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

Главный редактор Я.А.Ваграменко

Редакционный совет : Авдеев Ф.С. (Орел), Греков А.А. (Ростов-на-Дону), Данильчук В.И. (Волгоград), Жданов С.А. (Москва), Игнатьев М.Б. (С-Петербург), Киселев В.Д. (Тула),

Краснова Г.А. (Москва), 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), Хеннер Е.К. (Пермь), Чубариков В.Н. (Москва)

Редакционная колле гия :

Зобов Б.И. (зам. главного редактора, Москва), Богданова С.В. (Москва), Игошев Б.М. (Екатеринбург),

Круглов Ю.Г. (Москва), Нижников А.И. (Москва), Подчиненов И.Е. (Екатеринбург)

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

Решением ВАК Минобразования России от 17 октября 2001 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.).

2

СОДЕРЖАНИЕ КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

Т.Б. Казиахмедов Методология и средства повышения качества обучения информатике в общеобразовательной школе с учетом национального аспекта …... 3 А.А. Русаков, В.Н. Яхович Новые информационные технологии и традиционное математическое образование …………………………………………………………………….. 11 Ю.Г. Коротенков, А.С. Захаров Развитие межпредметных связей в информационной подготовке школьников……………………………………………………. 17 Н.Н. Самылкина Информатика и ИКТ в начальной школе……………………………. 21 А.В. Картузов, А.Г.Луканкин Использование компьютера в элективном межпредметном курсе «Элементы синергетики» профильной школы ………………… 26 Е.А. Перминов О роли дискретной математики в изучении алгоритмизации…….. 30 P. P. Cулейманов Компьютерное моделирование как средство формирования понятий………………………………………………………………………………………………….. 32

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ В.В. Исаев, А.В. Могилев, В.М. Шацких Оценка дидактической эффективности алгоритмов управления в компьютерном тренажере формирования интеллектуальных умений и навыков …………………………………………………………. 37 В.В. Персианов, О.В. Анисочкина Компьютерный учебно-методический комплекс «Информатика» для педагогического вуза ………………………………………. 44 П.А. Корягин, М.А. Морозов, А.Л. Симонова Web – версия системы компьютерной диагностики знаний Prodiz.Web ……………………………………………. 47 В.А. Стародубцев, О.Г. Ревинская Развивающая роль компьютерных моделирующих лабораторных работ …………………………………………………………… 52 Н.Г. Семенова Реализация мультимедиа технологий в лекционных курсах …….. 57

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ К.К. Колин Новые вызовы 21-го века и стратегические задачи развития информатики …………………………………………………………………………………………. 64 В.А. Рыжов, Е.В. Матвеев Мобильные интеллектуальные группы и интеллектуальный конвейер в современном информационном пространстве ……. 70 В.Н. Романенко, Г.В. Никитина Педагогическая информатика и обучение цветоаномалов ………………………………………………………………………………………. 74 П.В. Самолысов, А.В. Юрасов Информационно-коммуникационные технологии и электронный бизнес: первые шаги …………………………………………………………... 78

КОНФЕРЕНЦИИ Итоги работы научно-методической конференции «XX – лет школьной и вузовской информатики: проблемы и перспективы» ……………………………………… 86 Рекомендации конференции …………………………………………………………………….. 87

В АКАДЕМИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ Специализированная выставка "Образование. Наука. Карьера" (11-14 апреля 2006 г., Башкортостан )…………………………………………………………………………….. 89

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СООБЩЕНИЯ Информационное письмо Международного научно-методического симпозиума «Информатизация общего, педагогического и дополнительного образования» (14-21 июля 2006 г., Мальта, Валлетта) …………………………………………………………….. 92 Информационное письмо IV Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы» (11-15 сентября 2006 г., Анапа) ……………….. 95

3

КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

Т.Б. Казиахмедов Нижневартовский государственный гуманитарный университет

МЕТОДОЛОГИЯ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ

С УЧЕТОМ НАЦИОНАЛЬНОГО АСПЕКТА Стремительно развивающая научно-техническая революция стала основой

глобального процесса информатизации всех сфер жизни человечества. В условиях постоянно меняющегося мира, развития и усложнения технологий фундаментальное значение имеет информатизация сферы образования. Содержание и качество образования, его доступность, соответствие потребностям конкретной личности в решающей степени определяют состояние интеллектуального потенциала современного общества. Интенсивное развитие сферы образования на основе использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) становится важнейшим национальным приоритетом [1-3]. В августе 2001 года Правительство России утвердило федеральную целевую программу «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 гг.», которая предусматривала ряд мер по информатизации образовательных учреждений страны. В этой программе в частности, отмечалось: « Использование информационных технологий и сети Интернет в общеобразовательных школах пока еще ограничено и очень слабо связано с учебным процессом. Но именно информационные технологии и Интернет должны появиться в школе как средство решения основных её задач в период формирования новых социально-экономических условий жизни общества».

Основная цель стратегии модернизации и развития образования состоит в достижении нового качества образования – качества, отвечающего новым социально-экономическим условиям России и основным направлениям ее развития. Становление постиндустриального информационного общества, претерпевающего поистине системную технологическую революцию, усиливает интеграцию мировой экономики и рост международной коммуникации. Это новые и все более растущие требования к общей культуре и профессиональной компетентности человека, фактически - к новому качеству человеческого капитала, к новому типу функциональной грамотности, общей и профессиональной образованности.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

4

Для решения проблем стоящих перед общеобразовательной школой, возникает необходимость создания и развития единой образовательной информационной среды, способствующей решению проблем социализации личности ученика с целью наиболее полного самораскрытия своих потенциальных интеллектуальных и личностных возможностей [1-3].

Создание единой информационной образовательной среды образовательного учреждения способствует:

1. Формированиию информационной компетентности педагогов и информационной культуры учащихся.

2. Созданию условий для перехода к новому уровню образования на основе информационных и коммуникационных технологий.

3. Повышению уровня мотивации и качества обучения. Главное назначение информатизации образования – это повышение

эффективности обучения и воспитания. Следовательно, от того как учитель применит существующие ИКТ, как он построит учебную деятельность учащихся, в конечном итоге, зависит эффективность обучения. Поэтому уровень учителя предметника необходимо повысить от уровня пользователя компьютера до уровня эксперта ИКТ, необходимо дать ему инструментарий моделирования учебной деятельности учащихся и учебных сред на основе электронных библиотек учебных объектов.

Учитель является ключевой фигурой в обеспечении учащихся компьютерной грамотностью и проведении идеологии новых информационных технологий. Для подготовки педагогических работников школы к использованию ИКТ целесообразно представить соответствующие знания и умения будущего учителя в виде четырех составляющих:

1) общекультурной; 2) общеобразовательной; 3) психолого-гигиенической; 4) методико-педагогической. Общекультурная составляющая включают в себя те знания и

представления, которые необходимы каждому образованному человеку, позволяют судить о нем как о личности и составляют часть его мировоззрения. Информатика является одной из самых молодых и интенсивно развивающих наук и с этим связана проблема повышения информационной компетентности учителя. В связи с этим к учителю предъявляются новые требования. Учитель должен:

• понимать суть процесса информатизации общества, его социальных предпосылок и последствий;

• уметь анализировать различные аспекты влияния процессов компьютеризации на личность;

• иметь представление об информатике как научной дисциплине и ее значении в техническом прогрессе;

• уметь судить о сферах применения ИКТ, их перспективах, и месте в школьном образовании;

• понимать роль информатики в формировании научной картины мира; • понимать роль и место предмета информатики в школьной программе

и его значение в формировании личности школьника. Общеобразовательная подготовка включает в себя те знания, которые

являются фундаментом профессиональной подготовки. Эти знания частично приобретаются на уровне среднего образования и могут быть получены в

5

результате самообразования, кружковой и профориентационной подготовки. Целями вузовской подготовки студентов педагогического вуза в данном направлении являются:

• рассмотрение ключевых вопросов информатики на более высоком уровне;

• изучение теоретических концепций пропедевтического курса информатики;

• знакомство с техническими средствами ИКТ, применяемых в системе образования.

Психолого-гигиеническая подготовка включает в себя знания и умения, необходимые учителю для обеспечения безопасной и продуктивной работы учащихся на занятиях с использованием компьютеров. Здоровье и психологический комфорт являются главными факторами в благоприятном развитии и обучении детей.

К методико-педагогической подготовке относятся знания и умения по методике преподавания информатики, по моделированию учебной деятельности с учетом региональных особенностей, индивидуальных особенностей учащихся, основных направлений применения личностно-ориентированых технологий обучения.

Для обеспечения необходимого уровня знаний и умений учителя информатики и учителя начальных классов (он, как нам кажется, и должен преподавать пропедевтический курс информатики), по нашему мнению, необходима следующая подготовка (см.таблицы 1 и 2):

Таблица 1

Основное содержание подготовки учителя начальных классов в области ИКТ

NN п/п Содержание подготовки Ориентировочный

объем, час. 1. Информатика 40

2. Новые информационные технологии в образовании 40

3. Методика использования НИТ в начальной школе 80

4. ЛОГО–Миры 70

5. Методика преподавания информатики 90

6. Компьютерная практика 14

6

Таблица 2

Основное содержание подготовки учителя базового и профильных курсов информатики в области ИКТ

NN п/п Содержание подготовки Ориентировочный

объем, час.

1. Теоретические основы информатики 90 2. Информатика 40 3. Новые информационные технологии в образовании 40 4. Программирование на языках высокого уровня 120 5. Дискретная и компьютерная математика 80 6. Вычислительная математика 120 7. Основы искусственного интеллекта 80 8. Компьютерное моделирование 80 9. Управление данными. СУБД 80 10. ЛОГО – Миры. Пролог 70 11. Методика преподавания информатики 90 12. Методика разработки элективных курсов по

информатике с учетом региональных особенностей и профиля школы

100

13. Компьютерные сети 100 14. Web программирование 80 15. Офисное программирование 80 16. Разработка обучающих и тестирующих программных

систем по информатике 40

17. Информационные системы 80 18. Компьютерная практика 28

Существующие стандарты не охватывают многие из перечисленные выше

направлений подготовки учителей, что сказывается на качестве знаний учителей базового и профильного курсов информатики.

Особое значение имеет использование активных форм и методов обучения. Нами в разных школах Ханты-мансийского округа, начиная с 1990 года,

проведены эксперименты по внедрению в обучение информатике: • проектно-модульной технологии ; • проектной технологии ; • профильного обучения; • технологии проблемного обучения; • дистанционных форм и методов (дистанционная школа обучения

информатике). Результаты этой деятельности отражены в работах [4-9].

7

Привлечение учащихся старших классов для реализации реальных проектов, которые решают проблемы информатизации школы, способствует повышению их интереса к информатике и другим предметам.

Особенно важно отметить вовлечение учащихся в сетевые проекты по информатике школы, района, города, региона, а также в федеральные и международные Интернет проекты и олимпиады.

Достаточно остро стоит проблема преподавания пропедевтического курса в национальных школах при их многообразии. Здесь требуется и создание специальных пакетов программ, сред программирования на национальном языке, так как русский язык в начальных классах изучается как один из предметов, а обучение в основном ведется на национальном языке.

Национальные школы с русским языком обучения не воспитывают уважение или даже признание важности национального языка. Здесь информатика так же может способствовать появлению интереса к родному языку, если использовать особенность информатики как науки о познании.

Особое значение эти вопросы приобретают для сельских школ [10-11]. Школа на селе – это не просто учебное заведение, а основа существования

самого села. Нет школы и нет села. Это утверждение не раз подтверждалось на разных исторических этапах при проведении экономических реформ. И сегодня существование многих сел и хуторов определяется этой аксиомой. Конечно, экономически более выгодно иметь большую современную школу, чем десяток убогих зданий малокомплектных деревенских школ. Нужно ли экономить там, если это экономия не сопоставима с теми моральными и экономическими потерями сельских жителей, которым приходиться менять местожительство, свой уклад, быт, и много ли мы экономим?

Развитие современных коммуникационных технологий позволяет посмотреть на эту проблему с другой точки зрения, а именно в пользу сохранения школ и как следствие самих населенных пунктов, если всерьез заняться развитием дистанционного и виртуального образования сельских школьников. Да, это может сегодня и дорого, но в будущем это станет таким же, как и традиционное обучение. Поэтому сегодня уже необходимо проводить соответствующие мероприятия по созданию районных виртуальных сельских школ с подключением к ним школ населенных пунктов района. Технически это сегодня реализуемо, может и не в полной мере, однако при этом сельская школа может стать культурно- образовательным центром для всего населения.

Развитие дистанционного образования на селе возможно при наличии информационно компетентных педагогических работников, высокой информационной культуры у учащихся сельских школ и при ресурсном обеспечении виртуальных школ .

Информационная компетентность педагогического работника формируется на курсах повышения квалификации, а выпускников педагогических вузов через цикл предметов информатики и новую дисциплину “Использование информационно-коммуникативных технологий в учебно-воспитательном процессе”.

Для формирования информационной культуры учащихся сельских школ необходимо учитывать многие факторы:

• языковая среда на селе; • тип сельской школы; • региональные экономические и социально-культурные особенности.

8

Остановимся на вопросах учета особенностей сельской школы с родным языком обучения. Установка на изучение информатики в начальной школе, с нашей точки зрения, является своевременной особенно для сельской школы.

Первая проблема при преподавании информатики в национальной начальной школе - это наличие программного обеспечения, поддерживающего пропедевтический курс.

Для изучения основ программирования, нами переведен Пролог на все национальные языки, основой которых является кириллица.

Приведем текст программы “Cтолицы” на лезгинском языке. include"lezgin.pro" domains шегьер=symbol гьукумат=symbol predicates кьилин_шегьер(гьукумат,шегьер) clauses кьилин_шегьер("Россия","Москва"). кьилин_шегьер("Франция","Париж"). кьилин_шегьер("Германия","Берлин"). кьилин_шегьер("Иран","Тегеран"). goal ц|ар(S),кьилин_шегьер(S,Y),печать(Y).

Нет необходимости создания компилятора на национальных языках, так как за счет внутренней унификации исполняемые модули будут формироваться из директив языка Пролог.

Итак, с нашей точки зрения, необходимо использовать ресурсы информатики, как для формирования основ информационной культуры, так и для решения проблем общего развития учащихся сельских школ.

Следующей проблемой является профильное образование в сельской школе. Эту проблему по нашему мнению в большинстве случаев целесообразно решать через систему дистанционного образования с подключением сельских школ к районным, городским, республиканским виртуальным профильным школам. Причем существенное значение при этом приобретает учет специфики профильного образования на селе. Необходимо создавать профили на основе национальных промыслов. Так для сельских школ Ханты-Мансийского автономного округа для профильного обучения информатике нами разработан курс “Компьютерная графика”, где учащиеся с освоением программного продукта изучают особенности национальных узоров, орнаментов, промысел резьбы по дереву, а в курсе “Программирование” изучается алгоритмические основы национальных узоров, орнаментов, изучаются различные основы национального мышления: выраженность рекурсивного стиля мышления, стиль представления реальных природных объектов в узорах и орнаментах и т.д. Таким образом, мы показываем, что присущие программисту стили мышления: алгоритмический, рекурсивный, декларативный, логический и т.п., можно увидеть и в работах народных умельцев.

Информатизация сельской школы, а в особенности, национальной сельской школы, требует создания эффективной системы мер по отбору содержания, программного обеспечения, методов, форм и технологий обучения.

Постоянное изменение содержания информатики и этапов ее изучения ставит несколько проблемных задач перед национальной сельской школой:

9

• как использовать рекомендованные компьютерные программы для обучения младших школьников в национальной сельской школе;

• как адаптировать визуальные учебные среды обучения информатике к языковой среде национальных школ;

• в каком классе перейти на русский язык обучения информатике в национальной сельской школе;

• как использовать информационные технологии обучения предмету в среднем звене;

• как организовать профильное обучение в сельской школе, где количество старших классов 1 – 2 комплекта;

• как использовать дистанционные технологии для профильного обучения; • как повысить информационную грамотность учителя национальной

сельской школы. Все эти вопросы требуют проведения соответствующей научно- и учебно-

методической работы, приводят к различным решениям, рекомендациям и мнениям, и должны стать предметом обсуждения на Всероссийских форумах, связанных с этой проблематикой.

Таким образом, для повышения эффективности обучения информатике в общеобразовательных школах необходимо:

1) построение содержания пропедевтического курса с учетом региональных особенностей, включая:

• языковую среду; • экономические условия; • уровень информационной культуры; 2) учет региональных особенностей при подготовке педагогических

кадров, включая: • изучение национальных языков программирования, переведенных на

национальные языки. • национальные особенности (культуры, традиций, ремесел и пр.) при

проектировании учебной деятельности; • экономические, экологические, географические, социальные

особенности региона; • особенности этнопедагогики и психологии. 3) учет перспектив развития компьютерной техники и информационных

систем, включая: • изучение нейросетей, методов программирования и обучения

нейросетей, алгоритмы обучения; • интеллектуальные информационные системы, методы представления

знаний в ИС, инженерия знаний; 4) использование активных форм и технологий обучения информатике

и проектирование элективных курсов информатики по направлениям: • программирование; • проектирование баз данных; • социальная информатика; • геоинформатика; • компьютерное моделирование; • информационные технологии в сельском хозяйстве и т.д.

10

Литература 1. Т.Б.Казиахмедов Формирование культуры педагогического мышления в

курсе “Использование вычислительной техники в учебном процессе” (статья). Материалы научно-практической конференции “Информационные технологии в высшей и средней школе”. Нижневартовск: Изд-во НГПИ, 1998г., C. 29-33.

2. Т.Б. Казиахмедов. Вопросы моделирования в школьной и вузовской информатике

Материалы научно-практической конференции “Информационные технологии в высшей и средней школе”. Нижневартовск: Изд-во НГПИ, 1999г., C. 14-20.

3. Т.Б. Казиахмедов. Модульное уровневое адаптивное обучение информатике Россия 21 века: Мировоззренческие аспекты. Материалы научно-практической конференции докторантов, аспирантов и соискателей. Нижневартовск: Изд-ство НГПИ, 2000г., С.49-51

4. Т.Б. Казиахмедов Кибернетические и информационные характеристики процесса обучения(статья) Материалы республиканской школы-семинара докторантов. Екатеринбург: Изд-во Уральского Университета, 2001г., C. 120-124.

5. Т.Б. Казиахмедов. Моделирование учебного процесса на ЭВМ(монография). Издательство Нижневартовского государственного педагогического института,2002г

6. Т.Б. Казиахмедов. Логика в пропедевтическом курсе информатики в региональной(национальной) школе Телекоммуникации, математика и информатика- исследования и инновации. Межвузовский сборник научных трудов.Выпуск 6.с 206-209. Ленинградский государственный областной университет им. А.С.Пушкина, 2002

7. Т.Б. Казиахмедов . Профильная информатика в средней школе(статья) Сборник научных трудов “Вопросы математики и естествознания”. Издательство НГПИ,2003г.с 158-177

8. Методика преподавания информатики в средней общеобразовательной школе. (Учебное пособие для студентов педвузов и учителей информатики средних школ.) Омск: Издательство Омского Университета, 2002г.,в 2 частях,328 с.

9. Казиахмедов Т.Б. Подходы в информатизации образования в средней школе. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии в высшей и средней школе». Нижневартовск: НГПУ, 2004. С. 17-20.

10. Казиахмедов Т.Б. Актуальные проблемы информатизации сельской школы. Труды II Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы». (Анапа, 13-17 сентября 2004 г.) – М.; Книголюб, 2004. С.108-111.

11. Казиахмедов Т.Б. об информатизации национальных сельских школ.Труды III Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы». (Анапа, 20-22 сентября 2005 г.) – М.; Типография ФГУП «ПИК Винити», 2005. С.117-120.

11

А.А. Русаков Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, В.Н. Яхович Орловский государственный университет НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТРАДИЦИОННОЕ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Глобальный процесс информатизации общества не мог не затронуть одну из

важнейших областей общественной жизни – сферу образования. И сегодня остается открытым вопрос – как же наиболее эффективно использовать потенциальные возможности современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) при обучении школьников, в том числе, обучении математике?

"Математика" - это не просто слово, это явление общечеловеческой культуры. И знакомство с ней - это, прежде всего, приобщение к мировым культурным ценностям. Математика сегодня - одна из наиболее жизненно важных областей знания в человеческом обществе. Она крайне необходима для существования современного человека - для полноценного интеллектуального развития личности, для успешной реализации человеком своих возможностей в профессиональной деятельности.

Накопленный отечественный опыт преподавания математики в школе может подсказать пути построения, проектирования действенного курса математики с использованием ИКТ. Обратимся, например, к опыту преподавания математики в специализированных математических школах. Этот выбор не случаен. Где как не в методах преподавания математики таких школ искать ответ на поставленный вопрос?

Рассмотрим некоторые особенности преподавания математики в СУНЦ МГУ им. М.В. Ломоносова, школе А.Н. Колмогорова.

В декабре 2003г. специализированный учебно-научный центр Московского Университета (СУНЦ МГУ, школа академика А.Н. Колмогорова) отметил свое сорокалетие. Трудно в одной статье обратить внимание педагогической общественности на богатый опыт преподавания математики и информатики, накопленный за эти годы. При переосмыслении наследия одного из основателей школы академика Андрея Николаевича Колмогорова, поражает его способность предвидения, его гениальность. Он в образовательном пространстве России нашел для школы нишу, в которой она вне зоны конкурентности. СУНЦ МГУ – это и не средняя школа, это и не подготовительные курсы, но это и не высшее учебное заведение. Школа Колмогорова, - школа интеллектуального творчества, школа математического ремесла. Интеллектуального творчества, а не математического, хотя бы потому, что в одном интервью, данном в 1983 году, А. Н. Колмогоров сказал: «…если классифицировать, то после математики интерес к воспитанию юношества, не обязательно только по математике,- вероятно, второе мое увлечение» [3]

Основной задачей школы является профессиональная подготовка юношества в математике, физике, информатике, химии и др. науках, то есть подготовка к дальнейшей научной деятельности выпускников. Преподаватели ведущих кафедр, несомненно, озабочены поступлением учащихся в вузы страны. Педагогический коллектив, прежде всего, дает заведомо добротные знания по профилирующим предметам в рамках общеобразовательной программы, учитывая специфику школы-интерната, собравшего школьников из различных регионов страны

12

(что предполагает различный уровень начальных знаний, а следовательно, и работу по их систематизации и введения учащихся в единый ритм учебного процесса).

Одним из принципиальных подходов к обучению в школе А.Н. Колмогорова (здесь работают только параллели 10 и 11 классов, см. www.vipschool.ru, www.pms.ru) является вовлечение всех без исключения учащихся в исследовательскую, научно-исследовательскую работу. В развитии творческого начала школьников немаловажную роль играют, проводящиеся в школе занятия по математическому практикуму, занимающему видное место как на уроках математики, так и во внеклассной работе учащихся.

