss, дополненной правилами ЕСЛИ–ТО, учитывающими индивидуальные образы тестируемых (экзаменующихся), как субъектов обучения. Индивидуальный образ тестируемого это набор ~ ( K ), ~ ( K ) = ( r ( d1 ),..., r ( d p )), покомпонентных r(di), i = 1, p, и обобщенных r(К)= f (~ ( K )) квалиметрических оценок деятельности d, d=(d1,…,dp), di { посещение занятий, самостоятельная работа, лабораторные работы и т.д.} обучаемого, идентифицируемого кодом К. Квалиметрические оценки измеряются в некоторой шкале, например в бальной.
Помимо априорных r(di), r(К) выводятся апостериорные оценки:
на уровне тестов Сti= r(ti) посредством сопоставления ответов otv(ti) с правильными ответами Mss(ti) или otv(ti) с l (ti);
на уровне разделов C x j = (Ct1,..., Ctk );
на уровне решений С(К).
Оценка С(К) выводится в два этапа. Сначала формируется предварительная оценка C ( K ), принадлежащая к одному из кластеров “отлично”, “хорошо”, “удовлетворительно”, “плохо”, к которому относят otv(К) при логическом выводе на сети Mss с учётом G(X,E). На втором этапе оценка C ( K ) уточняется посредством учёта образа тестируемого. Формально это представляется событием и использованием продукционной модели, базирующейся, например, на функциях правдоподобия или теории экспертного оценивания. Результатами второго этапа тестирования”.
При тестировании реализуется алгоритмическая схема A sh :
тестируемого и экзаменатора 2. Регистрация тестируемого в базе данных BDS, где Fi – фамилия и инициалы тестируемого, adr(otv) – адрес ответа в документальной базе, l (•) – последовательность оценок.
3. Тестируемому присваивается код, если эта операция еще не выполнена.
4. В BDS вводятся экзаменатором или «перекачиваются» из соответствующих обучающих систем оценки ~ (K).
5. Выбирается режим генерации задания Zad(K) из числа возможных, например Zad(K) может формироваться случайным образом, или в зависимости от оценок ~( K ).
6. Генерируется Zad(K) (далее для определенности рассматривается режим случайного выбора тестов из множества Т):
где Н – оператор, реализующий случайный выбор, H=(H',H''), H'- выбирает случайным образом разделы x,y,z из множества X, а H''- также случайным образом последовательности тестов 7. Задание Zad(К) – фиксируется в базе данных BDS и выводится на терминал тестируемому.
8. Тестируемый подготавливает otv(K). При необходимости он может обратиться к глоссарию или к справочной системе и получить необходимую консультацию.
9. Тестируемый вводит с терминала ответ otv(K) на задание Zad(K).
Ответ otv(K) индексируется, текст ответа записывается в документальную базу BD _otv BD_отв(K,индекс otv, otv(K)), Индекс и адрес ответа в BD_otv регистрируется в BDS.
10. Копия ответа otv(K), подвергается синтаксическому и семантическому анализу. Формализованный текст ответа передается машине логического вывода, которая формирует релевантную каждому ответу otv(ti) - семантическую сеть ответа Mss(otv(ti)). Семантическая сеть ответа засылается в базу знаний BZ. База BZ имеет постоянную и переменную составляющие. Постоянный компонент включает в себя O, G(X,E), Mss, M0, L0={ l (ti)}, системы продукций SP, переменный - множество М семантических сетей Mss(otv(ti)). Таким образом BZ(O, G(X,E), Mss, M0, L0, M).
11. Управление передается машине логического вывода (MЛB). MЛB взаимодействует с BZ и базами данных. Результатом ее работы являются оценки r(K), l (Cti), l (Cxj), C ( K ) 12. Выведенные МЛВ оценки фиксируются в BDS.
«продолжить процедуру тестирования», то следует переход к пункту 6.
14. Вывод на терминал результатов тестирования.
15. Если тестируемый желает получить обоснование выставленной ему оценки, то включается подсистема объяснения, демонстрирующая процедуру логического вывода.
16. Завершение процедуры тестирования.