С древних времен практические задачи, ставящиеся самой жизнью, являлись основой для развития математики. «Так, считающийся основателем теоретической математики Древней Греции Фалес Милетский, использовал подобие треугольников для измерения высоты предмета по его тени, и признак равенства треугольников по двум углам и стороне между ними для измерения расстояния до недоступного предмета (корабля в море). Теория отношений Евдокса, изложенная в VII-IX книгах «Начал», также, по-видимому, имела своим источником практику, применение теории отношений в механике. Именно при построении механических приспособлений, имевших зубчатые передачи с данным количеством зубцов, требовалось сравнивать, перемножать, делить отношения целых чисел. Попытки решить задачу о квадратуре круга можно считать предпосылкой для создания метода исчерпывания, активно использовавшегося Архимедом и ставшего прообразом вполне теоретического интегрального исчисления. Этот список можно продолжить.[2]

Уже в первые годы существования ФМШ№18 учащимся в процессе обучения предлагались домашние задания исследовательского характера, требующие для своего выполнения проведения вычислительной работы, качественного исследования, построения моделей, чертежей и т. д.

Работа готовилась дома, и затем каждый учащийся сдавал ее учителю. На выполнение одного задания отводилось две недели. За очень редким исключением все работы были строго индивидуализированы. Руководитель практикума на специальном стенде помещал образец выполнения работы (схемы расчетов, вспомогательные и основные чертежи и т.п.). Хочется отметить, что в условиях индивидуализации работ учителя ни в коем случае не препятствовали взаимным консультациям в «домашней» стадии выполнения задания. При приеме выполненной работы преподаватели были разумно требовательны: добиваясь сознательного отношения к работе и тщательности (старательности и аккуратности) выполнения, настаивали на переделках только тогда, когда имелись ошибки по существу.[4]

Практикум был введен в школьную программу для того, чтобы ученики смогли почувствовать и понять на собственном опыте всю прелесть прикладной математики, ее тесную связь с другими техническими предметами. Все усилия здесь направлены к тому, чтобы побуждать учащихся к активному изучению математики и ее приложений, прививать вкус к задачам исследовательского характера, к научной деятельности, к конкретной, реальной математике, иллюстрировать наиболее тонкие теоретические разделы курса, показывать силу только что освоенных методов при решении практических задач — вот цели заданий по математическому практикуму, проводимому в СУНЦ МГУ, таких как вычерчивание проекций додекаэдра, мензурные съемки на местности, интегральные кривые и сепаратриссы, изображение колебаний физического маятника.

13

Научно-исследовательская деятельность учащихся – прежде всего формирование условий, в которых обучаемые получат новые импульсы:

• для более глубокого освоения образовательной программы; • для развития опережающего обучения; • для мотивации разработки своего собственного образовательного продукта; • для последовательного перехода учащегося из объектной роли через

субъектную к творческой и к обучающей роли для своих товарищей; • для выявления субъективной новизны результата этой деятельности и

процесса ее выполнения (субъективность заключается в том, что результаты исследования являются совершенно новыми для ученика);

• для проведения собственного исследования, которые иногда заканчиваются новым результатом или открытием в математике (с дальнейшей публикацией в научном журнале);

• для осмысления нерешенных задач и знакомства с проблемами внутри математического знания.

Как подчеркивает В.В. Вавилов, в результате работы в рамках практикумов зачастую школьники проводили полные исследования или полную классификацию конкретных вопросов и проблем. Например, были изготовлены модели всех полуправильных многогранников; решены все задачи на построение треугольника циркулем и линейкой по некоторым заданным параметрам (выбирая их из двадцати возможных и, как правило, по три) и доказана невозможность таких построений в отдельных случаях, описаны все тринадцать возможных типов кривых Уатта (а впоследствии и доказано, что других нет), построены все одиннадцать различных мозаик на плоскости (с полным обоснованием, что это полный перечень) и т.д., и т.п. [1]. Заметим лишь, что полные исследования и законченные результаты,- опыт преподавания математического практикума не одного года обучения.

Нам представляется полезным привести задание одного из практикумов в полном объеме. В качестве примера рассмотрим тему математического практикума «Многогранники». Задан чертеж (рисунок) полуправильного или правильного многогранника Ф.

Необходимо: 1.Вычертить развертку многогранника Ф. 2.Изобразить диаграмму Шлегеля (граф центральной проекции) данного многогранника Ф. 3.Изготовить из плотной бумаги модель многогранника Ф. 4.Раскрасить грани модели (или многоугольные области на диаграмме Шлегеля) в четыре цвета так, чтобы грани, имеющие общее ребро имели разную окраску. 5.Описать группу Gф вращений многогранника Ф: найти число ее элементов Nф, указать все типы осей поворотов (на рисунке многогранника), порядки осей и число осей каждого многогранника. Развертка, раскрашенная диаграмма и рисунок многогранника с указанием осей поворотов изображаются на основном листе в достаточно большом масштабе. Там же приводится таблица осей поворотов.

Приведенные ниже рисунки изготовленных моделей наглядно демонстрируют, с какой ответственностью подходят школьники к выполнению заданий практикума. В результате у учащихся получаются довольно сложные фигуры, сконструировать которые сможет не любой учитель математики.

14

Необходимость включения в процесс обучения математике элементов

творчества, признается всеми. Кроме математического практикума, заключающегося в постановке задачи преподавателем, и решении ее учеником, которое длится несколько дней (при этом поощряется взаимопомощь учеников, изучение специальной литературы, консультации преподавателя) другими формами обучения старшеклассников в школе А.Н. Колмогорова являются: математический семинар, на котором школьникам для индивидуальной работы даются постановки нерешенных задач (учащихся знакомят с научными математическими проблемами) и где работа над нерешенной задачей длится уже, как правило, месяцы (а иногда и годы!); результаты индивидуальной научно-исследовательской деятельности докладываются учениками, как правило, на многочисленных школьных научных конференциях (российский тур научной конференции-конкурса «Юниор», проводимой Федеральным агентством по образованию, Департаментом образования г. Москвы, совместностно с фирмой «Интел» в рамках Международного смотра научного и инженерного творчества школьников (ISEF), Чебышёвские чтения, проводимые Санкт-Петербургским университетом, Харитоновские чтения в федеральном ядерном центре г. Сарова и т.п.), которые в настоящее время охватывают все направления творческой деятельности российских школьников; участие в математических олимпиадах, математическом «Турнире памяти А.Н. Колмогорова», различных математических боях и др.

При анализе накопленного в школе А.Н. Колмогорова опыта в организации и проведении внеклассной работы по математике и достигнутых школьниками результатов, становится очевидным положительное влияние подобных занятий на интеллектуальное развитие учащихся, увеличение их творческого потенциала и привития вкуса к исследовательской деятельности. Так почему бы общеобразовательной школе не воспользоваться их опытом?

В общеобразовательной школе возможны упрощенные постановки практикумов, некоторое снижение требований к выполнению заданий, увеличение времени на их выполнение. Но сама идея проведения математического практикума может быть позаимствована, и даже более успешно воплощена в любой общеобразовательной школе. К тому же не следует забывать, что время не стоит на месте. Появились новые технические средства, изменилось понятие вычислений, совершенствование ПК привело к их использованию для изучения различных предметов – математики, физики, химии и т.д. В связи с изменением учебных планов и программ, уменьшением количества часов, отводимых на математику, использование ИКТ в учебном процессе стало одной из современных задач педагогики. Все чаще учителя соглашаются с тем, что, пришло время внедрить математический практикум в область информатики. Несомненно, что современный школьник может не только представить выполненную в тетради зачетную работу, но

15

и реализовать на пользовательском уровне этот проект на компьютере. Тем более что развитие информационных технологий привело к созданию многочисленных компьютерных сред (Matematica, Derive, MathCad, «Живая геометрия», Advanced Grapher, PaintBrush, продукты фирм «1С: Репетитор», «Физикон» и др.), позволяющие воплощать в жизнь всевозможные математические проекты, органично трансформировать практикум (не только математический) в компьютерно-информационный.

К нашему сожалению, учебный план не вмещает достаточное количество задач, относящихся к «экспериментальной» части математики (расчеты, графики, схемы, модели и т.д., выполняемые самими школьниками), а задания исследовательского характера и вовсе выходят за его рамки. Умелая организация внеклассной работы по математике частично позволяет решить проблему для заинтересованных учащихся, что представляется особенно важным для тех школьников, которые собираются связать свою дальнейшую судьбу с естественно-научным знанием.

Для демонстрации сказанного выше, среди многообразия форм внеклассного обучения мы выбрали факультативные занятия. Решению задач на построение в учебном плане геометрии отводится неоправданно малое количество учебных часов. Задачи на построение включают в себя огромные потенциальные возможности для интеллектуального развития школьников, поскольку требуют от учащегося независимости мышления, здравого смысла, оригинальности, изобретательности, творческого подхода к поиску решения. Мы выбрали факультатив по теме «Решение задач на построение». Занятия факультатива проводились в 2004/2005 учебном году в 9-ом общеобразовательном классе школы-лицея №21 г. Орла. Для проведения факультатива была использована компьютерная среда «Живая Геометрия». Организуя подобный факультатив, несколько занятий необходимо посвятить изучению этого программного продукта. Школьников следует познакомить с особенностями интерфейса программы и основными командами, необходимыми для работы в ней. Обязательно указать особенности построения чертежей в среде «Живая геометрия», некоторое отличие действий с виртуальными «инструментами» от привычных: линейки, треугольника, карандаша, циркуля. Вот примерный план факультативных занятий, с учетом того, что изучение отдельных тем занимало несколько уроков по 40 минут каждый.

9 класс: «Решение задач на построение» Первое полугодие:

1. Опорные задачи на построение. 2. Схема решения задач на построение. Основные методы их решения. 3. Решение задач на геометрические места точек. Прямая, отрезок, окружность. 4. Решение задач на построение. Метод геометрических мест точек. 5. Решение задач на построение. Метод геометрических преобразований. 6. Решение задач на построение. Алгебраический метод.

Второе полугодие посвящено решению нестандартных задач, таких как построения при помощи двусторонней и односторонней линеек, одного циркуля, прямого угла и т.п. Задания школьникам были индивидуальными, а затем полученные решения анализировались и при необходимости корректировались в классе.

Необходимый задачный материал для проведения факультативных занятий можно найти, например, в книгах

1. Геометрические построения в курсе средней школы: Учеб. пособие /Авт.-

16

сост. АО. Корнеева. – Саратов: Лицей, 2003. – 80с. 2. Прасолов В.В. Задачи по планиметрии: В 2 ч.: Учеб. Пособие. – М.:

Наука. Физматлит, 1995. – 320с. 3. Шарыгин И.Ф. Задачи по геометрии. (Планиметрия). – М.: Наука. Гл. ред.

физ.-мат. лит., 1986. – 224с. – (Библиотечка «Квант». Вып. 17.). Использование компьютера открывает перед учащимся огромные

возможности для эксперимента над объектами, выдвижения собственных гипотез и самостоятельного поиска решения. Проведение подобных занятий – одна из возможностей решить проблему преподавания математики с помощью ПК, с применением ИКТ. При выполнении заданий практикума даже с использованием компьютера школьник должен изучить теоретический материал, сделать все необходимые вычисления (хотя, возможно и с помощью компьютера) и оформить проект, используя широкие графические и другие возможности современной техники. А изучение факультативного курса позволяет привить учащимся навыки и вкус к самостоятельной поисковой деятельности с использованием ИКТ. И в связи с этим, можно вспомнить высказывание академика А.Н. Крылова: «Школа не может дать вполне законченного знания, главная задача школы - дать общее развитие, дать необходимые навыки, одним словом … главная задача школы научить учиться, и для того, кто в школе научится учиться, практическая деятельность всю его жизнь будет наилучшей школой».[5]

Литература

1. Вавилов В.В. Школа им. академика А.Н. Колмогорова Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.//Сборник статей ко дню рождения А.Н. Колмогорова. – М.: Научно-технический центр «Университетский», 2003.-150с.

2. Зверкина Г.А. Прикладные задачи – основа развития теоретической математики Древней Греции.// Математика и практика; Математика и культура. (Сборник статей) – М.: Редакция журнала «Самообразование» и МФ «Семигор», 2000, 200с.

3. Колмогоров А.Н. Математика-наука и профессия. Сост. Г.А. Гальперин. М.; Наука. Физматлит, 1988г.

4. Колмогоров А.Н., Вавилов В.В., Тропин И.Т. Физико-математическая школа при МГУ. М. «Знание», 1981.

5. Русаков А.А., Чубариков В.Н. Преподавание математики в специализированных физико-математических школах// Современные проблемы преподавания математики и информатики: Материалы научно-методической конференции: В 3 ч. - Тула: Изд-во Тул. гос. пед. ун-та им. Л.Н. Толстого, 2004. - Ч.III.

17

Ю.Г. Коротенков, А.С. Захаров Институт содержания и методов обучения РАО РАЗВИТИЕ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ В ИНФОРМАЦИОННОЙ

ПОДГОТОВКЕ ШКОЛЬНИКОВ Одним из эффективных путей развития общего образования является

расширение межпредметных связей. Это обусловлено требованиями образования школьника как социальной и интеллектуальной личности, требованиями полноты и глубины всего непрерывного образования. В частности, можно отметить следующие тенденции к расширению межпредметных связей:

1. Общее расширение сферы познания, области знаний человека о мире, природе, обществе и о себе, необходимость их достаточно адекватного отражения в содержании образования. Поскольку учебная деятельность обучаемого должна быть направлена на систематизацию полученных знаний, умений и навыков, то необходима общая концепция образовательного процесса, его содержания и форм, формирование единой системы знаний, выражаемой в различных учебных предметах. Необходимо метапредметное описание.

2. Осуществление естественной взаимосвязи между предметами, когда окружающая действительность (изучаемые объекты, системы) рассматривается с разных сторон и различных проявлениях, в различных аспектах. Происходит взаимопроникновение знаний и умений учебно-познавательной деятельности. Поэтому является важным достижение определенной сбалансированности между этими знаниями и умениями, совместимости и согласованности, отсутствие противоречий и неоправданного дублирования.

3. Расширение образовательного процесса и необходимость его возрас-тающей эффективности требует и определенной рациональности в использовании средств и времени обучения. Необходима взаимная поддержка различных предметов, возможность использования знаний одних в качестве опоры при изучении других.

4. Поиск общей стратегии и учебно-методических средств развития мировоззрения ученика, формирование единых представлений о мире, природе и обществе, отражение единой картины мира.

Все это ведет не только к развитию межпредметных связей в системе образования, но и к необходимости их изучения, методического обоснования, систематизации. Есть общие проявления этих связей в образовании, изучаемые на уровне дидактики, концепций образования и форм обучения. Кроме того, каждый учебный предмет, исходя из информационно-познавательных потребностей обучаемых, а также возможностей, содержательного потенциала, устанавливает свои межпредметные связи и в зависимости от ситуации, опирается на содержание другого предмета или, напротив, предлагает свое сотрудничество, полезное и взаимовыгодное.

Реализацией межпредметной связи считается установление такого отношения между различными учебными предметами, которое характеризуется как оптимальное с точки зрения эффективности их взаимодействия, сотрудничества и взаимовлияния. При этом, процесс взаимовлияния должен быть двусторонним, т.е., речь должна идти о том, что обучение одному предмету должно способствовать освоению учащимися других дисциплин (участников этой взаимосвязи).

18

В данном случае речь идет об информационной подготовке, в частности, при изучении курса «Информатика и информационные технологии» в общеобразовательной школе.

Как наука информатика, так и сам учебный предмет имеют сравнительно короткую историю. Однако они уже успели себя зарекомендовать и как необходимые элементы познания и перспективные средства развития межпредметного сотрудничества.

Каждый учебный предмет, вне зависимости от его направленности на изучение окружающей действительности – гуманитарный или естественнонаучный, является информационным: его содержание – это некая информация, а формы представления этого содержания – формы выражения информации. Каждая предметная область своими средствами отражает часть общей картины мира, выражает закономерности окружающей среды. Поэтому повсюду ощущается его соприкосновение с информатикой, с ее средствами (формализации, моделирования и систематизации, описания информационных объектов, явлений, их преобразований, применения информационных технологий).

Сама информатика, рассматривая информацию, информационные процессы, отношения во всей их полноте и взаимосвязи, опирается на знание их частных проявлений в конкретных природных и социальных системах, на то, что изучается в других предметах школьной программы.

Рассмотрим некоторые тенденции в развитии межпредметных связей в информационной подготовке и некоторые его конкретные проявления.

Информатика изучает закономерности информационной среды, протекающих в ней процессов и отношений, имеющие междисциплинарный характер и призванные выполнять сегодня интегративные функции. "Информатика формирует для систематического научного исследования одну из важнейших областей действительности - область информационных процессов в живой природе, обществе, технике. Она развивает единый подход к изучению этих процессов, который вносит существенный вклад в формирование современного научного представления о мире и человеке. Значительное расширение информатикой сферы научного познания, формирование нового подхода к изучению действительности имеет огромное мировоззренческое значение" [1].

Отмечается метапредметность информатики, которая становится и средством информационного описания, и средством междисциплинарной связи, и средством систематизации области познания. Эта метапредметность получает естественное представление в системе образования. Информатика все более прочно занимает ключевые позиции в формировании мировоззрения ученика и его компетентности, способного к самообразованию и эффективного выполнения своих функций в избранной им профессиональной деятельности.

Понимая общие категории информатики и информационной среды, ученик лучше и полнее сможет воспринять их частные, специфичные выражения в других учебных предметах. Это, в частности, проявляется в обществознании, филологии (языкознании, литературе), биологии:

Информация, как отмечает Н.Н. Моисеев, - это очень сложное и многоплановое явление, оно относится к первопонятиям. «Уже возникла обширная наука информатика, которая пронизывает многие (если не все) научные дисциплины, наука, которая является основой важнейших направлений развития современной техники, вторгается во все сферы нашей жизни, наука, от успеха которой во многом будет зависеть будущность человека, а между тем центральное понятие этой теории

19

– «информация» - до сих пор не имеет четкого общепринятого определения. И это обстоятельство роднит его с такими фундаментальными понятиями, как материя или энергия» [2].

Значение изучения в старших классах вопросов социальной информатики трудно переоценить. Она устанавливает связь между абстрактными (категориальными) и социально-правовыми понятиями, изучаемыми учениками, например, в обществознании, правоведении, помогает осознать информационную сущность явлений в социальной сфере, в экологии, в безопасном состоянии общества. Тенденции развития общества ученик не сможет осознать без понимания сущности информатизации и ее глобальных процессов, информационного общества, информационной культуры. Но и социальная информатика опирается на знания и понятия, уже изученные учениками в других предметах (обществознании, правоведении и др.). Здесь необходимо опираться на такие понятия, усвоенные в этих предметах, как «социальные установки», «социальное познание», «социальные процессы», «социальное явление», «социальные последствия», «идеал», «ценности», «моральная оценка», «правовые нормы», «социальные нормы», что позволяет расширить, углубить и систематзировать знания учащихся, касающиеся социальной сферы.

Информационная культура – понятие, прежде всего, курса информатики, хотя, с другой стороны, решение задачи формирования информационной культуры осуществляется в рамках всех учебных дисциплин, например, в культуроведении и др. Для информатики информационная культура – выражение общей культуры человека, культуры работы с информацией, информационного взаимодействия (коммуникации, обмена, отношений). Поэтому здесь прослеживается связь социальной информатики со всей системой общего образования, с системой воспитания человека в семье и влиянием среды (и позитивным, и негативным).

В обучении языкознанию, истории и др. широко используется метод работы с поиском информации, ее представления, осознания ее смысла. Знания информатики обеспечивают способность учащихся к документированию. На личном примере учащиеся знакомятся с такими понятиями, как авторское право и его защита, право на доступ к информации.

Категориальный аппарат информатики все шире проникает в лингвистику. Сегодня уже обоснована значительная роль изучения таких тем как «Современное понимание языка как уникального средства хранения и передачи информации». Кроме того, при наличии таких параллелей в изучении понятия "язык" в информатике и лингвистике учащимся становится легче понять коммуникационный смысл языков программирования, их посреднический характер, смысл обозначения, кодирования и шифрования.

Достаточно активно использование категориального аппарата информатики происходит при обучении биологии, в частности, таких понятий как информация («Наследственная информация и ее реализация в клетке»), система («Кровеносная система», «Нервная система», «Организм, как единое целое», «Экосистемы» и др.), структура («Структура и функции клетки»), код («Генетический код»). Оперирование здесь такими понятиями более чем уместно: «Объяснить особенность функционирования всего механизма самоорганизации живого вещества, объяснить характер отбора действий, влекущих изменение состояния живыми организмами, без введения понятий информации и информационного взаимодействия невозможно» [2].

20

Рассматривая информацию как комплексное единство содержания и формы, мы, конечно же, приводим в качестве примеров конкретные информационные объекты, процессы, системы, знакомые учащимся из различных предметных областей: физики, химии, биологии, истории, обществознания и т.д. Говорим о содержании природных, социальных или технических систем, их переменном состоянии, требованиях к элементам, абстрактном и формальном выражении. Для информатики это переход от общего к частному, понимание общего на примере частного, для других предметов это примеры перехода от частного к общему и лучшее понимание частного через его абстрактное представление. Учащиеся на личном опыте убеждаются, что, во-первых, при изучении любого объекта его следует рассматривать как систему, а, во-вторых, для эффективного изучения любой социальной или природной системы необходимо ее абстрактное представление и системное моделирование.

Таким образом, "изучение информатики открывает новые возможности для более полного овладения такими современными методами научного познания, как формализация, моделирование, систематизация, компьютерный эксперимент и т.д., которые являются общенаучными" [1], и тем самым также реализуются межпредметные связи курса информатики и других учебных предметов.

Все это является примером осуществление межпредметных связей «по содержанию», когда знания, умения и навыки одного курса привлекаются для использования в других курсах. В результате такой взаимосвязи содержание каждого учебного курса помогает в восприятии и усвоении субъектами образовательного процесса содержания других предметных областей, возникает более полное и глубокое, целостное представление о них. На этом уровне возникает понимание причинно-следственных связей между различными явлениями и состояниями мира, природы, общества, человека, образуется общее научно-познавательное мировоззрение, формируется единое представление о мире, его законах, состоянии и проблемах.

Другим типом межпредметной связи является связь «по форме», когда при изучении одного учебного курса используются формы, конструкции, средства, методы из другой предметной области, а также умения и навыки учащихся их создавать и/или применять.

Сегодня трудно представить изучение физики без средств компьютерной анимации и соответствующих моделирующих программ. Ведь теория многих разделов современной физики основана на абстрактном моделировании, виртуальном представлении о макромире и, в особенности, микромире. Наглядно отобразить эту модель в движении и развитии можно эффективно в средствах компьютерной анимации. При изучении информатики это примеры эффективного построения и использования информационных моделей, моделирования компьютерного эксперимента.

При изучении форм и конструкций информационной области, тем "Формализация и моделирование" и др. происходит существенная опора на абстрактный аппарат математики и др. Теория алгоритмов, формальная логика и логические системы, структура формальных систем и многое другое используется информатикой. Понимание дискретного представления информации основано на ее теоретико-множественном выражении.

Можно приводить и далее различные примеры реализации межпредметных связей информационной подготовки.

21

Однако, следует заметить, что потенциал реализации межпредметных связей информационной подготовки используется не в полной мере.

Рассматриваемая проблема сегодня приобретает особую актуальность в связи с введением профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы [3].

Литература

1. Кузнецов А.А. О концепции содержания образовательной области "Информатика" в 12-летней школе // Информатика и образование, 2000. - №7.

2. Моисеев Н.Н. Универсум. Информация. Общество. – М.: Устойчивый мир, 2001, - 200 с.