Обозначим рассмотренную выше схему 1 16 через mк.
Полная структура УОП и место занимаемое в ней mк иллюстрируется диаграммой:
Диаграмма учебно-образовательного процесса На процессуальном уровне УОП и тождественный ему МО являются не доопределенными вследствие существования устранимых и не устранимых неопределенностей. К первым относятся неопределенности обусловленные ограниченностью пространства (баз данных, знаний сценариев, технологий, моделей, прецедентов целей и ситуаций), ко вторым- размерностью открытой мультиагентной системы [7].
Первые снимаются посредствам включения в МО задач синтеза различных процессов и операций, а также задач принятия решений. Поэтому в общем случае МО представляется метанабором М 0 :
где Мu- модель УОП, Мpr- модель принятия решений, Мsp- модель синтеза процессов, Ash - алгоритмическая схема МО.
При движении снизу-вверх по ступеням иерархии МО все более и более приближается к механизму корпоративного управления (МКУ) в организационной системе (ОС) [8]. Поэтому задача интерпретации и адаптации МКУ ОС к проблемной области ВУЗа представляется достаточно актуальной, чтобы стать объектом дальнейшего исследования.
Рассмотрим один из возможных подходов синтеза учебно-образовательного процесса и механизма обучения на процессуальном уровне. Построение моделей этих процессов будет полезно для классификации, моделирования и проектирования УОП и МО, а также при создании программных средств обучения и контроля знаний.
Авторы осознают, что предложенная концепция содержит “белые пятна” и неточности. Устранение их – одна из ближайших задач. Другими перспективными задачами в этом направлении является построение МО, как части механизма управления вузом, разработка мультиагентных систем для поддержки процессов принятия решения в учебно-образовательной сфере и автоматизации обработки учебной и деловой информации.
1. П.А Анисимов., С.И Берил., Е.В Саломатина. Информатика и информационные технологии в ВУЗе // Педагогическая информатика, 2002, № 2. М.С Чванова., М.В Храмова, А.А Меньших. Проектирование технологий обучения в системе открытого образования // Педагогическая информатика, 2002, №2, с.37- 3. В.А Рыжов, А.В Корниенко., Д.В. Демидович. Разработка личностноориентированных технологий в образовательной среде // Педагогическая информатика, 2002, №2, с. 7- 4. П.А Анисимов., С.А. Токарев. Модель контроля знаний: инвентивное тестирование // Тр. межд. конфер.- Севастополь, 2002, с. 54-57.
5. Н.Н. Моисеев Элементы теории оптимальных систем-М.: Наука, 6. Ю.А Загорулько, О.И. Росеева, Л.И.Гладкова. Применение онтологий для поиска информации в Интернет // Проблемы управления и моделирования в сложных системах. Тр. III межд. конф.- Самара, СНЦ РАН, 2001, с. 503-508.
7. В Андреев. и др. Принципы построения открытых мультиагентных систем для поддержки процессов принятия решений // Проблемы управления и моделирования в сложных системах. - Тр. IV межд. конф.- Самара, СНЦ РАН, 2002, с. 127-140.
8. П.А Анисимов., С.И Берил., Л.Г Мажаров., В.Г Якушенко. Схемы и механизмы управления в корпоративной системе Проблемы управления и моделирования в сложных системах. - Тр. IV межд. конф.- Самара, СНЦ РАН, 2002, с. 481-488.
Е.И.Мещерякова Воронежский институт МВД России
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В ГИБКИХ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ ОБУЧЕНИЯ
ЮРИДИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ
Анализ публикаций по проблемам разработки и применения педагогических технологий, предлагаемых методик и подходов к их проектированию, а также собственный опыт проектирования и применения технологий обучения финансовому и налоговому праву в Воронежском институте МВД и Воронежском экономикоправовом институте позволили прийти к выводу о том, что в процессе обучения необходимо использовать гибкие интегрированные системы, предполагающие различные технологические, методические и управленческие подходы к организации обучения, применению средств и методов обучения, управлению процессом. Важнейшим преимуществом гибкой интегрированной системы обучения становится ее динамичность, которая обеспечивается вариативностью элементов – отдельных технологий обучения.Под гибкой интегрированной системой обучения будем понимать совокупность определенным образом упорядоченных последовательно применяемых технологий обучения, систем организационных и процедурных компонент обучения и контроля, методов управления процессом обучения, которые обеспечивают достижение заданного результата изучения конкретной дисциплины, а также развитие личностных и профессионально-деловых качеств будущих специалистов.
Из представленного определения, в частности, следует, что такая система создается на основе интеграции отдельных технологий. Как известно, интеграция в наиболее общем представлении – это процесс или действие, имеющие своим результатом целостность, объединение, соединение, восстановление единства.
Применительно к проектированию системы обучения интеграция означает осуществление действий по объединению в единый технологический комплекс определенным образом подобранных и упорядоченных технологий обучения, которые образуют целостную систему и в единстве способны обеспечить достижение задаваемого результата.
Основными структурными элементами проектируемой интегрированной системы обучения должны стать следующие:
- планируемый результат, являющийся системообразующим фактором для всего технологического процесса и увязывающий в единое целое все элементы технологической цепочки;
- общая цель и локальные цели отдельных технологий, которые априорно предопределяют и закрепляют планируемый результат;
- принципы, которые определяют механизмы достижения поставленных целей и обеспечивают планируемый результат;
- структура системы, образующие ее элементы и способы их объединения и сочетания, способные обеспечить стабильность параметров системы;
- закладываемые на этапе проектирования качественные (а возможно – и количественные) параметры и показатели системы, которые должны последовательно достигаться в процессе продвижения по технологической цепочке.
Описанная обобщенная структура системы относительно неполна, так как практически невозможно даже в общих чертах достаточно полно описать гибкую детерминированную систему, учитывающую взаимодействие многих разнородных элементов. Разработка и применение гибких интегрированных систем обучения отдельным юридическим дисциплинам требуют адекватного методического обеспечения. Соответственно возникает необходимость в создании учебнометодических и инструктивных материалов, обеспечивающих применение отдельных технологий и характеризующих технологический комплекс в целом. Использование методик проектирования и применения технологий, образующих гибкую интегрированную систему, диктуется особенностями традиционной или инновационных технологий, а также необходимостью обеспечения единого методического подхода к объединению их в гибкую интегрированную систему.
Базовой для проектирования гибкой интегрированной системы должна стать традиционная технология поэтапного представления учебного материала на аудиторных занятиях (лекциях, семинарских и практических занятиях, консультациях и др.) Включение в гибкую интегрированную систему нетрадиционных технологий может осуществляться посредством построения как синхронных, так и асинхронных систем обучения и контроля. Под синхронными будем понимать такие технологии, которые включаются в единый технологический процесс и представляются формами обучения, применяемыми по отношению ко всем студентам, курсантам и слушателям, изучающим конкретную дисциплину. Асинхронные – это технологии, представленные дополнительными формами, проектируемыми для работы с отдельными категориями изучающих дисциплину студентов, курсантов и слушателей. В соответствии с такими категориями могут выделяться те, кто стремится познать конкретную дисциплину лучше, чем остальные, а также и те, кто по разным причинам испытывает особые сложности в процессе изучения.
В качестве синхронных технологий, применяемых для оптимизации процесса обучения на аудиторных занятиях, можно рассматривать различные технологии модульного обучения[1.С.38-39]и рейтингового контроля, технологии активизации познавательной деятельности с применением деловых и ситуационных игр[2.С.205и др. Синхронными могут стать и технологии организации внеаудиторной самостоятельной деятельности студентов, курсантов и слушателей, применяемые для их подготовки к занятиям в процессе работы с учебниками, учебными пособиями, научными публикациями, в процессе подготовки докладов и сообщений к семинарским занятиям или подготовки к контрольным формам – текущей аттестации, зачетам, экзаменам. Описания технологий, включающих такие формы обучения, содержатся в многочисленных публикациях[2.С.200-207], [3.С. 103-126], [4.С.46-73]. Каждая из технологий – это сложная система, требующая вдумчивого анализа как отдельных ее элементов, так и способов их объединения в систему технологии.