3. Кузнецов А.А., Пинский А.А., Рыжаков М.В., Филатова Л.О. Структура и принципы формирования содержания профильного обучения на старшей ступени школы. – М., 2003. 224 с.

Н.Н. Самылкина Московский госпедуниверситет

ИНФОРМАТИКА И ИКТ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Информатика (и ИКТ) как учебный предмет в настоящее время проходит

очередной этап своего развития и укрепления позиций. Идея непрерывного информационного образования практически неотделима от процесса становления общеобразовательного курса информатики и информационных технологий.

Курс информатики в начальной школе вносит значимый вклад в формирование и развитие информационного компонента общеучебных умений и навыков, формирование которых является одним из приоритетов начального общего образования. Более того, информатика как учебный предмет, на котором целенаправленно формируются умения и навыки работы с информацией, может быть одним из ведущих предметов в формировании информационного компонента общеучебных умений и навыков [1-4].

Информатика рассматривается в общеобразовательной школе вообще и в начальной школе в частности в двух аспектах. Первый – с позиции формирования целостного и системного представления о мире информации, об общности информационных процессов в живой природе, обществе, технике. С этой точки зрения на пропедевтическом этапе обучения школьники должны получить необходимые первичные представления об информационной деятельности человека. Второй аспект пропедевтического курса информатики - методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решение задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий. Этот аспект связан, прежде всего, с подготовкой учащихся начальной школы к продолжению образования, к активному использованию учебных информационных ресурсов: фонотек, видеотек, мультимедиа обучающих программ, электронных справочников и энциклопедий.

Курс информатики в начальной школе имеет комплексный характер. В соответствии с первым аспектом информатики осуществляется теоретическая и практическая бескомпьютерная подготовка, к которой относится формирование первичных понятий об информационной деятельности человека, об организации общественно значимых информационных ресурсов (библиотек, архивов и пр.), о

22

нравственных и этических нормах работы с информацией. В соответствии со вторым аспектом информатики осуществляется практическая пользовательская подготовка.

В соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта общего образования "Информатика и ИКТ (информационно-коммуникационные технологии) вводится как учебный модуль предмета "Технология" в 3-4 классах.

В результате по окончании начальной школы учащийся, освоивший модуль "Информатика и ИКТ" предмета "Технология" должен знать/понимать:

• основные источники информации; • назначение основных устройств компьютера; • правила безопасного поведения и гигиены при работе с компьютером;

уметь использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• решения учебных и практических задач с применением возможностей компьютера;

• поиска информации с использованием простейших запросов; • изменения и создания простых информационных объектов на

компьютере. [1] Важной проблемой реализации непрерывного курса информатики является

преемственность его преподавания на разных образовательных уровнях. По умолчанию считается, что любой учебный курс должен обладать внутренним единством, которое проявляется в содержании и методах обучения на всех ступенях обучения. Структура курса, его основные содержательные линии должны, в частности, обеспечивать эту целостность.

Пропедевтический курс информатики поддерживается рядом экспериментальных авторских программ и учебно-методических пособий. К сожалению, ни в одной из предлагаемых программ нет обоснования, почему структура пропедевтического курса определена именно так, а не как-то иначе. Не ясно, на каких методологических основаниях происходило выделение элементов структуры, какова взаимосвязь между ними, что является системообразующим элементом содержания обучения информатике на начальной ступени обучения.

Анализ показывает, что относительно единодушны авторы только по двум пунктам: во всех программах в том или ином виде присутствует линия информационных процессов и линия информационных технологий. Достаточно единодушны в необходимости выделения таких тематических блоков, как “компьютер”, “алгоритмизация”, “моделирование”.

Многочисленные подходы к преподаванию информатики в начальной школе можно представить в виде четырех моделей, различающихся между собой концептуально.

Модели обучения информатике в начальной школе Основная идея

Реализация идеи развивающего обучения на

основе системно-информационной

концепции

Реализация пропедевтики основных понятий курса.

Развитие алгоритмического стиля мышления как основы для формирования

необходимых знаний и умений при

последующем обучении.

Дополнительное обучение

информатике младших

школьников.

23

Авторы А.В. Горячев, Н.В. Макарова, А.С. Лесневский, Т.Л. Истомина

Н.В.Матвеева, Л.Л. Босова

С.Н.Тур, Т.П. Бокучава, А.Л. Семенов, С.К.Ландо.

А.А.Дуванов, М.И.Фролов, С.Симонович, Ю.А.Первин «Кирилл и Мефодий».

1. Реализация идеи развивающего обучения на основе системно-информационной концепции.

Системно-информационная концепция школьного курса информатики предлагаемая Н.В.Макаровой базируется на идеях системного анализа и использования для их реализации компьютерных технологий [5]. В начальной школе обучение ориентировано на развитие интеллектуальных и творческих способностей ребёнка, на умение анализировать и логически мыслить, на целенаправленное исследование явлений и объектов. Предлагаемая концепция отводит информатике интегрирующую роль среди всех школьных дисциплин. За счёт организации межпредметных связей появляется возможность на уроках информатики закреплять и углублять знания, полученные по другим предметам. Концепция ориентирована на выделение инвариантного ядра, которое было бы независимо от конкретного программного инструментария компьютерной технологии. Предполагается, что обучение информатике должно быть непрерывным с 1-го по 11-й классы, либо с 5-6-7-го по 11-й класс.

Аналогичный подход реализуется авторским коллективом под руководством А.В. Горячева для начальной школы.[3, 4] Выбор основного направления пропедевтики в виде освоения базовых, фундаментальных умственных действий полностью соответствует деятельностному подходу в обучении, сущность которого заключается в рассмотрении процесса учения как деятельности. Для преподавателя это означает, что в процессе обучения, при передаче опыта общественно исторической практики он должен решать задачу формирования у обучаемых умения осуществлять деятельность. Целью обучения также является деятельность, или действия и операции, с помощью которых она реализуется и которые направлены на решение специфических для учения задач. Систему операций, которая обеспечивает решение задач определенного типа, называют способом действий. Таким образом, при деятельностном подходе конечной целью обучения является формирование способа действий. При этом всякое обучение основам наук в то же время является и обучением соответствующим умственным действиям, а формирование умственного действия невозможно без усвоения определенных знаний. При деятельностном подходе проектирование учебной деятельности начинают с ее анализа и выделения системы умений: базовых (познавательных и организационных), межпредметных и предметных. Затем планируется последовательность освоения этих умений, начиная с базовых. Именно такую картину мы и наблюдаем в курсе «Информатика в играх и задачах». В нём ставится задача формирования базовых познавательных умений для учебного предмета «Информатика и ИКТ». Поскольку некоторые познавательные умения формируются и на других уроках, в курсе «Информатика в играх и задачах» основное внимание уделяется базовым познавательным умениям, необходимым для изучения логически сложных тем базового курса информатики.

Нельзя не упомянуть о возможностях, которые курс «Информатика в играх и задачах» открывает перед школами, специализирующимися на информатике и информационных технологиях. Для таких школ обучение объектно-ориентированному анализу выступает не только как обучение «автоформализации»

24

знаний, но и как первый этап обучения современной парадигме объектно-ориентированного программирования.

В состав комплекта входят методические пособия для учителя, контрольные работы. Разработаны наглядные пособия. Кроме того, авторы подобрали занимательные и интересные формы проведения занятий, в том числе задачи и учебные игры.

Для проведения уроков по курсу «Информатика в играх и задачах» с компьютерной поддержкой авторы рекомендуют использовать различные имеющиеся у учителя логические игры, соответствующие целям конкретных уроков. Допускается сочетание отдельных программ из разных программных комплексов. В частности, по опыту работы учителей можно сделать выводы о возможности использования следующего программного обеспечения:

1. «Путешествие в информатику» (Автор Т.И.Куликова) 2. Комплекс программ ассоциации «КиД» («Компьютер и детство»). 3. Роботландия 4. Перволого и Логомиры.

Практически одновременно с коллективом А.В. Горячева популяризацию современной парадигмы объектно-ориентированного программирования начинал А.С. Лесневский. В 1996 году им был создан программно-методический комплекс по курсу информатики «Информатика-7», состоящий из учебного пособия и программной среды Смолток. Поскольку авторского коллектива создано не было, учителя не проходили переподготовку для работы с данным комплексом, он не получил широкого распространения.

Среди авторов и одновременно практикующих учителей развивающих данное направление можно назвать Т.Л. Истомину. Пропедевтика объектно-ориентированного программирования начинается Т.Л. Истоминой в пятом классе. По её мнению успешно эту идею можно реализовать как в Логомирах так и в среде Visual Basic.

2. Реализация пропедевтики основных понятий курса информатики. Н.В. Матвеева, Л.Л. Босова [2].

В содержательном плане пропедевтические курсы информатики Н.В. Матвеевой и Л.Л. Босовой создавались как основа непрерывного курса информатики с сохранением содержательных линий базового курса и предварительной пропедевтикой его основных понятий. Это реализация идеи «элементарного изложения содержания школьной информатики на уровне формирования предварительных понятий и представлений о компьютере» [2, стр. 173] Курс Л.Л. Босовой можно считать продолжением курса Н.В. Матвеевой. Авторы делают попытку выстроить многоуровневую структуру предмета «Информатика и ИКТ», который бы рассматривался «как систематический курс, непрерывно развивающий знания школьников в области информатики и информационно-коммуникационных технологий» [2, стр. 183]. Авторы подчеркивают необходимость получения школьниками на самых ранних этапах обучения представлений о сущности информационных процессов, рассмотрения примеров передачи, хранения и обработки информации в деятельности человека, живой природе, технике. А также формирования умений классифицировать информацию, выделять общее и особенное, устанавливать связи, сравнивать, проводить аналогии и пр. Это помогает ребенку осмысленно видеть окружающий мир, более успешно в нем ориентироваться, формировать основы научного мировоззрения.

25

Построенные курсы опираются на основополагающие принципы общей дидактики: целостность и непрерывность, научность в сочетании с доступностью, практико-оринтированность в сочетании с развивающим обучением. В части решения приоритетной задачи начального образования – формирования общеучебных умений, данные курсы формируют умения строить модели решаемой задачи, решать нестандартные задачи. Развитие творческого потенциала каждого ребенка происходит при формировании навыков планирования в ходе решения различных задач.

Авторами созданы учебно-методические комплекты (учебники, рабочие тетради, книга для учителя, электронное учебное пособие), призванные обеспечить изучение пропедевтического курса информатики.

3. Развитие алгоритмического стиля мышления как основы для формирования необходимых знаний и умений при последующем обучении. С.Н.Тур, Т.П. Бокучава (1-4 классы).

Развитие алгоритмического мышления школьников как можно раньше – это традиционная задача пропедевтического курса информатики. В пропедевтическом курсе С.Н. Тур, Т.П. Бокучавы [6] данная задача успешно решается вполне традиционными средствами и формами обучения. Алгоритмическое мышление предусматривает умения анализировать обстоятельства, планировать свои действия, составлять четкую стратегию действий. При этом соответственно возрасту решаются задачи с использованием исполнителей, действующих в обстановке. Очередность используемых задач определяется следующими принципами:

- от простого к сложному (содержание и способы решения задачи усложняются);

- введение нового элемента в каждой последующей задаче; - опора на ранее изученное (следующая задача требует использования ранее

полученных знаний и умений). Каждая задача доводится до реализации на компьютере, т.е. имеет

завершающий этап, позволяющий сформировать приемы отладки программы, навыки анализа результатов, поиск ошибок в записи команд или данных. Курс, ориентированный на алгоритмизацию «дисциплинирует ум».

Представляемый курс (учебники, рабочие тетради, книга для учителя, электронное учебное пособие) универсален, поскольку может служить пропедевтикой любого базового курса информатики в основной школе.

Во многих существующих на сегодняшний день концепциях наблюдается увеличение доли «пользовательского» направления в изучении предмета. Но вместе с тем практически все авторы убеждены, что изучение информатики не должно сводиться только к освоению конкретных средств информационных и коммуникационных технологий. Поэтому все учебные курсы предваряют изучение информационных технологий вопросами видов, свойств, форм представления информации, способов её записи и соотношения с материальными объектами. Учащиеся начальной школы накапливают опыт работы с информацией различных видов и форм представления, при этом непосредственно наблюдая проявление свойств информации, для последующего (в курсе информатики в основной школе) осмысления своего накопленного информационного опыта и действительного изучения перечисленных вопросов.

4. Дополнительное обучение информатике младших школьников. А.А.Дуванов, Ю.А. Первин, М.И. Фролов, «Кирилл и Мефодий».

26

Среди изданий для младших школьников можно выделить достаточно многочисленные в настоящее время учебные пособия (печатные и электронные) не претендующие на реализацию всего содержания школьного курса информатики. Издания, предназначенные для формирования практических навыков работы на компьютере с помощью взрослых или самостоятельно. Здесь также заложена определенная идеология, определяющая компьютер как инструмент, позволяющий сделать процесс обучения более эффективным и интересным для младшего школьника. Как правило, знакомство с компьютером (основными понятиями) происходит в процессе выполнения интересных и понятных школьнику практических заданий. Полученные знания и умения закладывают фундамент для освоения курса информатики основной и старшей школы, в этом есть своя польза. Авторы таких изданий и компании, специализирующиеся на выпуске электронных программных продуктов ориентируются, прежде всего, на запросы родителей, которые хотят, что бы их дети как можно раньше освоили компьютер и использовали его с большей пользой.

Литература 1. Стандарт начального общего образования (Приложение к приказу

Минобразования России от 5 марта 2004 г. № 1089). 2. Программы для общеобразовательных учреждений 2-11 классы. М.;

Бином. Лаборатория знаний, 2005, 380 с. 3. А.В. Горячев и др.«Информатика в играх и задачах» учебник по

информатике для 1-4 классов. М.; Изд-во «Баласс», 2002, 160 с. 4. Методические пособия к учебнику «Информатика в играх и задачах» 1-

4 класс. Издательство «Баласс», 2002, 160 с. 5. Макарова Н.В. Системно-информационная концепция курса школьной

информатики// ИНФО. 2002, №8. 6. Тур С.Н., Бокучава Т.П. Информатика. Учебник-тетрадь. (2 – 4 класс).

СПб, БХВ-Петербург, 2004.

А.В. Картузов, А.Г.Луканкин Московский государственный областной университет

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРА В ЭЛЕКТИВНОМ

МЕЖПРЕДМЕТНОМ КУРСЕ «ЭЛЕМЕНТЫ СИНЕРГЕТИКИ» ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Концепция модернизации российского образования предусматривает введение профильного обучения в старшей школе. Но профильность не должна привести к потере школой общеобразовательного статуса. Для обеспечения гибкости и эффективности организации профильного обучения на старшей ступени система должна включать не только базовый, профильные, но и элективные межпредметные курсы, в которых рассматриваются вопросы, находящиеся на стыке естественно-математических наук и философии [1,2,3]. Предлагаемый нами элективный курс «Элементы синергетики» будет способствовать развитию абстрактного мышления, формированию современной научной картины мира,

27

позволит расширить познавательные способности учащихся, глубже осознать основные философские понятия. Естествознание с античных времен определяет отношение человека к природе. Основные философские течения строились на основе физической науки, установленных ею фактах. Дальнейшее развитие физики и прежде всего создание теории электромагнетизма, теории относительности, квантовой механики и синергетики вызвали необходимость смены парадигмы: переоткрытие понятия времени и конструктивной роли, которую необратимые процессы играют в явлениях природы. Существенно расширилось наше понимание “закона природы”. Понятие этого закона формировалось в XVII в. в результате изучения простых систем, точнее, систем с периодическим поведением (маятник, движение планет). В наши дни естествознание исследует процессы, связанные с динамической реальностью, которая расширяется и меняется по мере того, как растет и изменяется ее понимание нами. На смену детерминизму пришли статистические законы. Их применение в физике началось со статистической механики, где еще можно было предполагать, что, детально описав миллионы столкновений молекул, ведущих себя детерминистически, мы могли бы, например, предсказать поведение газа. Но это число столь велико, что рассматривать подобные эффекты можно только статистическими методами. Моменты нестабильного поведения, неустойчивость - явления не рассматриваемые в рамках детерминистического мира. В моменты потери устойчивости действовавшие ранее законы нарушаются и эффекты, пренебрежимо малые при других обстоятельствах, становятся доминирующими. Так, например, камень, находившийся на вершине горы в неустойчивом положении, может сорваться вниз и вызвать лавину. Поговорка “от копеечной свечки Москва сгорела” - один из примеров того, как событие, ранее казавшееся незначительным, смогло изменить ход истории. Область научных исследований, целью которых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы, получила название “синергетика”. В сложных системах, состоящих из очень большого числа взаимодействующих элементов, детерминизм и случайность действуют одновременно, великолепно согласуясь и дополняя друг друга. Это справедливо как для физических систем (например, газ), так и для биологических (например, муравейник) и социальных (например, наше общество). Стрела времени проявляет себя лишь в сочетании со случайностью. Только в том случае, когда система ведет себя случайным образом, в ее описании возникает различие между прошлым и будущим, и, следовательно, необратимость. Энтропия становиться не просто безостановочным соскальзыванием системы к состоянию, лишенному какой бы то ни было организации. При определенных условиях может выступать как прародительница порядка (“химические часы”, ячейки Бенара и др.). На всех уровнях, от микромира до космологии, случайность и необратимость играют принципиальную роль. Обратимость и жесткий детерминизм в окружающем нас мире применимы только в простых предельных случаях. Необратимость и случайность сегодня рассматриваются не как исключения, а как общее правило. Каждая эволюционная модель должна содержать необратимость, события и возможность для некоторых событий стать отправным пунктом нового самоорганизованного порядка. Возможно, что именно синергетика позволит объяснить происхождение жизни на Земле, процессы, происходящие в человеческом обществе и экономике. Первым гуманитарием, применившим

28

подобные подходы, можно по праву считать Л.Н. Гумилева. Таким образом, в наши дни положено начало процессу объединения естествознания и социологии в единую науку. В рамках предлагаемого курса целесообразно рассмотреть применение синергетических подходов к физическим, химическим, биологическим и социальным системам. Курс рассчитан на 20 – 24 часа. Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать изучаемый материал. Нами разработана программа, моделирующая неустойчивость Бенара.

Численный эксперимент соответствовал исследованию 5040 твердых дисков, двигавшихся и сталкивавшихся в двумерном ящике. Верхняя и нижняя стороны ящика поддерживались при различных «температурах» (диски сталкивавшиеся с каждой из этих сторон, отлетали с новой скоростью, соответствовавшей температуре стороны). Кроме того, диски были подвержены действию внешней силы, направленной против градиента температуры. Эта сила моделировала силу тяжести. В исходном положении диски были случайным образом распределены по ящику, а их локальное распределение скоростей соответствовало равновесному распределению при локальной температуре. В эксперименте участвуют 5040 молекул, период дискретизации составляет 10^-13, то есть вектора скоростей и положения всех молекул пересчитываются через каждые 10^-13 единиц времени.

На представленном выше изображении экрана ПК вектора скоростей

молекул обновляются только через каждые 2 сек. Моделирование начинается сразу после запуска программы. Размеры ящика

задаются в диаметрах молекул.

29

Все параметры можно изменять по ходу выполнения моделирования, однако рекомендуется делать перезапуск модели, если были изменены такие важные параметры, как, например, размеры ящика. Программа имеет следующую панель инструментов:

Назначение кнопок:

- вывод справки;

- открыть панель настройки параметров моделирования. При работе с панелью настройки, значения параметров можно вводить как в

обычной форме, так и в экспоненциальной. Данная форма имеет следующий формат: ±<множимое>±e<степень десятичного множителя>, например -5,2е5 = -5,2*105, 0,56е-10 = 0,56*10-10. Сохранение установленных параметров обеспечивается кнопкой ОК на панели настройки. Кнопка Отмена отменяет все изменения настроек;

- перезапуск модели с текущими параметрами моделирования;

- приостановка или продолжение моделирования. Данная кнопка используется для временной приостановки моделирования. Расчет скоростей и положение молекул, а также перерисовка экрана не будут происходить до тех пор, пока данная кнопка не будет повторна нажата. Все вышеперечисленные действия доступны также и из главного меню (Файл, Настройки, Справка).

Строка состояния программы имеет следующий вид:

Первое поле строки состояния показывает время прошедшее с начала моделирования, выраженное в единицах периода дискретизации. Второе поле отображает общее число столкновений молекул между собой на текущий момент моделирования.

Литература 1. Ваграменко Я.А. Качество и педагогическая эффективность

компьютерных моделей// Информационные технологии и методология обучения точным наукам. Труды Симпозиума Академии информатизации образования. М. 2003, С. 8 – 11.

2. Шиморина Е.Ф. Воспроизводство и обновление знания в современных российских условиях: Монография. М.: Изд-во МГСУ, 2005. 253 с.

3. Луканкин А.Г. Использование компьютера при формировании стохастического мышления у учащихся профильной школы// Информатизация сельской школы (Инфосельш - 2004): Труды II Всероссийского научно-методического симпозиума. – Анапа; М.: Книголюб, 2004. С. 329-330.

30

Е.А. Перминов Российский государственный профессионально-педагогический университет

О РОЛИ ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКИ В ИЗУЧЕНИИ АЛГОРИТМИЗАЦИИ

Как известно, "изучение алгоритмизации в школьной информатике может иметь два целевых аспекта: первый – развивающий аспект, под которым понимается развитие алгоритмического (еще говорят – операционного) мышления учащихся; второй – программистский аспект" [1, c. 267]. В данной работе обосновывается, роль дискретной математики (ДМ) в обучении программированию и развитии алгоритмического мышления ученика. 1. О концептуальной роли ДМ в алгоритмизации. ДМ является инструментарием "для представления и обработки информации в компьютерах [2, c. 2], что предполагает использование только конструктивных объектов. Именно поэтому А.П.Ершов справедливо включает понятие конструктивного объекта в основы теоретического программирования. Это понятие следует признать не только основным, но и первичным. Строго говоря, оно принадлежит не столько теории алгоритмов, сколько введению в эту теорию... Простейшим видом конструктивных объектов являются слова в фиксированном алфавите. Сложным видом конструктивных объектов являются формальные языки (языки программирования, языки математики и др.). Поэтому «… разумно считать, что ядро ДМ образует именно математическая теория языков, точнее, область этой теории, называемая теорией формальных языков» [3, c. 5]. Понятие конструктивного объекта сыграло концептуальную роль в формировании предмета ДМ. В результате появились существенно отличающиеся трактовки и даже различные названия предмета ДМ: конечная математика, дискретный анализ (по аналогии с функциональным анализом), конкретная математика, компьютерная математика. На ранней стадии формирования предмет ДМ отождествлялся с конечной математикой, а также с дискретным анализом, который определяется в как "область математики, занимающаяся изучением свойств структур финитного (конечного) характера, которые возникают как в самой математике, так и в области ее приложений". В результате исследования моделей, обладающих одновременно как дискретными, так и непрерывными cсвойствами, появилось понятие "конкретная математика". Cлово "CONCRETE", как известно, здесь используется не в своих обычных значениях (кроме конкретный это еще и БЕТОН-НЫЙ), а как комбинация слов CONtunious и disCRETE. Эти слова символизируют единство и гармонию методов "непрерывного" и дискретного анализа, играющих концептуальную роль в формировании у учащихся профессиональной культуры математического моделирования и основанной на ней алгоритмизации. 2. Об элементах "дискретного" подхода в изучении алгоритмизации. Важнейшим элементом "дискретного" подхода в изучении алгоритмизации является решение разнообразных алгоритмически разрешимых задач (из теории графов, комбинаторного анализа, булевых функций и других разделов ДМ). При этом задача является алгоритмически разрешимой или неразрешимой, если существует или соответственно не существует алгоритм ее решения на используемом математическом языке. На основе понятия алго-ритмически

31

разрешимой задачи сформировалось понятие исполнителя (ал-горитма) и было уточнено само понятие алгоритма. В результате вошли в обиход понятия эквивалентных и эффективных алгоритмов, являющиеся ключевыми для понимания сути и корректности вычислений на компьютере. Другим важным элементом "дискретного" подхода в изучении алгоритмизации являются системы компьютерной математики (СКМ) и компьютерные технологии (КТ), определяющие, в частности, законы обработки информации. Отметим, что область КТ, по мнению автора учебного пособия [4], является "наиболее значимой областью применения методов дискретной математики... Это объясняется необходимостью создания и эксплуатации электронных вычислительных машин, средств передачи и обработки информации, автоматизированных систем управления и проектирования". Вследствие этого "На грани дискретной математики и программирования появляются новые дисциплины, такие как разработка и анализ вычислительных алгоритмов, нечисленное программирование, комбинаторные алгоритмы, алгоритмизация процессов". Наконец, важным элементом "дискретного" подхода в изучении алгоритмизации являются доминирующие в ДМ алгебраические, порядковые структуры, а также логические, алгоритмические, комбинаторные схемы (в общенаучной терминологии средства или методы математического исследования). В процессе изучения этих структур и схем в мышлении учащихся формируются когнитивные (познавательные) структуры и схемы, являющиеся их отражением. Поэтому изучение доминирующих в ДМ структур и схем, воздействуя указанным образом на развитие мышления учащихся, способствует выработке умения структуировать и тем самым систематизировать информацию, играющего важную роль в моделировании и алгоритмизации, в частности, в создании баз данных в компьютере. Формирование когнитивных структур и схем необходимо начинать уже с 11-12 летнего возраста. Игнорирование изучения доминирующих в ДМ структур и схем (и как следствие этого изучение моделирования и алгоритмизации на основе "четырех арифметических действий") влечет информационный примитивизм в обучении математике и информатике, характеризуемый усвоением в основном информационной компоненты знаний, в т.ч. увлечением готовыми программными "рецептами". В учебном пособии для учащихся 8-9 классов [5] отражен описанный "дискретный" подход в изучения понятий алгоритма и алгоритмической разрешимости. В частности, приводятся различные алгоритмы: решения персонажами Смекалкиным, Ленивкиным и Кнопкиным одних и тех же практических задач; вычислений и решений аналогов "школьных" уравнений в кольце остатков от деления на 4, "новой арифметике" (пятиэлементом поле), алгебре высказываний. В представленной в пособии программе обучения ДМ для 10-11 классов предусмотрено изучение алгоритмов решения задач в перечисленных алгебрах, реализуемых на условных микрокалькулляторах, различающихся перечнем выполняемых операций и размером табло.

Литература

1. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. Под общей ред. М.П.Лапчика. – М.: Издат. центр "Академия", 2001. – 624 c. 2. Капитонова Ю.В., Кривой С.Л., Летичевский А.А., Луцкий Г.М. Лекции по дискретной математике. СПб: БХВ-Петербург, 2004. – 614 c.

32

3. Белоусов А.И., Ткачев С.Б. Дискретная математика. Учеб. для вузов. Под ред. В.С.Зарубина, А.П.Крищенко. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. – 744 с. 4. Иванов Б.Н. Дискретная математика. Алгоритмы и программы: Учеб. пособие. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. – 288 c. 5. Перминов Е.А. Дискретная математика. Учеб. пособие для 8–9 классов средней общеобр. школы. – Екатеринбург: ИРРО, 2004. – 206 c.

P. P. Cулейманов Башкирский госпедуниверситет

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО

ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЙ

Предметом изучения школьных дисциплин являются объекты, как материальные, так и абстрактные. Часть характеристик объекта может быть усвоена учащимися при непосредственном взаимодействии с изучаемым объектом, посредством наблюдения или экспериментирования с ним. В большинстве случаев объект осознается только с внешней стороны. Не всегда интересующие характеристики и признаки легко поддаются обособленному выделению. Возникает необходимость предварительно делить объект на определенные части, вычленить в нем существенное и главное; рассматривать не сам объект, а другой, наделенный несколькими наиболее существенными характеристиками объекта, называемый моделью.

При определении роли и места компьютерного моделирования в формировании понятий будем придерживаться положений о моделировании и компьютерном моделировании, отраженных в работах [1, 2, 3] .

В соответствии с [1] модель – это соответствующее целям моделирования и сохраняющее существенные свойства представление некоторого объекта (явления, процесса) другим объектом (процессом, явлением), которое может быть изучено подходящим инструментарием той или иной науки.

В классификации целей моделирования [3] отмечаются, что модель нужна для того, чтобы:

1) понять, как устроен объект (или как протекает процесс, происходит явление), какова его структура, каково его взаимодействие с окружающим миром (понятийная модель);

2) определить наилучшие способы управления объектом или процессом (управленческая модель);

3) прогнозировать прямые или косвенные последствия функционирования или развития объекта, процесса или явления (прогнозстическая модель);

4) Модель необходима также для организации процесса обучения или самообучения (учебная модель). Для того чтобы некоторое действие считалось моделированием, необходимо:

• наличие целей моделирования (познание, исследование, презентация, проектирование);

• наличие моделируемого объекта (мысленного или реального);

33

• наличие самой модели – другого объект, заменяющего в некотором отношении моделируемый объект.

Общая схема последовательности действий при решении задач методом математического моделирования [2] представлена на рис. 1.

Рис. 1. Общая схема математического моделирования

Использование компьютеров в учебном процессе позволяет выделить важное направление их использования как средства обучения – моделирования изучаемых в школе явлений, процессов и объектов. Значение моделей в учебно-воспитательном процессе связано с повышением наглядности и научно-теоретического уровня изложения материала, с формированием мировоззрения учащихся, развитием их мышления, приобретением ими навыков моделирования. Если ученик имеет дело не с оригиналом, а с его моделью, изучая которую он получает знания об оригинале, то такое изучение называется модельным. Схематически модельное изучение объекта представлено как на рис. 2.

34

Рис. 2. Схема модельного изучения объекта

Использование вычислительной техники в учебном процессе представляет широкие возможности для моделирования явлений, процессов и объектов. Одно из основных достоинств моделей, реализуемых с помощью компьютеров, является их гибкость и вариативность. При этом пользователь может управлять их поведением, активно вмешиваться в работу моделей. Учебная компьютерная модель может выступать как средство наглядности и как объект исследования. Формы работы могут быть как индивидуальные, так и коллективные. При этом учащиеся имеют большие возможности для исследовательской и творческой деятельности, что стимулирует развитие их творческих способностей, делает усваиваемые знания глубже и прочнее, повышает интерес к изучаемому предмету. При создании учебных компьютерных моделей обычно выделяют следующие этапы:

• изучение объекта, явления; • выделение основных свойств и черт, подлежащих моделированию, их

взаимосвязи; • изучение математического аппарата, описывающего эти черты и свойства; • разработка математического аппарата модели; • выделение элементов информации о модели, которую будет получать

пользователь при работе с вычислительной техникой; • определение границ применимости модели.

Прежде чем приступить к созданию учебных компьютерных моделей, необходимо хотя бы в общих чертах определить, какие задачи будут решаться с их помощью и как их применить в учебном процессе. Педагогическая литература определяет следующие основные и функции учебного компьютерного моделирования:

1. Компьютерные модели необходимо создавать на основе содержательного анализа объектов усвоения, разному содержанию должны соответствовать разные системы учебного моделирования. При этом модель может удовлетвлетворять требованиям различных систем учебных задач.

2. Всякое учебное моделирование, в том числе и компьютерное, создается для усвоения системы понятий. Причем целостность этой системы определяется целостностью и внутренней связью моделирующего действия и операций. При этом работа учащихся строится на усвоении, в первую очередь, конкретных действий и операций, а затем их сложной совокупности.

Учитель

Ученик

Модель Объект

Знания

35

3. Поскольку при компьютерном моделировании в первую очередь преследуется цель усвоения учащимися операционного знания, то при разработке программ, различая содержательный и операциональный аспекты моделирования, необходимо учитывать ведущую роль операциональной стороны, обеспечивающий развернутый анализ содержания объекта самими учащимися.

4. Учащиеся должны активно воздействовать на среду с целью нахождения исходного отношения и контролировать свои действия, учитывая поставленные перед ними задачи.

5. Учебное моделирование органически входит в систему учебных задач, являясь своеобразным конструктором, и выступает как средство организации совместной деятельности учащихся и учителя.

6. При разработке компьютерных моделей нужно учитывать возрастной аспект развития детей. Разным возрастным периодам жизни должны соответствовать различные формы учебного моделирования.

В ходе компьютерного моделирования учащиеся должны научиться решать следующие основные задачи создания компьютерных моделей:

• Изучение объекта моделирования. • Выделение существенных свойств и черт объекта, подлежащего

моделированию, их взаимосвязи. • Построение идеализированной, абстрагированной модели объекта,

определение границ применимости данной модели. • Выделение элементов информации о модели. • Построение математической модели. • Разработка алгоритма модели. • Составление компьютерной программы модели. • Реализация компьютерной модели. • Работа с компьютерной моделью.

Учебные компьютерные модели выполняют ряд важных функций при реализации основных этапов процессе формирования понятий.

1. Чувственно-конкретное восприятие. 2. Выделение общих свойств изучаемых объектов. 3. Абстрагирование. 4. Определение понятия. 5. Уточнение и закрепление в памяти существенных признаков понятия. 6. Установление связей данного понятия с другими понятиями. 7. Применение понятий в решении элементарных задач учебного характера. 8. Классификация понятий. 9. Применение понятия в решении задач творческого характера. 10. Обогащение понятия. 11. Вторичное, более полное определение понятия. 12. Опора на данное понятие при усвоении нового понятия. 13. Новое обогащение понятия. 14. Установление связей и отношений данного понятия с другими. Включение компьютерных моделей в процесс формирования понятий может

быть осуществлено на каждом из выделенных этапов. Например, компьютерные модели демонстраций можно использовать на первом этапе. Изучение компьютерной модели можно включить во второй этап, с помощью которого можно выделить существенные признаки (элементы) изучаемого объекта. Возможность представить с помощью компьютерной модели такие узлы, которые закрыты и

36

недоступны – на третьем этапе. Повторная демонстрация компьютерной модели хорошо вписывается в пятый этап. Использование компьютерных моделей для решения задач исследовательского характера целесообразно включать в седьмой и девятый этапы. При работе с компьютерной моделью вводится определение понятия (четвертый этап), в некоторых случаях и обогащение понятия (десятый этап).

В свою очередь компьютерное моделирование включает в себя следующие составляющие формирования понятия как единое целое:

1. Выделение существенных свойств объекта моделирования. 2. Абстрагирование. 3. Определение понятия. 4. Уточнение и закрепление в памяти существенных признаков понятия. 5. Установление связей данного понятия с другими понятиями. 6. Применение понятий в решении элементарных задач учебного характера. 7. Применение понятий в решении задач творческого характера. 8. Чувственно-конкретное восприятие. 9. Обогащение понятия.

Как видим, компьютерное моделирование может и должно занять достойное место в формировании понятий, и для учителя, применяющего компьютерные модели, открывается широкое поле деятельности. Основное содержание деятельности преподавателя по подготовке и проведению таких занятий.

1. Определение темы занятия. 2. Определение научно-методический анализ темы: • места изучаемой темы в курсе дисциплины, дидактических задач,

решаемых при ее изучении; • анализ содержания темы: научные факты, понятия, законы, теории,

формируемые учебные умения; выделение возможностей для воспитания и развития учащихся; практическое применение знаний;

• изучение методической литературы; • определение целесообразности использования компьютерных моделей;

цели и задачи использования компьютерных моделей на данном уроке; • подготовка компьютерной модели: изучение и работа с моделью;

компьютерное моделирование изучаемого объекта; 3. Разработка методики проведения занятия: • конкретизация целей занятия – использования компьютерной модели; • конкретизация основных задач занятия по исследованию явлений,

процессов и объектов с помощью модели; • конкретизация содержания, хода занятия; места компьютерной модели в

процессе его проведения.

Литература: 1. Гейн А. Г. Методика преподавания современного курса информатики /

Информатика. № 42. 2003. 2. Информатика: Учеб. Пособие для студ. пед. вузов / А. В. Могилев, Н. И.

Пак, Е. К. Хеннер; Под ред. Е. К. Хеннера. – 2-е изд., стер. – М.: Изд. Центр «Академия», 2001. – 816 с.

3. Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Под ред. И. К. Семакина, Е. К. Хеннера. Т. 2. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000, 384 с.

37

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ

В.В. Исаев, А.В. Могилев, В.М. Шацких Военный институт радиоэлектроники

ОЦЕНКА ДИДАКТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ В КОМПЬЮТЕРНОМ ТРЕНАЖЕРЕ ФОРМИРОВАНИЯ

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ

Анализ подходов к формированию интеллектуальных умений и навыков, теории, и практики информатизации учебного процесса, позволяет сделать вывод о том, что многие авторы рассматривают адаптивное управление процессом обучения как одно из главных условий его успешности [1].

Предложен подход к реализации рассматриваемого условия на основе задачи синтеза алгоритмов управления выбором сложности обучающих воздействий (ОВ) [2], постановка и решение которой базируется на модели обучаемого [3], представленной в виде вероятностного автомата, определяемого на последовательности моментов времени T={0, …, t-1, t, t+1, …, τ} и характеризующегося в достаточно общем случае:

множеством выходных состояний Yt, где Yt – множество возможных достигаемых на t–ом сеансе обучения уровней обученности, соответствующих результативным характеристикам учебной деятельности;

множеством состояний памяти автомата Xt-1×Yt-1, где Xt-1=Xt-1×Xt-2×…X1 (аналогично для Yt-1), × - знак декартова произведения множеств, а Xk – множество допустимых градаций сложности обучающих воздействий, предъявляемых в ходе учебной деятельности, обучаемому на k–м сеансе подготовки;

алгоритмом вероятностного автомата: ),,,,/(),,/(),((q 11002

2001

10

0t yxyxygyxygyg= … )),/(... 11 −− ttt

t yxyg , представляющим собой кортеж вероятностей перехода обучаемого на t-м сеансе подготовки в состояние обученности yt из множества Yt, условных в общем случае по динамике изменения обученности на пройденных t-1 сеансах yt-1 и динамике изменения сложностей обучающих воздействий xt-1.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

38

Структура условного распределения вероятности изменения уровня обученности имеет вид:

[ ] =+−−++= −−−−−−− );();());(1();()1()1;(),/( 1111111 nyyynyyyPyyPyxyg tttttttttttt δδδδδ

));(1());()1;(();( 1111 nyyyyyPyy ttttttt −−−− −⋅−+⋅+= δδδδ , (1)

где ),,( 11 −−= ttt xyyPP – вероятность повышения уровня

обученности тренирующегося за сеанс обучения, ),( baδ - символ Кронекера. Изменение вероятности повышения уровня обученности в зависимости от

сложности обучающего воздействия и обучаемости характеризуется зависимостью вида:

))()(()1(1)1(1);;( 1|)()(|

)))(1)((()()(

)(1

111

2/11

1−

−−

−−

−− −⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡−−⋅

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡−−= −

−−

−tt

ysxsxsxs

ysysys

ttt ysysxyyP tt

mtt

tt

t

σαα , (2)

где: α – обучаемость; s(yt) – прогнозируемая обученность в t-м сеансе тренировки; s(yt-1) – обученность, достигнутая в t–1-м сеансе тренировки;

s(хt-1) – сложность обучающего воздействия в t–1-м сеансе тренировки; m – класс сложности задач, навыки решения которой отрабатываются в цикле

тренировки; ⎩⎨⎧

≤>

=−baba

ba,0,1

)(σ - функция включения.

Для решения задачи адаптивного управления необходимо определить

параметры модели обучаемого, представленные в выражении (2): обучаемость – α и текущую обученность – s(yt).

Рассмотрим подход к решению данной задачи при формировании интеллектуальных умений и навыков классификации источников радиоизлучений (ИРИ) с использованием компьютерного тренажера.

Данный тренажер позволяет формировать ОВ в пределах задаваемой преподавателем градации сложности. В качестве метрики сложности заданий используется вероятность правильной классификации, вычисляемая процедурой формирования эталонных решений [4]. Методика определения текущей обученности состоит в следующем.

Перед началом тренировки и после каждого сеанса обучения курсантам предъявляется тестовая последовательность, включающая в себя определенное количество заданий каждой градации сложности. По результатам решения заданий определяется интегральная функция распределения вероятности нахождения обучаемого в состоянии градации обученности не ниже заданной, как сглаженная оценка, получаемая по результатам тестирования в каждом t-м сеансе тренировки:

)()(

1)(ˆt

tвыпtt yn

ynyF −= при )1()( −≤ tвыпtвып ynyn Yyt ∈∀ ,

39

где )( tвып yn – количество правильно выполненных заданий yt-го уровня

сложности; )( tyn – общее количество заданий yt-го уровня сложности. В качестве показателя обученности выступает вероятность правильной

классификации ИРИ обучаемым, определяемая как отношение правильно принятых обучаемым решений о классификации ИРИ к общему количеству решаемых им заданий соответствующей градации сложности.

Оценку распределения вероятности состояния обученности в t-м сеансе тренировки можно найти как

)1(ˆ)(ˆ)(ˆ −−= tttttt yFyFyP (3)

В этом случае корректируемую оценку обучаемости α̂ можно вывести из сопоставления последовательности результатов тестирования в каждом сеансе с данными, получаемыми из модели управления обучением [1]. Используя критерий минимума среднеквадратической ошибки, правило получения оценки α̂ можно представить в виде:

] [1;0min))()(ˆ( 2

1 ∈⎯→⎯−∑∑

= αα

τ

ttttYt

yPyPt

, (4)

где )(),/()( 1111

)( 1

−−−−

×

⋅= ∑−

ttttt

ty

YXtt PxyygyP

t

γγα - распределение состояния

обученности в t-ом сеансе, полученное на основе моделирования управления обучением;

)(),/()( 11

1

0

11 ⋅⋅= −−

−

=

−− ∏ lxlll

t

l

ly

tt gxyygP γγ ; )(⋅lxg - алгоритм управления

сложностью обучающих воздействий, используемый в данном цикле обучения. Задача формализации и синтеза алгоритмов управления сложностью ОВ,

подробно рассмотрена в [2]. В ходе проведения педагогического эксперимента на специальной кафедре

Военного института радиоэлектроники проведена оценка дидактической эффективности алгоритмов, условно названных равновероятностным, следящим и экстремальным.

Равновероятностный алгоритм не учитывает индивидуальных особенностей обучаемого и не прогнозирует изменение обученности в процессе тренировки. В данном случае, обучаемому для решения во всех сеансах обучения представляются обучающие воздействия любой сложности из интервала [sнач;sзад].

Сущность следящего алгоритма состоит в оценке обученности s(yt-1) в t-1–ом сеансе обучения и предъявлении в t-м сеансе обучающего воздействия сложности s(xt)=s(yt-1)+Δs, соответствующей обученности s(yt-1). Данный алгоритм не учитывает обучаемость и не прогнозирует изменение обученности в процессе тренировки.

При экстремальном алгоритме выбора сложности ОВ по результатам контроля текущей обученности s(yt-1) и с учетом сложности обучающего воздействия s(xt-1) на предыдущем (t-1-м) сеансе обучения, каждому обучающему воздействию

40

сложности s(xt), предполагаемому к применению в t-м сеансе, ставится в соответствие рассчитываемая условная вероятность достижения обучаемым за оставшиеся до завершения обучения τ - t сеансов, состояния заданной обученности sзад, и выбирается то обучающее воздействие, для которого эта вероятность максимальна. Т. е. осуществляется вероятностный прогноз динамики обученности, а предъявление обучающих воздействий носит упреждающий изменение обученности характер.

В эксперименте участвовало 3 учебных группы: две экспериментальные группы, и одна контрольная группа, общей численностью 76 курсантов.

На первом этапе исследования определены уровни начальной обученности и специальной обучаемости курсантов контрольной и экспериментальных групп.

Результаты проверки показали сравнительно одинаковый начальный уровень сформированности навыка в контрольных и экспериментальных группах.

Затем, в соответствии с предложенной выше методикой, определялась специальная обучаемость курсантов при решении задач классификации ИРИ, при этом оценивалась корреляция показателя специальной обучаемости с ее экспертной оценкой и текущей успеваемостью курсантов.

Полученные результаты показали статистически значимую связь между рассматриваемыми параметрами (коэффициент ранговой корреляции Спирмена rs = 0,74), что позволяет выбирать значения параметра обучаемости на основе оценки текущей успеваемости курсантов, а также экспертной оценки обучаемости. Проведенная оценка текущей успеваемости контрольных и экспериментальных групп позволила сделать вывод, что по уровню обучаемости курсантов контрольная и экспериментальные группы статистически однородны.

В ходе эксперимента с курсантами контрольных и экспериментальных групп проводились занятия в течение времени, отведенного в соответствии с учебным планом. Периодичность и длительность занятий в контрольных и экспериментальных группах была одинакова. Различия состояли в лишь в реализуемых алгоритмах управления сложностью предъявляемых обучающих воздействий. При этом, в экспериментальной группе №1 управление выбором сложности ОВ осуществлялось в соответствии экстремальным алгоритмом, в экспериментальной группе №2 по следящему алгоритму, а в контрольной группе в соответствии с равновероятностным алгоритмом.

По истечении отведенного времени проверялся уровень сформированности умений и навыков классификации ИРИ.

Результаты сформированности умений и навыков классификации ИРИ у курсантов контрольных и экспериментальных групп (распределения оценок по итогам обучения) представлены на рисунке.

Анализ полученных результатов и оценка их достоверности проведены с использованием критерия φ* - углового преобразования Фишера, позволяющего оценить достоверность различий между процентными долями двух выборок, в которых зарегистрирован интересующий исследователя эффект. В качестве такого эффекта в исследовании рассматривается способность курсантов выполнить норматив по решению задач классификации ИРИ на оценку не ниже «хорошо».

41

36

15,5

0

4846

32

16

27

44

0

11,5

24

05

101520253035404550

отл. хор. удовл. неуд.

экспериментальная группа №1экспериментальная группа №2контрольная группа

Результаты исследования – эмпирические частоты по двум значениям

признака: «есть эффект» - «нет эффекта» представлены в таблице:

Таблица

Результаты расчета критерия φ* при сопоставлении курсантов контрольной и экспериментальных групп

«есть эффект» успешное освоение деятельности и

сдача норматива на оценку не ниже

хорошо

«нет эффекта» недостаточное

освоение деятельности и

сдача норматива на оценку ниже хорошо

Группы Кол-во

курсантов в группе

Кол-во курсантов % доля Кол-во

курсантов % доля

Экспериментальная группа №1 25 21 84 4 16

Экспериментальная группа № 2 26 16 61,5 10 38,5

Контрольная группа 25 8 32 17 68

В соответствии с методикой, представленной в [5] определены расчетные

значения φ*эмп. и проведена оценка достоверности различий успешности решения задачи классификации ИРИ курсантами контрольных и экспериментальной групп(φ*эмп.1= 3.94; φ*эмп.2= 2,14).