Новые информационные технологии, основанные на применении компьютерной техники и рассматриваемые в качестве синхронных технологий, включенных в гибкую интегрированную систему обучения юридическим дисциплинам, представляют большие возможности для оптимизации процесса обучения. Среди таких технологий, прежде всего, необходимо выделить компьютерные технологии, применяемые для поиска правовой информации.
Проблемы поиска правовой информации, необходимой для подготовки к семинарскому, практическому занятию, прослушиванию лекции или с какой-то иной целью, приобретают особое значение для обучения большинству юридических дисциплин. Ведь из огромных массивов правовой информации необходимо отыскать и выбрать именно ту, которая необходима по заданной теме, для решения конкретной задачи или достижения строго определенной цели. А ведь помимо информации, содержащейся в нормативных документах, необходимо повторить материал, представленный на лекции, познакомиться с содержанием рекомендованных учебников, учебных пособий по соответствующей теме, изучить публикации в периодической печати. Выход – в создании информационных баз данных для каждой темы изучаемой дисциплины и включение их в обучающие комплексы в процессе проектирования компьютерных технологий как элементов гибкой интегрированной системы обучения.
Синхронные компьютерные технологии можно эффективно использовать и для организации действенного контроля за изучением дисциплины и формированием необходимого уровня усвоения материала как по отдельным темам, так и по блокам тем. Организации компьютерного контроля в настоящее время посвящены многочисленные публикации, в которых представлены как теоретические и методические подходы к их проектированию, так и конкретные технологии, аналитические оценки результатов их практического применения в процессе обучения различным дисциплинам[1. С.58-59].
Асинхронные технологии, проектируемые для углубленного изучения дисциплины во внеаудиторное время, могут быть направлены: во-первых, на получение дополнительных знаний и развитие способностей самостоятельного научного анализа проблем изучаемой дисциплины, то есть на формирование условий для научно-исследовательской деятельности; во-вторых, на закрепление и развитие навыков практической деятельности, полученных на аудиторных занятиях, приобретение новых навыков в рамках изучаемой дисциплины; в-третьих, на организацию самоконтроля изучающими дисциплину, в ходе которого они могут самостоятельно, без непосредственного участия преподавателя, но с помощью созданных им средств проверить уровень полученных знаний или приобретенных навыков. Важно подчеркнуть, что такая проверка в асинхронных технологиях должна осуществляться без непосредственного участия преподавателя самим студентом, курсантом или слушателем.
Асинхронные технологии как элементы гибкой интегрированной системы обучения юридическим дисциплинам могут проектироваться как с применением, так и без применения компьютерной техники. Представляется интересной технология организации работы спецсеминаров, которые отличаются от других видов практических занятий тем, что участвующие в них студенты, курсанты и слушатели проводят научно-исследовательскую работу по определенной проблеме, вырабатывают навыки систематической индивидуальной и коллективной научной работы. Спецсеминары можно рассматривать и как способ организации внеаудиторной научно-исследовательской работы, и как основу построения отдельной технологии, направленной на достижение относительно обособленных целей, предполагающей разработку определенных способов их достижения, форм организации процесса и других элементов собственно технологии обучения.
Грамотно разработанная и умело примененная технология позволит каждому из участников спецсеминара подготовить доклад или выступление для одного из занятий или научной конференции, представить результаты своей работы в коллективе заинтересованных слушателей, а возможно – и защитить свои взгляды и позиции в процессе обсуждения тех проблем, по которым осуществлено научное исследование.
Очень интересные асинхронные технологии, основанные на применении компьютерной техники, могут быть разработаны и включены в гибкую интегрированную систему. Примером может служить технология обучения, предполагающая представление отдельных областей изучаемой дисциплины в форме своеобразных «расширений» в компьютерной среде. При разработке такой технологии необходимо по наиболее сложным, важным или объемным темам курса создать дополнительные информационные блоки, включающие учебную, научную и нормативную информацию, а также методические рекомендации по ее изучению и подключению к основной учебной информации, представленной в электронных и иных базах данных и рекомендованной в качестве основной для изучения конкретных тем.