Рис. 1. Результаты оценки уровня сформированности умений и навыков

42

Выявленные в ходе экспериментального исследования различия в сформированности умений и навыков классификации ИРИ курсантов контрольной и экспериментальных групп, можно считать достоверными при уровне значимости p ≤ 0,01.

Полученные данные подтверждают результаты модельного исследования алгоритмов управления выбором сложности ОВ [3].

При оценке эффективности алгоритмов управления обучением, были получены зависимости вероятности достижения обучаемым заданной степени обученности sзад от количества сеансов обучения – τ при различных значениях обучаемости–α для экстремального, следящего и равновероятностного алгоритмов (рис. 2).

Анализ зависимостей позволяет сделать вывод, что расхождение между экспериментальными и расчетными значениями составляет не более 20%, что подтверждает адекватность модели управления выбором сложности ОВ.

2 4 6 8 100

0.2

0.4

0.6

0.8

1 P

τ

α = 0,34

2 4 6 8 100

0.2

0.4

0.6

0.8

1P

τ

α = 0,63

2 4 6 8 10 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 P

τ

α = 0,78

Рис.2. Расчетные и экспериментальные значения вероятности достижения степени обученности sзад от количества сеансов обучения – τ при экстремальном,

следящем и равновероятностном алгоритмах управления выбором сложности обучающих воздействий.

43

На рисунке 3 представлены распределения вероятностей состояний обученности в семи сеансах обучения, полученные в результате моделирования и на основе экспериментальных данных при следящем алгоритме управления сложностью ОВ при максимальной ошибке определения обучаемости 20 %.

Из представленных зависимостей, видно, что теоретическое распределение

позволяет достоверно определить состояние обученности курсантов в каждом сеансе обучения, что наглядно подтверждает адекватность рассматриваемой модели.

Таким образом, в ходе оценки дидактической эффективности алгоритмов управления выбором сложности ОВ экспериментально подтверждены полученные в ходе модельного исследования [2,3] закономерности формирования интеллектуальных умений и навыков с использованием компьютерного тренажера. Реализация в компьютерном тренажере экстремального алгоритма выбора сложности ОВ позволила повысить эффективность процесса тренажной подготовки ( количество курсантов, выполняющих норматив на оценку не ниже «хорошо» более, чем на 50% % по сравнению с существующим равновероятностным и на более, чем на 20 % по сравнению со следящим алгоритмами управления сложностью ОВ.

Литература 1. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации

обучения. – М.: Педагогика, 1988. – 191 с. 2. Исаев В.В., Мельников В.Ф. Оптимизация алгоритмов управления в

автоматизированных тренажерах // «Педагогическая информатика», №3, 2003, с. 36 – 45.

Рис. 3. Модельное и экспериментальное распределение вероятностей состояний обученности в 7 сеансах обучения при следящем алгоритме управления выбором

сложности ОВ.

XXа) теоретическое распределение б) экспериментальное распределение

сеансы градации градации сеансы

44

3. Мельников В.Ф., Исаев В.В., Шацких В.М. Модель обучаемого в интеллектуальных обучающих системах. // «Педагогическая информатика», №2, 2003, с. 67-73.

4. Шацких В.М., Исаев В.В., Мельников В.Ф., Сытник Е.А. Компьютерный тренажер для формирования умений и навыков классификации источников радиоизлучений.// Деп. ЦСИФ МО РФ 10.10.02, № Б 4902,серия Б, СРДР вып.№61 – М.: ЦВНИ МО РФ, 2002. – 22с.

5. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. – СПб.: «Речь», 2001. – 350 с.

В.В. Персианов, О.В. Анисочкина Тульский госпедуниверситет им. Л.Н. Толстого

КОМПЬЮТЕРНЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ИНФОРМАТИКА» ДЛЯ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА

Развитие вычислительной техники и телекоммуникаций позволяет перейти

в педагогической практике от традиционной среды педагогического общения к взаимодействию в едином образовательном пространстве, формируемом всеми участниками образовательного процесса. Единое образовательное пространство можно определить как комплекс условий и факторов, опирающихся на возможности информационно-коммуникационных технологий и обеспечивающих функционирование образовательной системы в целом.

С учетом больших объемов самостоятельной работы естественно требование, чтобы структура и способ представления учебно-методических материалов в компьютерном комплексе могли легко варьироваться в зависимости от конкретной формы их использования. В конечном счете, необходимо обеспечить доступ большого числа обучающихся к электронному учебно-методическому ресурсу, а также поддержку индивидуального подхода и активных методов обучения.

Типовые модели и процедуры, характеризующие взаимодействие обучающийся-компьютер-обучающий в условиях электронного образовательного пространства, представлены в табл. 1.

Таблица 1 Типовые модели и процедуры электронного образовательного пространства

Наименование модели Выполняемые процедуры

Классно-урочная модель. Практикум в локальной сети.

Инструментальные процедуры: • пользовательский интерфейс; • программные системы.

Информационные процедуры: • поиск информации (пособия,

энциклопедии, справочники); • накопление и хранение информации; • изучение информации, подготовка

данных к практикуму.

45

Проектно-групповая модель. Обучение в группе по единому проекту.

Проективные процедуры: • моделирование проблемной среды; • тренажеры, игры.

Коммуникативные процедуры: • управление занятием; • мотивация обучения; • дистанционное общение.

Модель индивидуальной деятельности. Самостоятельное изучение материала.

Инструментальные процедуры. Информационные процедуры. Проективные процедуры. Коммуникативные процедуры

Электронную образовательную среду формируют компьютерные учебно-

методические комплексы дисциплин, содержащие все необходимые материалы для организации учебного процесса (в электронном виде). Эти комплексы являются основным средством обучения в едином образовательном пространстве для любых форм обучения (очной, заочной, открытой). Выступая в качестве автоматизированной обучающей системы , компьютерный учебно -методический комплекс должен органично встраиваться в образовательную среду учебного заведения, выполняя следующие функции:

• эффективное управление деятельностью обучающегося при изучении дисциплины;

• обеспечение рационального сочетания различных видов учебно-познавательной деятельности с учетом дидактических особенностей каждой из них;

• рациональное сочетание различных информационных технологий представления материала (текст, графика, аудио-, видеоматериалы);

• организация виртуальных семинаров, дискуссий, деловых игр и других занятия на основе коммуникационных технологий при размещении комплекса в сети.

В компьютерный учебно-методический комплекс «Информатика» вошли электронные образовательные ресурсы (контент) из разрабатываемой информационной базы университета и материалы открытой отечественной и зарубежной литературы, необходимые для изучения дисциплины «Информатика», входящей в блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины» учебных планов. Содержание учебного материала соответствует требованиям ГОС ВПО-2, предъявляемым к педагогическим специальностям. Комплекс разработан для студентов педагогических вузов, обучающихся на специальностях: 032100 – Математика, 032200 – Физика, 030600 – Технология и предпринимательство. Комплексом также могут пользоваться студенты, обучающиеся по направлениям специальности 351500 – Математическое обеспечение и администрирование информационных систем.

Компьютерный учебно-методический комплекс имеет следующую структуру. Главная («домашняя») страница включает наименование дисциплины, меню первого уровня для классификации вида учебного материала и справочный текст. Страницы первого уровня включают наименование вида учебного материала, меню второго уровня для классификации типа учебного материала и кнопку возврата на главную страницу. Страницы второго уровня содержат учебный материал выбранного типа и меню третьего уровня для классификации исходного учебного материала. Страницы третьего уровня содержат исходный учебный материал (контент).

46

В качестве примера на рис. 1 приведен фрагмент страницы с учебным материалом по одной из теоретических тем. Страница включает наименование дисциплины, наименование страницы «Лекционный курс», наименование лекции «Информатика как наука, как вид практической деятельности и как учебная дисциплина», ссылки на учебные вопросы первой темы, кнопки возврата на первый и второй уровни, кнопки перехода между лекциями.

Рис. 1. Страница лекционного курса (фрагмент)

Компьютерный учебно-методический комплекс «Информатика» включает

следующий образовательный ресурс: типовая учебная программа по дисциплине, теоретические сведения (обзорные лекции по базовым темам), методические планы для практических занятий и лабораторных работ, задания для самостоятельных работ, контрольные работы и тесты для контроля знаний. При выполнении практических занятий и лабораторных работ можно пользоваться примерами, записанными в информационной базе университета (в комплексе на них проставлены ссылки).

Для навигации по электронному комплексу разработаны текстовые иерархические меню по технологии гипертекстовых ссылок и кнопочных меню с прямыми ссылками. Эти ссылки позволяют вернуться на первый уровень (вид учебного материала), на второй уровень (тип учебного материала), на третий уровень (исходный материал), к началу страницы и перемещаться между страницами одного иерархического уровня без возврата к главному меню (например, между лекционными темами). На домашней странице имеется кнопка автоматического подключения к электронному адресу разработчиков пособия.

Отладка компьютерного учебно-методического комплекса проводилась на IBM PC-совместимом компьютере с процессором Seleron-900 в операционной системе Microsoft Widows XP, браузер Microsoft Internet Explorer версии 4.0. Ресурс включает 27 объектов: 6 индексных страниц *index.htm; 14 страниц с контентом *.htm;

47

папка с файлами системных рисунков info_img (формат рисунков *.gif); 6 папок с содержательными рисунками *.img. Образовательный ресурс апробирован авторами на факультете математики и информатики Тульского государственного университета им. Л.Н. Толстого в 2003-2005 годах.

Литература

1. Данильчук Е.В. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие. – Волгоград: Изд-во Перемена, 2002.

2. Пак Н.И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации. Учебное пособие. – Красноярск: Изд-во КГПУ, 1999).

3. Персианов В.В., Сорокина Н.В. Метабаза образовательной области «Информатика» / Педагогическая информатика. 3. 2003. – С. 45-52.

4. Персианов В.В., Сорокина Н.В. Образовательное пространство педагогического вуза для изучения дисциплин информационного цикла / Педагогическая информатика. 2, 2004. – 47-59.

П.А. Корягин, М.А. Морозов, А.Л. Симонова Красноярский госпедуниверситет

WEB – ВЕРСИЯ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗНАНИЙ PRODIZ.WEB

Востребованность дистанционного образования уже не вызывает сомнения. Не

является секретом и то, что эффективность образования во многом определяется методиками и технологиями, применяемыми в нем. Поскольку под дистанционным образованием мы понимаем обучение на расстоянии при интерактивном взаимодействии обучаемого и обучающего с использованием средств телекоммуникационных технологий, то доступность и эффективность технологий образования определяется наличием соответствующего программного обеспечения.

В процессе дистанционного взаимодействия студента и преподавателя, при котором последний координирует процесс обучения, а студент самостоятельно познает новый материал, особенно актуальным становится вопрос оценки знаний. Одним из оптимальных способов оценки знаний в системах дистанционного образования является тестирование, поскольку данный метод может быть эффективно реализован в компьютерном телекоммуникационном варианте.

В Красноярском государственном педагогическом университете им. В.П. Астафьева была разработана технология компьютерного тестирования, основанная на принципах «белого» и «черного» ящиков. В качестве «белого ящика» используется экспертная модель знаний предметной области, «черный ящик» − это исследуемая система, то есть личностная модель знаний студента. Педагогическая диагностика осуществляется путем сравнительного анализа результатов тестирования (выходных данных) с эталонными, полученными от подобного воздействия на «белый ящик» [1].

На основании разработанной технологии с целью создания диагностического средства была спроектирована и реализована интеллектуальная система компьютерной диагностики знаний (СКДЗ) Prodiz. Особенностью которой являются открытость, массовость, адаптивность и развиваемость [2].

48

Тестовая оболочка Prodiz v1.5 состоит из трех модулей: управления, тестирования и разработки тестов («тестолог»). Модуль управления отвечает за настройку прав доступа, за ведение списка пользователей в оболочке, за инфраструктуру учебного заведения (курсы, факультеты, группы). В модуле «тестолог» происходит создание и наполнение тестового пространства для предметных областей, а также просмотр и обработка результатов тестирования. Модуль тестирования позволяет проводить тестирование и отображать результаты испытуемому [3].

В связи с активным развитием дистанционных курсов в КГПУ им. В.П. Астафьева, а также развитием системы филиалов вуза возникла потребность в совершенствовании тестовой программы с целью адаптации её к использованию в дистанционном образовании. Перечислим основные требования, которым должна удовлетворять ожидаемая версия программы:

• поддержка всего процесса создания тестов и тестирования, реализованного в версии клиент-сервер от авторизации до просмотра результатов;

• работа через Web-браузер; • самоочевидность (дружественность) интерфейса программы.

В настоящее время завершена работа по созданию Web-версии модуля тестирования, который позволяет организовывать тестирование студентов в дистанционном режиме. Разрабатываемый модуль получил название Prodiz.Web. В качестве средства разработки был выбран язык Perl как наиболее гибкий и достаточно хорошо приспособленный для создания Веб-приложений. Также используются ООП и сохранение состояния объектов (известное как сериализация). Интерфейс, состоящий из HTML-страниц, предоставляет широкие возможности для встраивания программы. В частности, цветовая гамма по умолчанию соответствует пиктограммам Windows-версии Prodiz, однако настройки дизайна позволяют адаптировать его под сайт учебного заведения, предоставляющего образовательные услуги с использованием Prodiz.Web. Данный подход подразумевает также работу в составе иных программных комплексов. Например, разработчики наглядных пособий по различным дисциплинам могут использовать все возможности, заложенные в СКДЗ, не проводя заново ее разработку.

Рис. 1. Страница приветствия Prodiz.Web

49

На первой странице программы специально выделены области, информирующие посетителя о том, по каким дисциплинам он может пройти тестирования и какому образовательному учреждению принадлежат представляемые материалы (рис. 1). Оригинальные технологии формирования Веб-страниц делают возможным встраивание даже системы URL.

Концепция интерфейса заключается в том, что программа ведет тестируемого через весь процесс, на каждом шаге предлагая сделать выбор (дисциплины, теста, ответа и т.д.). Элемент нелинейности перемещения возникает лишь в ситуации, когда разрешено выполнять задания в произвольном порядке. Пример страницы выбора теста приведён на рис. 2.

Веб-интерфейс скрывает возможности программы, незадействованные в текущем режиме. Таким образом, программа максимально избавляет пользователя от необходимости изучать ее, экономя его внимание для непосредственно тестирования.

Использование Веб-интерфейса не только делает возможным использование системы в Интернете, но также упрощает развертывание и модернизацию ее в компьютерных классах.

Рис.2. Страница выбора предметной области

Весь процесс тестирования выглядит следующим образом.

1. Испытуемый приходит на главную страницу программы по ссылке, взятой из учебника или выданной по электронной почте преподавателем.

2. Далее он вводит учетные данные, идентифицирующие его. Обычно это фамилия и номер зачетной книжки.

3. Затем выбирает предметную область, по которой собирается пройти тестирование.

4. После этого испытуемый указывает необходимый тест, и получает краткую информацию о нем (рис. 3).

50

5. После выбора ссылки «Приступить» пользователь попадает на страницу с первым вопросом. Он видит ссылки, позволяющие ему перемещаться по тесту, и ссылку на получение результата (рис. 4).

6. После выбора ссылки «Результат», либо по истечении отведенного времени, испытуемый видит таблицу с результатами (рис. 5).

Рис.3 Страница краткой информации о предстоящем тестировании

Рис.4 Процесс тестирования: страница тестового задания

51

Рис.5 Результаты завершенного теста

С точки зрения информационной безопасности программа представляется более защищенной, чем настольные приложения, так как она работает на сервере, а значит, при корректной его настройке, внешние пользователи не могут вмешиваться в ее работу. Ответы и время тестирования также обрабатываются на сервере, хотя справочный отсчет времени ведется также и на странице задания в реальном времени. Prodiz.Web может работать на различных операционных системах, включая семейства Windows и UNIX. Тем не менее, и Prodiz, и Prodiz.Web в настоящее время работают только с СУБД MS SQL Server.

Также важно заметить, что использование сети Интернет для тестирования в реальном времени требует учитывать задержки в сетях передачи данных. Эта проблема в системе Prodiz.Web решается смягчением временнóго контроля путем добавления ко времени, отведенному пользователям Windows версии фиксированного количества секунд, определяемого администратором программы. При использовании в локальных высокоскоростных сетях, данная функция может быть отключена.

Разрабатываемый продукт сочетает в себе как глубокую методическую проработку, унаследованную из Prodiz, так и современные решения в области архитектуры ПО и эргономики пользовательских интерфейсов.

Предметные области для тестирования Prodiz.Web получает из Windows версии программы. Точно так же и результаты тестирования в Web версии Prodiz доступны через Windows версию. То есть имеется тесная взаимосвязь этих двух программных продуктов.

В дальнейшем планируется развивать как Windows версию Prodiz, так и Web версию. Для Windows версии необходимо расширить используемые формы тестовых заданий (добавить задания открытого типа и задания на восстановление соответствия, последовательности). Так же планируется внедрить элементы теории

52

распознавания. Prodiz.Web необходимо расширить и реализовать Web версию модуля «тестолог», для того что бы преподаватели могли создавать предметные области с любого компьютера, подключенного к Интернет.

Литература

1. Пак Н.И., Симонова А.Л. Методика составления тестовых заданий по курсу "Информатика" // Информатика и образование. − 1998. − №5. − С. 27 − 32.

2. Пак Н.И., Симонова А.Л. Компьютерная диагностика знаний в системах дистанционного образования // Дистанционное образование. − 2000. − №2. − С. 17 − 21.

3. Пак Н.И., Симонова А.Л., Морозов М.А., Иванова Т.А. Интеллектуальная компьютерная система диагностики знаний с обучением // Педагогическая информатика. – 2005. – №2. – С. 27 – 34.

В.А. Стародубцев, О.Г. Ревинская Томский политехнический университет

РАЗВИВАЮЩАЯ РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛИРУЮЩИХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

В информационном обществе приоритетным становится образование

основанное на учебно–воспитательном и развивающем воздействии компьютерных и телекоммуникационных средств опосредованного общения, позволяющих трансформировать информацию, видоизменять ее объем, форму, знаковую систему и материальный носитель исходя из целей педагогического взаимодействия [1–3]. Роль этих дидактических средств, помимо передачи знаний и социального опыта новым поколениям, – формирование коммуникативной культуры, адекватной техническому развитию общества. Функцию формирования информационно–коммуникативной культуры в содержании образования можно реализовать двояко. Во-первых, в рамках учебных курсов информатики, где информационные коммуникативные средства и технологии являются целью изучения. Здесь формируются не только знания об устройстве компьютеров, навыки программирования и работы с программными средствами коммуникаций, но также и общее понимание роли информации в современном мире, ее значения как продукта и средства развития общества [1]. Во-вторых, информационно–коммуникативное образование должно де-факто стать «сквозным», проникающим компонентом если не всех, то большинства дисциплин высшей школы. Информационные, компьютерных и телекоммуникационные технологии, введенные в структуру содержания образования как средство преподавания дисциплины и используемые студентами и преподавателями в повседневной учебной, научно–исследовательской и проектной деятельности, будут формировать и закреплять в практическом применении информационно–коммуникативную культуру попутно, в контексте общеобразовательных или специальных курсов. Данный подход развивается в концепцию распределенного изучения информационных и коммуникационных технологий [4]. Необходимость разработки и изучения информационно–коммуникационных средств и технологий и самих по себе, и в составе учебно–методических комплексов многих дисциплин становится условием адаптации

53

системы высшего образования к требованиям формирующегося информационного общества.

Целью нашей работы является реализация положений изложенных в работе [4] в педагогической практике физического образования. По нашему убеждению, в профессионально ориентированном образовании между конкретно-предметной деятельностью и абстрактно-логическим мышлением должен быть связывающий их переходный этап от эмпирического познания к теоретическому. Он обусловлен объективными закономерностями развития личности в единстве внешнего и внутреннего планов деятельности и должен сохранять, с одной стороны, конкретность и непосредственную наглядность исследуемых объектов и процессов. С другой стороны, он должен обеспечить возможность перцептивных действий и опосредованную наглядность теоретических понятий. С такой точки зрения трудно найти альтернативу компьютерным моделирующим лабораторным работам, если их педагогическое проектирование и реализация в учебном процессе основаны на традиционных дидактических принципах и их развитии с учетом роли информационных процессов.

Основой физического образования являются физический эксперимент и фундаментальная теория. После освоения техники и методов реального физического экспериментирования в учебных лабораториях (практические действия с материальными объектами, измерительными приборами и т.д.), студенты физико-математических факультетов (а также многих технических) могут перейти к исследованию компьютерных (виртуальных) моделей физических явлений, эффектов и процессов взаимодействия, развивая свое предметно-образное мышление и осваивая методы исследовательской деятельности [2]. В настоящее время опубликованы описания целого ряда компьютерных работ, позволяющих проводить исследование моделей физических процессов различной сложности [3]. Затем должен быть этап конструирования компьютерных моделей взаимодействия объектов, доступных в рамках компьютерных конструкторов (типа Интерактивной физики, Стратум 2000 или авторских разработок). Следующим шагом на пути формирования знаний, умений и навыков применения компьютеров будет математическое моделирование физических процессов на уровне разработки математических моделей и их исследования адекватными средствами (MathCAD, Mathematica и т.п.). На завершающей стадии подготовки бакалавров они должны освоить на уровне пользователей современное программное обеспечение (Lab View, например), предназначенное для компьютеризации физического эксперимента (учебно-исследовательского и научного). Таким образом, цикл подготовки будет завершен возвратом к основам, но на более высоком уровне освоения теории и практики.

Формирование ориентированного на науку мышления, в частности – интегративного системного мышления, рассматривается нами как важный компонент фундаментального физического (а также химического, экономического и т.д.) образования. Учитывая неразрывную связь внутреннего и внешнего планов деятельности, при выполнении лабораторных работ необходимо обеспечить системные объекты исследования и систему деятельности по их исследованию. В этом плане большие возможности представляет компьютерное моделирование физических процессов как способ создания (конструирования) систем взаимодействующих объектов. Модели отдельных объектов (модель объекта 1, модель объекта 2, …., модель объекта N) могут быть заданы компьютером (программным обеспечением), тогда как модель системы взаимодействующих

54

объектов должна быть создана пользователем – активным участником, принимающим решения и управляющим компьютером.

Исходным пунктом будет математическая модель (описание свойств) объектов (осцилляторов, упругих шаров и т.д.). Цель компьютерного моделирования, по нашему мнению, заключается в получении нового (для студента) знания о динамике поведения (закономерностях движения) системы взаимодействующих объектов, выявление и описание новых качеств, свойств, которых нет у изолированных объектов (отдельных элементов). Задачей компьютерного эксперимента (как средства достижения цели) становится исследование вариантов состава и структуры системы – параллельного и последовательного соединения элементов, сонаправленного и перпендикулярного движения и т.д. и установление общих, специфических и частных закономерностей, тенденций, функциональных зависимостей, свойств. Определение конкретных характеристик одного из элементов собранной модели системы может быть реализовано в связи с выявлением свойств системы (общих и специфичных для отдельных объектов). Главное, по нашему мнению, отойти от стереотипа определения частных свойств объектов (коэффициентов жесткости, модулей упругости, плотности, силы тяжести и т.д.), выражаемых числом (тензором), и перейти к установлению закономерных связей, к функциям, к тенденциям и развитию, к появлению эмерджентных свойств системы. Опора на выявление системных свойств будет формировать и системное мышление студентов. В методическом обеспечении здесь может быть использована идея содержательного конфликта: теория отдельных объектов дана, а теории поведения системы – нет. Она должна быть получена (ее элементы, по крайней мере) в результате исследовательской (частично-исследовательской) деятельности студентов при выполнении компьютерного эксперимента и анализа его результатов.

Как отмечено выше, важным дидактическим требованием к проектированию компьютерных лабораторных работ является сохранение непосредственной наглядности при выполнении компьютерного эксперимента, создающей связь виртуального процесса с реальным. Образно, с их визуальной привязкой к соответствующим элементам графического отображения процессов, должны быть представлены материализованные объекты и собранная из них система. Это создает эмоциональное восприятие конструктов, способствует наглядно-образному мышлению. Вместе с тем, параллельно должна вводиться опосредованная наглядность – предъявление динамики системы в виде более абстрагированного образа графических функциональных зависимостей. Комплексность представления информации позволит практически использовать и закрепить приемы предметно-образного и абстрактно-логического мышления (сопоставление, сравнение, отождествление, анализ, формализация, поиск аналогии, обобщение и т.д). Таким путем может быть реализована развивающая функция компьютерных лабораторных работ как новых средств и условий приобретения знаний.

На представленной основе нами спроектированы и введены в учебный процесс компьютерные лабораторные работы по курсам концепции современного естествознания и общей физики [3, 5]. В числе наиболее наглядных моделирующих работ предлагается исследование колебаний простой системы из двух сцепленных пружин. Состав системы изменяется путем выбора объектов, различающихся по упругим свойствам, структура системы изменяется от последовательного соединения объектов к взаимно перпендикулярному. В процессе выполнения работы внимание студентов обращается на появление кооперативных свойств, которые отсутствовали у отдельных объектов: биения, модуляция амплитуды

55

результирующего движения, увеличение степеней свободы (повышение размерности траектории движения), затухание колебательного процесса и т.д.. Несмотря на простоту исследуемой системы (а может быть – благодаря ей), наглядно и в разнообразии проявляются эмерджентные (возникающие во взаимодействии элементов) свойства физической системы. Это показывает необходимость учета системных эффектов и в других процессах (биологических, экономических, социальных и т.д.).

В развитие положения о возможности формирования компьютерной компетенции студентов в контексте физического образования приведем варианты выполнения моделирующих компьютерных работ, предусматривающие составление электронной формы отчета по работе параллельно ходу учебно-исследовательских действий. После вводно-мотивационной части и ознакомления с планом лабораторной работы по дисциплине Математическое моделирование физического эксперимента, студенты четвертого курса начинают оформление отчета с подготовки титульного листа в текстовом процессоре MS Word, формулирования цели работы и записи основных положений (концептуальной модели исследования). Затем выполняются задания этапов работы. Представленные в графической форме на экране компьютера результаты копируются в буфер обмена, обрабатываются с использованием MS Paint и вставляются в отчет. Для набора формул, проверки размерностей и записи численных преобразований в адекватной форме студенты обращаются к редактору MS Equation. Проведение занятия предусматривает фронтальную индивидуально-коллективную работу, когда у каждого из участников имеется индивидуальное задание, из совокупности которых формируется общий учебно-исследовательский проект. Поэтому на определенном этапе занятия производится обмен полученными данными и в MS Excel составляется итоговая таблица данных. Общий результат каждый из участников представляет в виде графических функциональных зависимостей (используя опцию «мастер диаграмм») и анализирует, при необходимости, с помощью средств математической обработки данных. В конечном счете, ориентируясь на возможное практическое использование результатов проекта, подбираются эмпирические формулы, описывающие установленные закономерности с заданной погрешностью (в исследованном интервале значений). На заключительном этапе преподаватель обсуждает совместно со студентами выводы по работе, фиксирует достигнутые каждым результаты и дает разрешение на копирование материалов отчетов на дискеты или компакт-диски для последующего завершения отчетов во внеурочное время.

Представленная методика реализована нами, в частности, при выполнении лабораторной работы, моделирующей эффект электризации диэлектрических материалов потоком заряженных частиц, когда при определенных дозах возникает потенциальный барьер, достаточный для отражения самого заряжающего потока. При расположении слоя диэлектрика на заземленной подложке критическими параметрами являются величины кинетической энергии частиц, толщины слоя диэлектрика и распределение поверхностного заряда. Очевидно, что в данном случае легко составить большое число индивидуальных вариантов заданий и, соответственно, получить достаточно большой объем данных для анализа и обработки.

В другом варианте выполнения компьютерной лабораторной работы, в которой исследуется связь множеств Мандельброта и Жюлиа, студентам предложено представить отчет в редакторе презентаций MS Power Point совместно с использованием средств обработки изображений и формул. Целесообразность

56

такой формы отчетности обусловлена спецификой объектов исследования, необычной выразительностью и живописностью геометрической формы фракталов, особенно в многоцветном представлении. В данном случае преподавателем задается минимально необходимая ориентировочная основа деятельности, в частности используется видеофильм по теме исследования, и ставится цель самостоятельно сформулировать себе индивидуальное задание для исследования конкретного соответствия получаемых выходных данных с областями значений входных параметров на множестве Мандельброта. Отсутствие жестко заданных условий ставит студентов в позицию самостоятельного обоснования выбора цели исследования и творческого подхода к представлению полученных результатов. Как правило, это вызывает позитивную мотивацию к выполнению работы и приводит к неповторяющимся, оригинальным отчетам. При этом в процессе подготовки отчетов-презентаций присутствует элемент конкуренции студентов, проявляется желание показать свой имеющийся опыт.

Таким образом, наряду с достижением исследовательской цели лабораторного занятия естественным и деятельностным путем закрепляется навык обращения к типовым компьютерным инструментальным средствам, применяемым в реальной инженерной деятельности. Отчет по лабораторной, учебно-исследовательской или выпускной работе становится индикатором достигнутой общепрофессиональной компетенции, умения работать по «безбумажной» технологии, когда результаты работы могут быть переданы преподавателю (или другому потребителю) в электронной форме. Электронная форма отчета остается и у исполнителя – студента, пополняя его персональную электронную библиотеку. В целом закрепляется стиль деятельности, адекватный уровню общей информатизации сферы образования.

В заключение отметим, что в современных условиях возникает педагогическая задача противостоять потребительскому стилю жизни, в котором навязываются не только продукты «готовые к употреблению», но и готовые стереотипы поведения и мышления. В этом плане компьютерные лабораторные работы имеют вполне определенный потенциал развития студентов, поскольку они направлены и на мотивацию потребности размышлять и критически анализировать результаты своей деятельности.

Литература

1. Колин К.К. Природа информации и философские основы информатики // Открытое образование. – 2005. – №2. – С. 43–51.

2. Стародубцев В.А. Компьютерные и мультимедийные технологии в естественнонаучном образовании: Монография. – Томск: Дельтаплан, 2002. – 224 с. http://www.lib.tpu.ru/fulltext/m/2003/m15.pdf/

3. Стародубцев В.А. Компьютерный практикум: единство моделирования явлений и деятельности // Педагогическая информатика. – 2003. – №3. – С. 24–30.

4. Роберт И.В. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах // Информатика и образование. – 2001. – №5. – С. 12–16.

5. Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. Изучение основных законов механики с помощью моделирующих лабораторных работ на компьютере / Материалы XV Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». – Троицк: Тровант, 2004. – С. 86–87.

57

Н.Г. Семенова Оренбургский госуниверситет

РЕАЛИЗАЦИЯ МУЛЬТИМЕДИА ТЕХНОЛОГИЙ

В ЛЕКЦИОННЫХ КУРСАХ

Стремительное развитие информационных и коммуникационных технологий, характерное для конца ХХ века, привело к значительной перестройке информационной среды современного общества, открывая новые возможности общественного прогресса, находящего свое отражение и в сфере образования. Достижения в области создания и развития принципиально новых педагогических технологий, основанных на реализации возможностей информационных технологий, позволяет разрабатывать и использовать педагогические программные средства, ориентированные на выполнение разнообразных видов учебной деятельности.

Основными принципами новых информационных технологий являются: интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером; интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с другими программными продуктами; гибкость процесса изменения, как исходных данных, так и постановки задач.

Данными свойствами обладают мультимедиа технологии, постепенно внедряющиеся в российский образовательный процесс. Мультимедиа технологии (МТ) - совокупность технологий (приемов, методов, способов), позволяющих с использованием технических и программных средств мультимедиа продуцировать, обрабатывать, хранить, передавать информацию, представленную в различных формах (текст, звук, графика, видео, анимация) с использованием интерактивного программного обеспечения. Ввиду того, что основой образовательного процесса очной формы обучения являются лекции, дидактическими средствами обучения, адекватными новым информационным технологиям, должны стать, мультимедийные курсы лекций (МКЛ), читаемые в специально оборудованной мультимедийной учебной аудитории. МКЛ используется лектором с учетом его индивидуальной манеры чтения лекции, специфики учебной дисциплины, уровня подготовленности студенческой аудитории. Мультимедийный курс лекций позволяет программно соединить слайд-шоу текстового и графического сопровождения (фотоснимки, диаграммы, графики, рисунки и т.д.) с компьютерной анимацией и численным моделированием изучаемых процессов. Он совмещает технические возможности компьютерной и аудиовидеотехники в представлении учебного материала (наглядно-образное представление информации) с общением лектора с аудиторией (вербально-логическое представление информации). Такая организация предопределяет скачок эффективности использования МТ в обучении, так как позволяет раскрыть на новом качественно более высоком уровне классический принцип дидактики – принцип наглядности, называемым «золотым правилом дидактики».

Использование МТ в лекционных курсах оказывает большое психолого-педагогическое воздействие на студентов. Наглядно-образная информация, выполненная средствами МТ, активизирует эмоциональное воздействие на обучающихся, которое обеспечивает повышение роли сенсорно-перцептивного уровня восприятия и обработки бимодальной информации по сравнению с традиционной лекцией, а также повышение эффективности мнемических процессов. В результате реализация МТ в лекционных курсах способствует улучшению концентрации внимания, процессов понимания и

58

запоминания, формированию представлений, усвоению теоретических знаний (понятий, концепций и др.), активизируя познавательную деятельность студентов.

Активизация эмоционального воздействия лекции, читаемой с применением МТ, на обучающихся связана с тем, что:

во-первых, обучающая среда (слайды) в МКЛ создается с наглядным представлением информации в цвете, что позволяет увеличить репрезентативную ценность материала за счет психофизиологических особенностей человека, поскольку цвет является мощным средством эмоционального воздействия на человека и эффективным средством приема, переработки зрительной информации. Психологами доказано, что запоминаемость цветной фотографии почти в два раза выше по сравнению с черно – белой [1];

во-вторых: использование анимации, является одним из эффективных средств привлечения внимания [2] и эмоционального восприятия информации. Анимированные изображения способствуют повышению выразительности и эстетичности МКЛ. Вместе с тем, замена статических изображений динамическими целесообразна лишь в том случае, когда сущность демонстрируемого объекта связана с процессом, динамикой, отношениями, которые не может передать статика;

в-третьих, наглядное представление информации в виде видеофрагментов, фотографий, смоделированных процессов оказывает принципиально более сильное эмоциональное воздействие на человека, чем традиционное, поскольку оно способствует улучшению понимания и запоминания физических и технологических процессов (явлений), демонстрируемых на экране. «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» – как часто мы говорим друг другу эту фразу, и не без основания, поскольку пропускная способность зрительного нерва в 100 раз превосходит пропускную способность слухового.

Лекция - мультимедиа становится более гибкой и дидактически эффективной, т.к. МТ позволяют [3]:

• повысить информативность лекции (не надо писать мелом на доске); • стимулировать мотивацию обучения; • повысить наглядность обучения за счет использования различных форм

представления учебного материала: трехмерной компьютерной графики, видео, анимации (структурная избыточность);

• осуществить повтор наиболее сложных моментов лекции (тривиальная избыточность);

• реализовать доступность и восприятие информации за счет параллельного представления информации в разных модальностях: визуальной и слуховой (перманентная избыточность);

• организовать внимание аудитории в фазе его биологического снижения (25-30 минут после начала лекции и последние минуты лекции) за счет художественно – эстетического выполнения слайдов - заставок или за счет разумно применимой анимации и звукового эффекта;

• осуществить повторение (обзор, краткое воспроизведение) материала предшествующей лекции;

• создать преподавателю комфортные условия работы на лекции. Главное преимущество МКЛ состоит в возможности использования

интерактивного взаимодействия преподавателя-лектора как с программно-аппаратным средством, предполагающим индивидуальное проектирование изложения лекционного материала, моделирование проблемных лекций, так и

59

одновременное общение со студенческой аудиторией – возможность задавать вопросы, управлять эмоциональной обратной связью.

Дидактическая сущность проблемной лекции состоит в том, что излагая факты, она неизбежно акцентирует процесс познания, движение знания от одного уровня к другому, вводит обучающихся в лабораторию научно-познавательной деятельности (контроль движения чужой мысли и соучастие в нем).

Глобальная цель любой лекции - обучить умению гибко решать проблему, умению вести научный и практический поиск в решении конкретных задач. Соответственно, при чтении лекций желательно придерживаться методики, позволяющей строить необходимые дедуктивные и индуктивные умозаключения. Студент должен уверовать в то, что в любой проблеме есть место поиску и любая проблема нуждается в развитии. Такие возможности мультимедиа, как: многооконное представление аудиовизуальной информации на одном экране с возможностью активизировать любую часть экрана; демонстрация моделирования и реально протекающих процессов; «манипулирование» (наложение, перемещение) визуальной информацией как в пределах данного экрана, так и в пределах поля предыдущего (последующего) экрана; контаминация (смешение) различной аудиовизуальной информации; дискретная подача аудиовизуальной информации, - позволяют органично вовлечь студентов в проблемную ситуацию и создают мощный стимул интереса к изучаемой теме.

Как отмечено В.А.Венниковым - «Развитие технических средств не может заменить лекцию, но должно в корне изменить ее методическое построение, а, следовательно, и восприятие, т.е. заставить слушателя активно работать вместе с лектором». В соответствии с этим высказыванием, нами предлагается следующие методические условия проектирования проблемной лекции с помощью МТ:

1. Моделирование с помощью мультимедийных программных средств возможных вариантов решений специально сконструированной проблемы, включенной и изучаемой на предстоящей лекции.

2. Создание преподавателем на лекции проблемной ситуации и формулирование учебной проблемы.

3. Фиксирование предложений, решений, выдвигаемых со стороны обучаемых по сформулированной проблеме.

4. Демонстрация на экране с помощью мультимедийного проектора решений, предложенных обучаемыми в процессе обсуждения.

5. Совместное обсуждение и проведение сравнительного анализа различных вариантов решений поставленной проблемы, заявленных студентами.

6. Выбор наиболее рационального и целесообразного варианта решения различных дидактических задач.

Как показало наше исследование, демонстрация на экране решений, предложенных обучаемыми в процессе обсуждения проблемы и заранее созданных (сконструированных) преподавателем с помощью мультимедиа средств, вызывает неподдельный интерес к теме лекции со стороны студенческой аудитории, актуализирует имеющиеся у студентов знания по данной теме, способствует лучшему запоминанию лекции, активизирует их познавательную деятельность.

Представленные теоретические знания нашли подтверждение в практической реализации МКЛ. В Оренбургском государственном университете творческим коллективом лаборатории мультимедиа технологий, созданной при Ассоциации «Оренбургский Университетский округ», ведется научно – исследовательская и научно – практическая работа по пропаганде, внедрению в

60

учебный процесс мультимедиа технологий и созданию мультимедийных педагогических средств, в том числе и мультимедийных курсов лекций.

На электроэнергетическом факультете университета функционирует специализированная лекционная аудитория, оснащенная мультимедийным комплексом, в состав которого входят: мультимедиа-компьютер, мультимедийный проектор, экран, акустическая система, видеомагнитофон. Необходимо отметить, что данная аудитория кроме проекционной аппаратуры, оснащена обычными досками и мелом, позволяющими совмещать в учебном процессе традиционные и мультимедиа технологии.

Третий год тринадцать преподавателей читают студентам этого факультета лекции, созданные коллективом лаборатории мультимедиа технологий, по дисциплинам из следующих блоков учебного плана: естественно-научного, обще-профессионального, специального.

Для создания мультимедийных курсов лекций коллективом лаборатории используются такие программные продукты, как Macromedia Flash, Power Point, позволяющие использовать анимационные и звуковые эффекты, включать в виде вставок фотографии и видеоролики. Временная последовательность появления анимационного изображения на экране регулируется самим лектором кликом мыши. Опыт проведения лекций с использованием мультимедиа технологий показывает, что объем и качество усвоения студентами учебного материала значительно увеличивается, появляется мотивация к изучению дисциплины. Изложение лекционного материала приобретает визуально диагностируемую динамичность, убедительность, эмоциональность, красочность, которая подтверждается результатами социологического опроса студентов (таблица 1) и совместного научного исследования лаборатории мультимедиа технологий с Центром здоровья Оренбургского гоуниверситета.

Таблица 1

Вопросы Варианты ответов Ответы, % Да 92 Нет 5

1. Помогает ли Вам мультимедиа технологии лучше воспринимать излагаемый лектором материал? Не знаю 3

Анимация графиков и диаграмм

81,5

Четкое представление формул и графической части

50

2. Что Вам больше всего нравиться при чтении лекций с помощью мультимедиа технологий?

Изображение в цвете 22 Да 73 3. Возможно ли прочитать весь

лекционный курс с помощью мультимедиа технологий? Нет 27

Лучше понимаю 63 Конспект лекций пишу без ошибок

35,5

Появился интерес к дисциплине

25

4. Как Вы считаете, чему способствует реализация мультимедиа технологий в лекционном курсе?

Дольше помню 14,5

61

Социологический опрос зафиксировал методически значимое пожелание многих респондентов: материал, содержащий большое количество расчетных формул и сложных математических преобразований, лучше представлять по традиционной технологии, с использованием доски и мела. Оно совпадает с одним из основных дидактических принципов применения МТ в лекционных курсах – принципом взаимодополнения, сущность которого заключается в органическом соединении мультимедиа и традиционных технологий.

Преподавателю необходимо всегда помнить и понимать, что учебные ситуации, в которых компьютеризированные средства и другие инновации с успехом его заменяют, немногочисленны, ибо мозг человека значительно мощнее; более того, чуткость и интуиция преподавателя не имеют электронных аналогов. Средства МТ должны рассматриваться как вспомогательные по отношению к мыслительной деятельности участников образовательного процесса, одновременно стимулирующие ее активность. Какими бы заманчивыми не были бы новые информационные технологии, а также их средства, какими бы уникальными возможностями они не обладали, приоритетным всегда остается принцип «не навреди». Применение их «в угоду моде» не только не оптимизирует образовательный процесс, но и подрывает его научные основы.

Для определения эффективности использования мультимедиа технологий в лекционных курсах и их влияния на активизацию познавательной деятельности и психофизиологическое состояние обучающихся были выделены контрольные группы, одинаковые по численному составу и успеваемости. Первой группе лекции читались с применением мультимедиа технологий, второй – по традиционной технологии. Для чистоты эксперимента лекции читались по одной теме, в один день, чтобы исключить влияние внешних факторов: изменение погодных условий и геотермальной обстановки. Диагностика проводилась в двух группах до и после лекции.

Психологическое исследование включало две диагностики: психометрическую и субъективную оценки. Целью психометрической диагностики являлось исследование влияния МТ на уровень таких познавательных функций, как память и внимание на основе методик «Оперативная память» и «Расстановка чисел». Статистическая значимость результатов и оценка достоверности сдвига в значениях исследуемого признака до и после экспериментального воздействия оценивалась с помощью многофункционального статистического критерия φ* - углового преобразования Фишера. Данный критерий был выбран как наиболее конгруэнтный для целей, задач и условий эксперимента [4].

Проведенное исследование показало (рисунок 1), что существуют значительные различия (согласно угловому преобразованию Фишера, p = 0,00) в уровне изменений оперативной памяти до и после лекций по традиционной технологии и с применением МТ. В частности, после лекции с применением МТ результаты по методике оценки оперативной памяти оказались выше в 88% случаев, в то время как после лекции по традиционной технологии повышение проявилось лишь в 36% случаев. Повышение уровня оперативной памяти после лекции с использованием МТ показывает, что имеет место определенная стимуляция мыслительной деятельности.

62

Рисунок 1

Для субъективной оценки своего функционального состояния обучающимся была предложена анкета на основе теста дифференцированной самооценки – сокращенный вариант теста САН. Его результаты представлены на рисунке 2.

Рисунок 2

Как видно из построенной диаграммы, обучающиеся после лекции с применением МТ, отмечают улучшение самочувствия, настроения, повышение бодрости, концентрации внимания, удовлетворение, уменьшение напряженности.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

численность студентов в %

повышение понижение безизменений

оперативная память

Лекция - мультимедиа Традиционная лекция

63

Данные позволяют сделать вывод об адекватной мобилизации психофизиологических процессов, оптимальном уровне их активации, формировании состояния функционального комфорта на лекции, читаемой с применением МТ.

Все приведенные аргументы и результаты психофизиологического исследования подтверждают наличие значительных перспективных резервов в использовании МКЛ, связанные с дальнейшей интенсификацией обучения.

Литература

1. Яцюк О.Г., Романычева Э.Т. Компьютерные технологии в дизайне СПб.: БХВ – Петербург, 2001. – 423с.

2. Гультяев А.К. Macromedia Authoware 6.0. Разработка мультимедийных учебных курсов. – СПб.: КОРОНА принт, 2002. – 400 с.

3. Семенова Н.Г. Создание и практическая реализация мультимедийных курсов лекций: Учебное пособие. – Оренбург, ОГУ, 2004. – 128 с. 4. Сидоренко Е. В. Методы математической обработки в психологии. – СПб.: «Речь», 2001. – 178 с.

64

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

К.К. Колин Институт проблем информатики РАН

НОВЫЕ ВЫЗОВЫ 21-ГО ВЕКА И СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИКИ

Проводится анализ основных положений новой стратегической

компьютерной инициативы США, направленной на обеспечение конкурентноспособности Америки в 21 веке, а также некоторых актуальных научно-методологических проблем развития информатики в России.

1. Вычислительная наука и конкурентноспособность Америки. В 2007

году исполняется 50 лет со дня запуска в космос первого искусственного спутника Земли. Это выдающееся научно-техническое достижение Советского Союза открыло новую эру в развитии человечества – эру освоения космического пространства. Очевидцы помнят, что запуск первого спутника буквально потряс весь мир. Он наглядно показал всю мощь человеческого разума, способность человека решать самые сложные научно-технические проблемы, опираясь на свой интеллект и целеустремленный самоотверженный труд.