1. Современные технологии обучения: Материалы VII международной конференции «СТО-2001». – С.-ПБ, 2001. Часть 1.
2. Столяренко А.М. Юридическая педагогика. Курс лекций. –М.: ТАНДЕМ, 2000.
3. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход:
метод. Пособие. – М.: Высшая школа, 1991.
4. Горлинский И.В. Технология педагогического процесса в образовательных учреждениях МВД России. - М.: МЦ при ГУК МВД России, 1997.
5. Мещерякова Е.И. Оптимизация обучения юридическим дисциплинам в образовательных учреждениях МВД России. – Воронеж: ВИ МВД России, 2002.
С.В. Русаков, Н.И. Миндоров Пермский государственный университет
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ В КОМПЬЮТЕРНОМ КЛАССЕ
КАК СИСТЕМА МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Дидактическая структура и кибернетическая модель практического занятия как педагогической системы, рассмотренные авторами в [7], позволяют достаточно эффективно управлять деятельностью обучаемого на нижнем уровне системы («обучаемый – компьютер») и заметно интенсифицировать работу обучаемых, превращая ее в индивидуальную и дифференцируемую. Однако остаются открытыми вопросы управления взаимодействием (общением) преподавателя и всех обучаемых, а так же его содержания. Как мы уже отмечали, эти вопросы наименее исследованы в педагогике вообще [1, c.130] и применительно к обучению с использованием современных информационных технололгий в частности.Ответы на эти вопросы позволят преодолеть существующий односторонний подход к использованию компьютеров и кардинально изменить методику и организацию проведения практического занятия с использованием компьютерной техники. Практически это можно реализовать, опираясь на теоретико-вероятностную модель процессов, протекающих в предложенной нами дидактической структуре практического занятия с использованием компьютеров.
Поэтому в данной статье на основе системного подхода рассматривается модель практического занятия как системы массового обслуживания. Такой подход позволяет вычислять среднее время, отводимое преподавателем на индивидуальную работу с каждым обучаемым на каждом занятии.
Практическое занятие как система массового обслуживания.
Предмет теории массового обслуживания – построение математических моделей, связывающих заданные условия работы системы массового обслуживания (число каналов, их пропускная способность, правила работы, характер потока требований) с интересующих исследователя характеристиками, описывающими, с той или иной точки зрения, ее способность справляться с потоком требований. В зависимости от целей исследования в качестве таких характеристик могут выступать среднее число требований, обслуживаемых системой в единицу времени; среднее число требований в очереди; среднее время ожидания обслуживания требования и т. д.
Процесс работы системы массового обслуживания представляет собой случайный процесс с дискретными состояниями и непрерывным временем.
Состояние системы массового обслуживания меняется скачком в моменты появления некоторых событий: поступления нового требования, окончания обслуживания и т. д.
Применим теорию массового обслуживания для анализа работы разработанной нами структуры практического занятия. Правомерность такого подхода очевидна, т. к. количество задаваемых вопросов в разных группах на одном и том же материале различно и заранее неизвестно, обучаемые задают вопросы в случайные моменты времени, продолжительность ответа различна и заранее неизвестна, интервал времени между вопросами имеет различную длительность и т.д.
Цель анализа заключается в том, чтобы определить статистические характеристики практического занятия как системы массового обслуживания.
Очевидно, что эти характеристики:
- позволяют теоретически вычислить среднее время обслуживания требования и, следовательно, среднее количество времени, которое преподаватель может выделить на индивидуальную работу с каждым обучаемым;
- являются критериями оценки эффективности применяемых обучающеконтролирующих программ и используются нами для их совершенствования.
Допустим, что предлагаемая структура занятия является одноканальной системой массового обслуживания с очередью. Тогда на верхнем уровне иерархии нашей структуры:
- поток требований на обслуживание – вопросы обучаемых с интенсивностью ;
очередь не ограничена, но время существования самой системы ограничено продолжительностью занятия, следовательно наша система должна
«