Полувековой юбилей космической эры является хорошим поводом для того, чтобы подвести некоторые итоги в развитии научно-технического прогресса нашей страны и определить новые задачи на ближайшие десятилетия. Однако, похоже, что первыми подготовку к этому юбилею начали в США. Ведь именно там в прошлом году появилась новая стратегическая компьютерная инициатива, которая, безусловно, окажет существенное воздействие на научно-техническую стратегию не только Америки, но и многих других стран мира.

Суть этой новой стратегической инициативы состоит в следующем. В мае 2005 года Консультативный комитет по информационным технологиям при Президенте США представил Джорджу Бушу аналитический доклад под названием: «Вычислительная наука: обеспечение конкурентноспособности Америки»[1]. В этом докладе содержатся результаты анализа тех потенциальных возможностей развития науки, промышленности и экономики, которые открывают новые достижения в области информатики, и показана их связь с проблемами национальной безопасности страны, обеспечения ее дальнейшего мирового лидерства в области экономики, науки и высоких технологий.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

65

Термин «вычислительная наука» (Computational Science) появился в научно-технической литературе сравнительно недавно. Он обозначает быстро развивающуюся область научно-технического прогресса, связанную с созданием алгоритмов решения задач, имитационным моделированием различных явлений и процессов в науке и технике, а также с созданием программного обеспечения для целей имитационного моделирования.

Достаточно сказать, что международные конференции по данному направлению в последние пять лет проводятся практически ежегодно и являются весьма представительными.

В пояснительной записке к упомянутому выше аналитическому докладу указывается, что Computational Science – это одна из наиболее важных областей творческой деятельности, состояние которой является весьма существенным фактором для инновационного развития всего общества в 21-м веке. Мало того, авторы доклада особо подчеркивают, что именно эта область стала в настоящее время критическим фактором для обеспечения научного лидерства, кокурентноспособности и национальной безопасности США.

2. Значение Computational Science для развития науки и промышленности. В аналитическом докладе Президенту США достаточно убедительно показано, что развитие «вычислительной науки» создает уникальные возможности для проведения научных исследований. С использованием ее средств и методов ученые могут изучать самые разнообразные проблемы, исследование которых другими методами является не эффективным, а зачастую и просто невозможным. Диапазон этих проблем чрезвычайно широк. Это и биофизические процессы головного мозга, и исследование фундаментальных физических сил, формирующих Вселенную, и распространение инфекционных болезней, и крупномасштабные природные катаклизмы, и анализ ядовитых веществ, используемых террористами, и многое, многое другое.

Исключительно важная особенность вычислительной науки, по мнению авторов доклада, заключается в том, что ее методы являются универсальными и поэтому могут использоваться практически во всех сферах научных исследований, привнося в них принципиально новые качества. Прежде всего, это резкое сокращение сроков исследования, а также возможность наглядной компьютерной визуализации полученных результатов.

Принципиальными эти качества являются потому, что исследование некоторых процессов или явлений необходимо осуществлять в реальном масштабе времени, т.е. параллельно с развитием самого процесса. Кроме того, в науке существуют такие проблемы, на изучение которых традиционными методами просто не хватает продолжительности жизни самого исследователя.

Что же касается новых методов компьютерной визуализации, то они также представляются чрезвычайно важными для понимания и интерпретации результатов научных исследований. Ведь даже имеющиеся здесь сегодня возможности наглядного представления тех или иных исследуемых процессов и явлений в природе и обществе позволяют более широко использовать пространственное воображение, ассоциативную память и другие возможности правого полушария головного мозга человека, которые в настоящее время явно недоиспользуются.

Таким образом, вычислительная наука является междисциплинарной областью, которая может многократно повысить эффективность исследований практически всех других направлений фундаментальной и прикладной науки. Однако, эта универсальность представляет собой не только достоинство, но и самое

66

уязвимое место самой вычислительной науки. Ведь все другие научные дисциплины могут использовать ее средства и методы, но ни одна из них не озабочена проблемами их дальнейшего развития.

Именно поэтому здесь и необходимы специальные меры для стимулирования развития данного междисциплинарного научного направления. Само собой это направление развиваться так, как это необходимо для прогресса науки, скорее всего, не будет.

Что же касается использования методов вычислительной науки в промышленности, то, как отмечается в докладе, это направление является чрезвычайно перспективным, так как позволяет получить весьма существенные экономические и материальные выгоды. Практика показала, что, например, использование методов имитационного моделирования при проектировании крыльев самолета позволяет существенным образом сократить сроки разработки по сравнению с традиционными натурными экспериментами в аэродинамических трубах.

Тем не менее, в докладе отмечается, что в настоящее время США практически используют лишь очень малую часть тех потенциальных возможностей, которыми обладает вычислительная наука. И обусловлено это целым рядом причин, главными из которых являются консерватизм механизма финансирования науки и образования, которые и являются основными преградами на пути широкого распространения междисциплинарных подходов и методов новой науки. Преодоление этих преград, по мнению авторов доклада, и должно стать основной задачей федерального правительства США.

В заключительной части доклада еще раз подчеркивается, что в условиях 21-го века, когда формируется глобальная экономика и усиливается роль науки и разработок, именно вычислительная наука будет составлять тот «третий столб» научного прогресса, который, наряду с двумя другими (теоретическими исследованиями и физическим экспериментом) и будет являться главной основой всей научной методологии.

К сожалению, авторы доклада сосредоточили свое внимание лишь на инструментально-технологических аспектах использования средств и методов информатики в научных исследованиях и практически ничего не говорят о проблемах развития фундаментальных основ информатики, в том числе ее философских и мировоззренческих аспектов как междисциплинарного научного направления. Нам представляется, что в этом заключается принципиально важный и весьма существенный недостаток этого доклада, так как он не позволяет получить целостной картины состояния и перспектив развития рассматриваемого в нем исключительно важного комплексного научного направления.

3. Некоторые индикаторы снижения американского интеллектуального потенциала. Одной из причин, которая обусловила появление новой американской компьютерной инициативы, стало все более очевидное снижение американского интеллектуального потенциала, которое устойчиво наблюдается в последние десятилетия. Так, например, по приведенным в аналитическом докладе данным, в период с 1980 по 2001 гг. доля США в составе глобального экспорта «высоких» технологий снизилась с 31 до 18%. При этом доля азиатских стран, наоборот, возросла с 7 до 25%.

Постоянно уменьшается доля США и в мировом объеме подготовки ученых и инженеров. Так, например, с 1994 по 2001 год количество дипломированных специалистов в США снизилось на 10%, а количество иностранных студентов,

67

обучающихся в американских ВУЗах возросло на 25%. При этом наибольший прирост доли иностранных студентов в США наблюдается в технике, информатике, физических и математических специальностях.

Весьма интересными являются также и приведенные в докладе некоторые индикаторы уровня развития американской науки. В период с 1988 по 2001 год по росту количества научных публикаций и разработок уверенно лидирует Восточная Азия (492%) и Западная Европа (рост на 59%, против 13% в США). Все это не может не тревожить американских исследователей научного потенциала.

4. Предлагаемая новая структура предметной области Computational Science в 21 веке. В качестве одной из радикальных мер, которая, по замыслу авторов аналитического доклада, должна содействовать необходимому развитию Computational Science, как междисциплинарного направления, предлагается новая трактовка структуры ее предметной области. Эту область предлагается существенным образом расширить путем включения в нее таких достаточно обширных предметных областей, как Computer Science и Information Science.

Иначе говоря, предлагается объединить, наконец, в составе одной предметной области как компьютерное, так и информационное направления в информатике, которые в США традиционно рассматривались в качестве самостоятельных научных направлений, что, кстати говоря, существенным образом отличается от европейского и российского подходов к предметной области информатики.

Кроме того, в состав предметной области Computational Science предлагается также включить и проблемы, связанные с инфраструктурой компьютинга (Computing Infrastructure). Этот американский термин обозначает всю область деятельности, связанной с использованием компьютеров.

Конечно, авторов рассматриваемого аналитического доклада можно понять. Им крайне необходим собирательный термин, который бы смог объединить смежные предметные области фундаментальных и прикладных исследований в информатике и служил бы своеобразным «брэндом» для дальнейшей «раскрутки» этого направления в американском обществе. А как это умеют делать американцы, всем хорошо известно.

Однако, нам представляется, что термин Computational Science в качестве такого собирательного термина вряд ли подходит по нескольким причинам. Во-первых, как было указано выше, этот термин уже используется для обозначения вполне конкретной области исследований и разработок, связанных с алгоритмами, имитационным моделированием и его программным обеспечением. Во-вторых, по своему смысловому содержанию термин Computational Science явно не соответствует содержанию таких уже давно известных предметных областей, как Information Science и Computing Infrastructure, которые, как это предлагается авторами аналитического доклада, должны войти в состав новой комплексной научной и прикладной дисциплины.

Нам представляется, что для этих целей лучше всего использовать термин «Информатика», причем в его российской и европейской расширительной трактовке. Ведь этим термином мы сегодня обозначаем и компьютерную, и информационную науку, и всю область, связанную с использованием информационной техники и информационных технологий, и соответствующую отрасль промышленного производства.

Что же касается американской трактовки термина «Информатика» как Computer Science, то многие специалисты признают, что эта трактовка оказалась

68

неудачной. Ведь не зря же в последние годы, как в российской, так и в западной научной литературе, появляется все больше публикаций, в которых высказывается идея интеграции этих двух направлений в единую комплексную научную дисциплину.

5. Современное состояние и научно-методологические проблемы развития информатики в России. Рассмотрим теперь коротко состояние и некоторые актуальные научно-методологические аспекты развития информатики в России. В отличие от американских специалистов, подход российских ученых к проблемам информатики всегда отличался существенно большей комплексностью. Ведь именно в нашей стране были сформированы новые представления об информатике как о фундаментальной науке, имеющей важное междисциплинарное, научно-методологическое и мировоззренческое значение [2].

Именно Россия на 2-м Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (Москва, 1996г.) предложила новую концепцию изучения проблем информатики как фундаментальной науки и общеобразовательной дисциплины в системе опережающего образования. При этом была разработана новая структура образовательной области «Информатика» для системы образования и показано, что переход к этой структуре может стать важным шагом на пути интеграции фундаментальной науки и образования [3] .

Именно в России в период с 1990 по 2003 гг. было осуществлено развитие социальной информатики как нового перспективного направления в науке и образовании, которое должно стать научной базой для формирования информационного общества. При этом была также разработана Концепция и методология изучения проблем социальной информатики в системе высшего образования [4, 5].

В последние годы в Российской академии наук разрабатываются и философские, и семиотические основания информатики, а также принципиально новые подходы к структуризации ее предметной области, которые учитывают современные тенденции развития науки и образования [6-8].

Что же касается собственно вычислительных аспектов информатики, то им в России всегда уделялось достаточно серьезное внимание. Достаточно указать на то научное направление, которое уже более 20 лет активно развивается российскими учеными и получило название вычислительного эксперимента. Инициатором и признанным лидером этого направления является академик А.А. Самарский, научная школа которого хорошо известна не только в России, но и за рубежом [9].

Заключение

Новая американская стратегическая компьютерная инициатива представляет собой серьезный анализ новых вызовов мировому сообществу. Эти вызовы обращены ко всем, без исключения, странам мира. Следует ожидать, что эти вызовы повлекут за собой новый этап конкурентной борьбы в области развития науки, образования и информационных технологий. Поэтому России, как и многим другим странам мира, придется искать адекватный ответ на эти вызовы уже в самые ближайшие годы.

Вполне вероятно, что во многих странах Европы и Азии появятся свои национальные программы в области развития информатики, аналогично тому, как это было в начале 80-х годов минувшего века, когда такие программы появились в ответ на японскую национальную программу создания ЭВМ пятого поколения. Специалисты хорошо помнят, что именно тогда в США была разработана и принята

69

Стратегическая компьютерная инициатива, а в Академии наук СССР было создано Отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации.

Сегодня России вновь необходима комплексная Национальная программа развития информатики. Причем, она должна вобрать в себя не только те прогрессивные идеи, которые содержатся в новой американской компьютерной инициативе, но также и новые крупномасштабные мероприятия по развитию фундаментальных основ информатики и по внедрению этих результатов в российскую систему образования.

Хотелось бы, чтобы эта программа была принята уже в 2007 году, в год 50-летия со дня запуска первого искусственного спутника Земли. Она могла бы стать новым национальным проектом России и мощным стимулом для развития отечественной науки образования, всего интеллектуального потенциала нашей страны.

Только такой подход и будет адекватным ответом России на новые вызовы 21-го века.

Литература

1. Computational Science: Ensuring America,s Competitiveness. President,s Information Tehnology Advisory Committee. May 27, 2005.

2. Колин К. К. Эволюция информатики и формирование нового комплекса наук об информации. // НТИ. Сер. 1, № 5, 1995. – С. 1-7.

3. Колин К.К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика». // Информатика и образование, № 10, 2000. – С. 5-10.

4. Колин К.К. Социальная информатика: Учебное пособие для вузов. – М.: Академический Проект, 2003. – 432с.

5. Колин К. К. Эволюция информатики. // Информационные технологии, № 1, 2005. – С. 2-16.

6. Колин К. К. Информационный поход в методологии науки и научное мировоззрение. // «Alma mater» (Вестник высшей школы), № 2, 2000. – С. 16-22.

7. Колин К.К. Сущность информации и философские основы информатики. // Информационные технологии, № 5, 2005. – С. 50-53.

8. Зацман И.М. Семиотические основания и элементарные технологии информатики. // Информационные технологии, № 7, 2005. – С. 18-31.

9. Самарский А.А., Михайлов А.П. Вычислительный эксперимент. – М.: Педагогика, 1987.

70

В.А. Рыжов Институт информатизации образования МГОПУ им. М.А. Шолохова Е.В. Матвеев Государственная фельдъегерская служба РФ

МОБИЛЬНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ГРУППЫ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ КОНВЕЙЕР В СОВРЕМЕННОМ

ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В современном информационном обществе для любого человека очень важно обладать соответствующей информационной грамотностью и культурой, чтобы ориентироваться и адекватно действовать в быстро изменяющемся информационном пространстве. Постепенно приходит понимание, что наряду с тем, что мы называем привычной грамотностью – умением читать, писать, знать свой родной язык, сейчас в обществе возникает потребность еще в одном новом виде грамотности – которую раньше называли компьютерной грамотностью или просто информатикой. Но на самом деле этот новый вид грамотности затрагивает более глубокие корни человеческого сознания и изменяет сам мировоззренческий базис общечеловеческих знаний.

Информационная культура и знания были нужны обществу всегда и соответствовали его информационному пространству. Однако за последние 15 лет информационное пространство под воздействием компьютерной революции и развитием коммуникационных технологий настолько изменилось, что начало воздействовать на само общество. Теперь информационная культура и грамотность попали в область стратегических интересов выживания общества на государственном и мировом уровне. В данной работе мы рассматриваем только один из аспектов этого чрезвычайно интересного и сложного вопроса – коллективную практику управления знаниями в отношении к новым идеям и информации. Мы должны не только понять, что уже возникла сложная проблема, но и предложить новое решение как социум должен реагировать на эволюционный вызов информационного взрыва.

Если Билл Гейтс в своей книге [1] писал о наступающей эпохе бизнеса со скоростью мысли, то в более общенаучном социологическом прогнозе нашей цивилизации Элвин Тоффлер в своих книгах [2, 3, 4] прогнозирует: 1) шок (информационный) будущего, 2) третью (социальную) волну, которая изменит все социальные устои общества и самого человека, 3) сдвиг власти, который приведет к переменам в отношениях между силой, богатством и знаниями. В настоящей работе мы предлагаем адекватную реакцию человека на информационный взрыв в виде такой самоорганизации коллективного интеллекта, который будет способен управлять знаниями в упреждающем режиме.

1. Концепция мобильной интеллектуальной группы Сейчас деятельность лиц принимающих решения (ЛПР) на всех уровнях

управления – от государственной службы до бизнеса все больше напоминает кризисную ситуацию. Существует предел объема работы и новизны, которые человек может усвоить за определенный период времени. Это его адаптивный уровень. ЛПР приблизился к верхней границе пределов человеческой адаптации. Необходимо научиться перераспределять функции и часть интеллектуальной

71

рутинной работы делегировать советникам-экспертам. Поэтому эффективность управленческих решений зависит от квалификации и эрудиции персонала, четкой корпоративной практики, включающей управление знаниями. Такой подход позволит эффективно использовать информационное пространство и оперативно реагировать на возникающие ситуации.

В современной концепции управления происходит изменение акцентов: 1) от индивидуальной эрудиции к режиму групповой интеллектуальной

деятельности, 2) от интереса к настоящему к сосредоточенности на будущем, 3) от стереотипных решений к активному творчеству, поиску новых

альтернатив и генерации новых идей. Это основные элементы концепции мобильной интеллектуальной группы (МИГ).

Персонал МИГ должен быть сверх мобильным, как в смысле коммуникаций, управления знаниями, так и творческой активности - креативности. Особое значение приобретают навыки действовать согласованно, правильно и эффективно в условиях недостатка времени, избытка информационного шума и дезинформации, в критических ситуациях и жесткой конкуренции.

Мобильные интеллектуальные группы ориентированы на принятие решений в кризисных ситуациях в режиме “по ситуации” (ad hoc). С точки зрения информационных технологий и использования коммуникаций структура и организация МИГ максимально приближена к концепции "быстрого/мобильного" интеллектуального предприятия ("agile" intelligence enterprise), принятой в США, что лежит в основе интеллектуального сообщества (Intelligence Community).

Концепция МИГ, имея сходные задачи с концепцией "быстрого/мобильного" интеллектуального предприятия, имеет существенное отличие – решающим является человеческий фактор, а технические средства и телекоммуникации играют вспомогательную роль, но также важную роль.

В состав МИГ входят: лицо принимающее решения, командир МИГ и эксперты. Персонал МИГ оптимизируется по совместимости для кросс функциональной координации, раскрепощения интуиции и творческого потенциала личности. Это создает возможность использования новейших креативных технологий - интеллектуального конвейера и методик виртуального ситуационного центра в различных мобильных режимах: "всегда" и "везде", в "реальном времени" или "по принципу подключения".

В процессе подготовки специалисты МИГ осваивают высокоэффективные технологии генерации новых идей и независимых альтернатив с использованием интеллектуальных технологий и методик в виде стимуляторных схем и активаторов. Особое внимание уделяется повышению информационной культуры экспертов при работе с плохо структурированной и слабо формализуемой информацией. Для этого разработаны специальные инструменты в виде систем "гибридного интеллекта" и методика обучения экспертов "полному циклу" обработки неструктуризированной информации - от источников информации, к поиску и сбору, далее к обработке и хранению, затем к аналитике и синтезу, после чего к композиции и представлению информации.

Персонал МИГ, прошедший подготовку, становится способным к стратегическому планированию, может генерировать новые идеи в сжатые сроки, способен разрабатывать концептуальные модели для решения задач, традиционно считавшимися "неразрешимыми". Тем самым, новейшие технологии интеллектуального конвейера и методики виртуального ситуационного центра

72

позволяют работать не только в областях, традиционно считавшимися сокровенными знаниями экспертов, но и усиливать их интеллект, а также резко сократить время для решения нестандартных проблем.

2. Состояние дел и подходы к ситуационным центрам Обычно, принятие решений в ситуационных центрах осуществляется по схеме

<Мониторинг – Модель – Экспертиза - Принятие решения>: 1) мониторинг состояния объекта управления и прогнозирование развития

ситуации на основе анализа поступающей информации; 2) моделирование последствий управленческих решений, на базе

использования информационно-аналитических систем; 3) экспертная оценка вариантов принимаемых решений и их оптимизация; 4) принятие решения в виде осуществления выбора цели из спектра

будущих состояний и формирования плана достижения этой цели. Это типичный подход к управлению большими системами с небольшой динамикой.

Часто ситуационный центр понимается как специальное помещение, оснащенное каналами поступления информации, средствами ее обработки и, прежде всего, дорогостоящими средствами отображения. Но реально, это только один из множества компонентов ситуационного центра.

При более последовательном подходе к принятию решений в кризисных ситуациях задача ситуационного центра трактуется как “комплекс взаимосвязанных моделей разнообразнейших процессов, позволяющий прогнозировать последствия тех или иных решений". То есть, делается акцент на ситуационное моделирование и аналитику. Но это также всего лишь один из компонентов ситуационного центра. Увлекаясь техническими деталями, мы часто упускаем из виду самый главный компонент – человеческий фактор в виде комплекса методик, организационных мероприятий и технологий управления коллективным интеллектом. Именно на эти функции ориентирован коллектив МИГ. Для работы МИГ не нужны дорогостоящие атрибуты стандартных ситуационных центров – помещения, большие экраны и пр.

Современное общество, экономика и социальные структуры становятся все более многосвязными и динамичными. Поэтому нужна новая концепция ситуационного центра. Ситуационный центр, в ответ на вызовы развития общества, также должен быть динамичным и мобильным. Это достигается управлением коллективного интеллекта на основе новых подходов к управлению знаниями - созданием мобильных интеллектуальных групп, использованием интеллектуального конвейера, систем гибридного интеллекта, системой быстрых коммуникаций.

3. Виртуальный ситуационный центр В основе виртуального ситуационного центра (ВСЦ) лежит понятие "Мобильной

интеллектуальной группы" - МИГ. В "виртуальной бригаде" экспертов все участники интерактивно сотрудничают, а все их данные становятся общим доступным информационным фондом. МИГ работает по принципу интеллектуального конвейера. Это четкое распределение функций и взаимодействие, жесткая дисциплина работы с информационными объектами, высокая информационная культура персонала, эффективные протоколы информационного обмена на всех уровнях. По этой концепции МИГ вооружена специальными методиками технологиями для генерации новых идей и оснащена мобильными телекоммуникационными средствами для коллективной работы. Причем, акцент делается на работу с плохо формализованной и слабо структурированной информацией.

Технологии ВСЦ позволяют организовать деятельность по генерации новых идей для принятия решений в кризисных ситуациях в условиях неопределенности и

73

отсутствия каких-либо регулярных моделей. Для работы МИГ не требуется громоздких и дорогих залов с большими экранами. Такой подход показывает серьезные преимущества в работе МИГ - возможность работать непосредственно на “объекте”, а также в распределенном состоянии по времени и пространству. То есть, часть экспертов может находиться в различных местах, где их застала кризисная ситуация или организационная необходимость. Возможно взаимодействие МИГ с базовыми организационными центрами, что дает дополнительные преимущества.

Но основное преимущество ВСЦ и МИГ – способность решать практически любые задачи и проблемные ситуации. ВСЦ и МИГ имеют ряд преимуществ перед традиционными мозговыми штурмами и подходами к генерации новых идей.

Возможность быстрого выхода МИГ на уровень профессиональных проблем заключается в стратегии работы экспертов МИГ с профессионалами в своих областях. При этом коллектив МИГ и узкопрофильный специалист быстро находят общее понятийное пространство. Поэтому МИГ может эффективно применять свои технологии для генерации новых идей в заданной области знаний. В этом суть преодоления узкой эрудиции специалиста, которая замыкает его мысль на знаниях лишь собственной узкой специализации.

История и предпосылки технологий МИГ и интеллектуального конвейера базируются на следующих технологиях и подходах: A. Традиционные ситуационные центры: интеграция и сбор информации,

аналитика, поддержка групповой деятельности экспертов. B. Мозговой штурм: уход от стереотипов, коллективное творчество и

стимулирование. C. Российская система ТРИЗ: теория решения изобретательских задач (ТРИЗ),

алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) – модель конфликта. D. Латеральное мышление Эдварда де Боно: развитие навыков нестандартного

мышления, развитие интуиции и парадокс. E. Стратегия “мобильных предприятий” в США: интеллектуального предприятия

("agile" intelligence enterprise) концепция "виртуальных бригад". Все эти перечисленные подходы к творческой активности претерпели

значительно усовершенствование в МИГ с целью адаптации их на скорость, качество и мобильность в решении интеллектуальных задач, генерации новых оригинальных идей и альтернатив, быстрого мониторинга проблемных ситуаций. Высоко эффективная группа ориентированна на успешное выполнение возложенных на нее задач. Поставленная цель достигается оптимизацией важнейших групповых факторов: 1) достигается оптимальный информационный обмен и психологический комфорт во внутренних отношениях; 2) используется знание о том, кто из команды “что” знает и поощряется желание поделиться своим опытом; 3) для оптимизации межличностных отношений формируется расширенная прогностическая карта типа матрицы Морено (обычная социальная матрица и прогностическая карта деловых индивидуальных и межличностных предпочтений); 4) диагностируются и оптимизируются межличностные коммуникации и взаимодействия группы экспертов с руководителем; 5) создается творческая обстановка, осваиваются креативные методики, что гарантирует умение порождать новые идеи.

Инструментами для МИГ являются системы гибридного интеллекта, которые помогают решать следующие задачи:

• Программная система "Excite". Генерация новых идей и альтернативных решений.

74

• Программная система "GoldFish". Целенаправленный сбор данных и анализ их смысла в массивах неструктурированной текстовой информации.

• Программная система "Inforce". Работа по синтезу с плохо формализованной и слабо структурированной информацией всего спектра мультимедиа.

Выводы Анализ ситуации движущих сил современного информационного общества

показывает, что из-за резкого повышения эффективности материального производства и возросшей конкурентной борьбы сегодня основной фокус внимания сосредотачивается на сфере управления информационными потоками. Теперь главными стратегическими источниками становятся:

• Обработка информации. • Выявление и решение проблем, которые создают проблемы. • Генерация новых идей и альтернативных решений. Новые идеи необходимы для любого рода деятельности, в любой социальной

сфере, особенно в управлении. Теперь, например, в бизнесе менеджеры управляют прежде всего идеями, а не капиталом. В современных органах управления и власти также требуются реорганизация и создание адекватных организационных и управленческих структур. Можно считать группы МИГ прототипом социальным ячеек будущего информационного общества, которые будут эффективно использовать свое информационное пространство на основе корпоративной практики управления знаниями.

Российская система высшего профессионального образования, по нашему мнению, должна готовить своих выпускников. К работе с использованием рассмотренных в данной статье технических, программных и организационных средств и нововведений.

Литература

1. Билл Гейтс. Бизнес со скоростью мысли. Как добиться успеха в информационную эру. Пер. с англ.: Издательство ЭКСМО-Пресс, 2001, с.480.

2. Элвин Тоффлер. Шок будущего. Пер. с англ.: - М.: АСТ, 2001, 560с. 3. Элвин Тоффлер. Третья волна. Пер. с англ.: - М.: АСТ, 2002, 776с. 4. Элвин Тоффлер. Метаморфозы власти. Пер. с англ.: - М.: АСТ,

2003, 669 с.

В.Н. Романенко, Г.В. Никитина Северо-Западный институт печати, г. Санкт-Петербург

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА И ОБУЧЕНИЕ

ЦВЕТОАНОМАЛОВ

Использование компьютерных технологий в обучении позволяет решать педагогические задачи, которых обычно избегала традиционная педагогика. В частности, приёмы педагогической информатики дают возможность существенно улучшить и, главное, правильно организовать обучение большой группы учащихся, которых называют цветоаномалами. Традиционное бытовое название цветоаномалов — дальтоники — не совсем удачно в силу того, что оно не учитывает

75

того факта, что в жизни встречаются разные типы и разные степени цветоаномалии. Более того, в жизни встречаются женщины тетрахроматы, которые в отличие от тех, кого принято называть дальтониками, имеют возможность различать значительно большее количество цветов, чем обычные люди, называемые трихроматами[1]. Общее количество цветоаномалов в данном поколении есть некоторая постоянная величина, на которую невозможно воздействовать. Для народов белой расы, в частности для россиян, среднее количество цветоаномалов среди мужчин колеблется в районе 9 %. Для женщин эта цифра составляет около 0,5%. Имеются страны, в частности Словакия, где количество цветоаномалов достигает 11 % и даже выше[2]. У народов жёлтой и чёрной рас процент цветоаномалов меньше. Однако в этих случаях количество достоверных исследований относительно не велико и говорить о доле цветоаномалов в этом случае следует с осторожностью. В США, где этот вопрос изучался достаточно подробно, принято считать, что один цветоаномал-мужчина приходится на 11 человек с нормальным цветоощущением. Сказанное означает, что практически в каждом школьном учебном классе нормального заполнения имеется один мальчик-цветлоаномал. Одна девочка-цветоаномал почти наверняка имеется в каждой школе. Пересчитать эти примерные соотношения на студенческие коллективы не представляет особого труда. В то же время обнаружить цветоаномалов среди учащихся не всегда просто. Многие из них просто не знают о своих особенностях. Ряд цветоаномалов в силу психологических и других причин скрывают особенности своего цветовосприятия. Тем не менее, наличие цветоаномалов практически во всех учебных коллективах заставляет внимательно относиться к ряду моментов связанных с их обучением. Компьютерная техника даёт богатейшие возможности как для деликатного выявления цветоаномалов, так и для адаптации учебных компьютерных программ, при их обучении. Такая адаптация создаёт более комфортную среду для обучения и во многих случаях повышает его эффективность. Именно поэтому знакомство с возможностями педагогической информатики в этом вопросе представляет интерес для широкого круга преподавателей и программистов. Отметим также, что процент цветоаномалов в каждом поколении приблизительно равен проценту левшей в нём. Это говорит о том, что эволюционные причины появления обоих отклонений от «нормы», вероятнее всего связаны со схожими эволюционными механизмами. Опыт работы с левшами в последние десятилетия показал, что учёт их индивидуальных особенностей в учёбе и в быту позволяет добиться существенных успехов в создании комфортных жизненных и учебных условий. Это обстоятельство лишний раз показывает, что работа с цветоаномалами в учебном коллективе является вполне обоснованной педагогической задачей. Начиная с начала 2000-х годов, успехи в области вычислительной техники позволили достигнуть существенных успехов во многих проблемах, связанных с цветоаномалией и наметили эффективные пути компенсации этого явления, в частности, при работе с компьютером. Одним из основных достоинств компьютерного моделирования стала возможность наглядно представить себе то, как воспринимается цветовая картина цветоаномалами. Первые теории цветового зрения, ныне не вызывающие сомнений, восходят к работам известного английского врача и физика Томаса Юнга (1773 — 1829). Ныне мы достаточно достоверно знаем, что в глазу человека имеется три типа рецепторов-колбочек, обычно называемых L, M и S. Максимум их чувствительности падает на световые волны с длиной 560, 530 и 420 нм соответственно[3]. Одна и та же длина волны вызывает разное возбуждение этих колбочек. Сравнивая соответствующие сигналы,

76

человеческий мозг создаёт то, что воспринимается нами, как цвет. Цветоанмалия состоит в том, что колбочки человека, чаще всего только одно типа, имеют пониженную чувствительность. Бывают случаи и полного выключения колбочек одного из типов из работы. Ситуации, когда поражены все три типа колбочек, крайне редки — около 10-5 %, как среди мужчин, так и среди женщин[2]. Мозг цветоаномала воспринимает цвет не так, как его воспринимает мозг обычного человека. Цветовое изображение на экране трубки компьютер и телевизора создаётся тремя независимыми источниками цвета — красным (red), зелёным (green) и синим (blue) — так называемая RGB методика. Аддитивный принцип смешения вызывает при этом в мозгу человека те же самые ощущения, что и монохроматический свет, соответствующим образом, возбуждающий колбочки. Если уменьшить в нужной пропорции интенсивность одного из источников излучения, то на экране компьютера возникает цветовое изображение, которое наглядно иллюстрирует то, как воспринимает цветовую картину цветоаномал того или иного типа. К сожалению, возможности цветопередачи изображений в научном журнале не позволяют напечатать такие картинки. Соответствующая методика достаточно наглядна. Она позволяет учителям, программистам и психологам образно представить себе то, как воспринимается тот или иной учебный продукт учащимися-цветоаномлами. Для педагогической практики намного более интересна, однако, обратная задача. Если в создаваемом на экране изображении усилить до нужной степени интенсивность того луча, который моделирует работу ослабленной колбочки глаза, то цветоаномал увидит цветное изображение так, как его воспринимает большинство людей. Соответствующие программы-фильтры например для программ «фотошопа» разработаны рядом фирм и находятся в свободном доступе в Интернете[4]. Использование этих программ для компенсации восприятия учащимися-цветоанолами приносит несомненную пользу. Для этого необходимо знание о таких программах преподавателями. Это достигается соответствующими инструктажами. Вне всякого сомнения, такая работа должна предваряться соответствующим тестированием обучающихся. Необходимые цветовые тесты также доступны в библиотеках и через Интернет (см. например, [4]). Однако, такой поход, его можно назвать пассивным, не является основным при анализе возможностей педагогической информатики. Как известно, в большинстве учебных программ соотношения цветов и, главное, контрастность, не являются результатом объективных требований дисциплины. Они произвольно выбираются создателями программ, которые исходят из своего личного опыта и некоторых традиций. При этом часто возникают необоснованные трудности в восприятии программного продукта цветоаномалами. Классическим примером такого рода неудачной программы является хорошо известный текстовый процессор Word. Любой пользователь Word прекрасно знает, что программа может отслеживать грамматические и стилистические ошибки, как в русскоязычном тексте, так и в тексте, набранном на других языках. Обычно включая автоматический контроль текста, пользователь видит, что один тип ошибок подчёркивается волнистой линией зелёного цвета, а другой волнистой линией красного цвета. Есть и другие типы ошибок, например ошибки форматирования, которые подчёркиваются, например, штриховыми линиями. Однако эти проверки в обычной практике не используются. Цвета и контрастность волнистых линий при проверке грамматики и стиля в Word выбраны так, что цветоаномал не может их различить. Это достаточно неудобно, особенно в том случае, если текст набирается не на родном языке. В стандартных настройках старых версий Word возможность изменения этих цветов или

77

произвольное изменение их контрастности отсутствуют. Только в версии Word-2003 появилась принципиальная возможность изменения цвета волнистых линий на синий цвет. Однако, эта регулировка «спрятана» весьма глубоко и для отыскания её требуется достаточная квалификация. В то же время использование такой корректировки цвета оказывается весьма эффективным средством. В практической работе каждый преподаватель должен владеть как этой, так и другими подобными настройками. Более того, преподаватель информатики должен при создании новых учебных программ отслеживать ситуацию с тем, чтобы необязательный по существу дела дискомфорт не возникал в новых учебных программных продуктах. Это особенно важно при создании географических карт, различных схем, построении графиков и всякого рода диаграмм. По нашему мнению преподаватель информатики должен быть знаком со всеми этими приёмами. Для создания нормально воспринимаемых материалов необходимо знать правила выбора соотношений различных цветов и контрастностей. Это необходимо специалистам по рекламе, книгопечатанию, психологам, а также будущим специалистам в ряде областей, схожих с указанными выше. Имеются и некоторые другие области знания, где необходимо более глубокое понимание проблем цветоощущения. Само цветоощущение человека менялось со временем. Поэтому, в частности, в древнегреческих поэмах цветовые проблемы отражены не совсем так, как это делается сейчас[5]. Современный эскимосский язык пользуется описаниями 15 оттенков цвета белого снега, которые отсутствуют в других языках. Лингвисты и переводчики, имеющие дело с соответствующими языками, должны быть ознакомлены с этими проблемами в процессе обучения. При этом желательно применять и компьютерное моделирование соответствующих ситуаций с использованием специальных программ, которые высвечивают в нужной точке экрана информацию о числовых характеристиках цвета[4]. Преподавателю необходимо также знать о возможности использовании при обучении различных очков-компенсаторов и тому подобных устройств[6]. В силу новизны всех перечисленных проблем Санкт-Петербургское отделение АИО планирует подготовить текст подробного описания кратко описанных здесь вопросов. Это описание будет включать в себя и необходимые сведения по физиологии глаза, на которых авторы в этой краткой статье не имели возможности остановиться.

Литература 1. Новости [сетевой материал] —

http://region.computerra.ru/offline/2001/200105/7186/page10.html 2. Распространённость аномалий цветового зрения [сетевой материал] —

http://everyday.com.ua/health/vision_anomaly.htm 3. Trichromatic color vision — Wikipedia/en 4. Color blind image correction [сетевой материал] —

http://www.vischeck.com/downloads 5. Брокгауз и Ефрон — Энциклопедия на DVD. 6. Solarchromic [сетевой материал] — http://www.solarchromic.com

78

П.В. Самолысов Управление Федеральной антимонопольной службы по Орловской области, А.В. Юрасов Орловская региональная академия государственной службы

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

И ЭЛЕКТРОННЫЙ БИЗНЕС: ПЕРВЫЕ ШАГИ

Интенсивное использование информационно-коммуникационных технологий в различных сферах жизнедеятельности существенно изменили представление о месте и роли информации в современном обществе. Сегодня, вступая в интерактивную экономику, все большее количество людей стремятся к использованию новых, современных электронных возможностей ведения экономической деятельности. Однако немногие из них четко понимают для чего, а главное, зачем они занимаются электронной формой ведения бизнеса. Такое же положение зачастую наблюдается и в процессе обучения студентов и сотрудников в различных образовательных учреждениях.

Отечественный электронный бизнес находится на начальном этапе становления. Интерес возможностей его реализации на отечественных рынках Интернет-товаров, -работ, -услуг растет с каждым днем. Под влиянием не полностью разработанной нормативной правовой базы и неотработанного профильного обучения основам ведения электронного бизнеса происходит замедленное развитие его секторов В2В (от англ «Business-to-Business» – бизнес-партнер, т.е. сектора, направленного на развитие взаимоотношений юридических лиц в сети) и В2С (от англ. «Business-to-Consumer» – сектора, направленного на взаимоотношения юридического и физического лица). Поэтому и возникла необходимость в новой экономической категории – национальные информационные образовательные ресурсы, которые становятся одним из важных факторов развития информационного мира.

Эффективность образовательной политики в решающей степени определяется возможностью доступа к соответствующей информации. Развитие процессов разделения интеллектуального труда привело к резкой интенсификации информационного обмена, превратило научно-информационную деятельность в один из важнейших элементов образовательной инфраструктуры и бизнеса.

Значение образовательной сферы для России сейчас стало особенно важным. Это связано с возросшей открытостью нашего общества, бурным развитием информационных телекоммуникационных технологий, качественно изменивших скорость и характер информационного обмена. Экономические аспекты информатизации образования ориентированы на повышение эффективности воспроизводства знаний, использования информационного ресурса для улучшения социально-экономических условий жизни населения каждого региона.

Современные глобальные информационные сети и включенные в них базы данных представляют своим пользователям широчайшие возможности. Однако затянувшийся экономический кризис и вызванные им финансовые ограничения не позволяют реализовать новые возможности в полной мере. Более того, существовавшая прежде система информационного обеспечения образования по целому ряду причин попала в крайне тяжелое положение, многие библиотеки лишились поступлений зарубежных изданий, сократилось число отечественных

79

научных публикаций. А как одно из следствий – отставание образования в сфере информационно-коммуникационных технологий от реалий происходящих в информационном секторе экономике.

Далее попытаемся определить пути преодоления возникшего противоречия, используя [1-10].

По нашему мнению, необходимо начать с определения основополагающих понятий новой интерактивной экономики. Большое количество авторов сегодня дают свои определения понятиям электронного бизнеса и электронной коммерции в сфере электронной экономической деятельности, однако, общепринятого определения этим базовым понятиям не дал еще никто.

Под электронным бизнесом (e-Business) будем понимать информационную трансформацию реальных экономических процессов под реалии новой интерактивной экономики.

Электронная коммерция же является важнейшим составным элементом электронного бизнеса, под которой подразумеваются любые формы деловой сделки, которая проводится с помощью информационных сетей. Таким образом, электронная коммерция (e-Commerce) – это форма ускорения большинства финансовых бизнес-процессов за счет их проведения электронным образом. При этом выбор и заказ продукции, работ, услуг осуществляется через телекоммуникационную сеть посредством электронного устройства, а расчеты между покупателями и поставщиками осуществляются только с использованием электронных документов и электронных средств платежа при помощи финансово-кредитных учреждений. При этом в качестве покупателей товаров, работ, услуг могут выступать как физические, так и юридические лица.

В общем виде, по нашему мнению, если речь идёт об электронной коммерции, то это подразумевает обязательную оплату товаров, работ, услуг электронным способом. Что же касается Интернет-торговли, то данный вид деятельности сегодня сводится лишь к предложению продавцом на электронной витрине (Web-сайте) товаров, работ, услуг и их заказу покупателем, а оплата производится, как правило, наличными деньгами после их доставки по принципу из «рук в руки».

В свою очередь под электронной экономической деятельностью стоит понимать взаимодействие процессов электронного бизнеса и электронной коммерции.

Большое количество Интернет-магазинов, образовывающихся в электронном сегменте российского рынка, обусловлено именно большим интересом к электронному бизнесу как к новой форме ведения финансово-хозяйственной деятельности. Однако, неосведомленность действительных (и потенциальных) субъектов электронного рынка о правильном построении и функционировании сетевого бизнеса приводит к тому, что при достаточно больших объемах российского рынка В2С средний срок работы Интернет-магазина (не считая старейшин Рунета) – не более двух-трех лет. Это говорит как о трудности взаимодействия субъектов электронных рынков в новой интерактивной российской экономике, так и о необходимости проведения определенных мероприятий, направленных на специализированное обучение как реальных, так и потенциальных субъектов электронных рынков.

Сектор В2В в настоящее время находится на более высокой позиции. Здесь стоит обратить внимание на профессиональную подготовку кадров внутри

80

организации, решившей использовать корпоративные информационные системы или возможности ведения бизнеса на какой-либо электронной торговой площадке.

При реализации государственной образовательной политики в сфере электронного бизнеса основное внимание должно быть уделено созданию телекоммуникационной инфраструктуры для обмена информацией, поддержке существующих информационных сетей и их совместимости с глобальными сетями, обеспечению доступа российских школьников и студентов к мировому богатству научных знаний.

Следует всемерно поддерживать новые формы образовательной деятельности, предусматривающие использование современных информационных технологий, – электронные журналы, дистанционный доступ к базам данных, телеконференции, электронные торговые площадки и т.д. Это создаст новые предпосылки для структурной перестройки экономики, совершенствования методологии преподавания основ ведения электронного бизнеса.

Исходя из необходимости удовлетворения потребностей граждан и организаций в своевременной и достоверной информации для эффективного ведения электронного бизнеса следует учитывать спрос на информационные технологии с требуемыми потребительскими свойствами для повышения результативности труда в сфере научных исследований, проектирования и про-изводства продукции и услуг, включая и электронный бизнес.

Объектами процессов информатизации бизнеса являются: экономическая информация, существующая в виде сообщений, документов или массивов баз данных в устройствах памяти любой конструкции; информационные технологии; программные средства; информационно-вычислительные системы и сети; информационные услуги.

Субъектами взаимодействия и отношений в области информатизации бизнеса являются физические и юридические лица, государственные органы и административно-территориальные образования, являющиеся авторами, накопителями, владельцами или потребителями информации, программных средств, информационных систем, технологий или услуг.

Инфраструктура информатизации бизнеса включает в себя: систему коммуникаций, вычислительных средств и сетей, обеспечивающих взаимодействие между собой информационных объектов и технологий; программные средства, поддерживающие функционирование комплексов аппаратуры; информационные средства и базы данных; систему подготовки кадров, способных эффективно экс-плуатировать эти технологии; экономические и правовые механизмы, способствующие эффективному развитию процесса информатизации.

Создание современной инфраструктуры информатизации бизнеса должно обеспечивать пользователям широкий набор информационно-вычислительных услуг с доступом к локальным и удаленным машинным ресурсам, технологиям и базам данных.

Экономические цели информатизации бизнеса состоят в получении, обработке и применении информационного ресурса для повышения эффективности использования всех видов народнохозяйственных ресурсов: трудовых, материальных, энергетических, финансовых, производственных.

Социальные цели информатизации бизнеса состоят в улучшении качества и расширении ассортимента социальных услуг, предоставляемых гражданам, за счет использования информационных технологий в социальной сфере; интеллектуализации досуга и увеличении доли свободного времени в общем

81

времени жизнедеятельности человека; обеспечении реализации демократических свобод для широких слоев населения, в том числе повышение качества обра-зования; повышение уровня медицинского обслуживания; укрепление социальной защиты; смягчение издержек социальных преобразований; развитие демократизации и гласности; повышение оперативности и обоснованности политических и экономических решений.

Правовые цели информатизации бизнеса состоят в защите прав и свобод граждан от вмешательства в их личную жизнь.

Основное требование к современному специалисту – умение эффективно и оперативно решать задачи (принимать решения) в условиях как большого объёма противоречивой информации и дефицита времени, так и в условиях чужеродных информационных воздействий.

Как известно, большая часть усилий людей, занятых в экономическом секторе, имеет своей целью управление людьми в ходе трудового процесса, однако постоянное усложнение трудового процесса вызывает трудности управления. Поэтому вся управленческая деятельность носит творческий характер – подход к решению проблемы заключающийся в умении найти теоретическое освещение проблемы и практический опыт её преодоления, смоделировать разные варианты перевода её в новое качество, в готовности принимать на себя ответственность, в желании довести проблему до позитивного практического завершения.

Одна из основных причин кризиса отечественной системы образования, на наш взгляд, состоит в том, что произошло отставание содержания и методов образования от темпов развития современных информационных технологий и экономики. Этапом, предшествующим построению системы внедрения информационных технологий и электронного бизнеса в процесс обучения является определение системы классификационных признаков для идентификации конкретных программных продуктов и предпочтений стратегии социально-экономического выбора.

На основании этих предпосылок рекомендуем в качестве концептуальных следующие классификационные признаки:

1. Дидактическая направленность. 2. Программная реализация. 3. Техническая реализация. 4. Предметная область применения.

I. По дидактической направленности. Выбор варианта классификации по дидактической направленности проводят исходя из спецификации работы образовательного учреждения и достигнутого уровня информатизации учебного процесса и электронизации бизнеса.

II. Классификация по способу программной реализации. Программно-аппаратные бизнес-комплексы можно разделить: – по видам инструмента создания, т.е. учебные программы различного

назначения создаются различными инструментами программирования на языке высокого уровня, объектного, при помощи инструментальных авторских систем;

– по видам операционных сред; – по сетевому признаку, т.е. индивидуальное (персональный компьютер) или

групповое (по локальной или глобальной сети) участие в получении знаний. III. По видам технической реализации. Техническая политика в аппаратной реализации электронного бизнеса в

учебном процессе является прерогативой не только отдельно взятого учебного

82

заведения, но и системы образования и экономики в целом. Это касается закупка не столько закупки компьютерной техники, сколько адаптация к существующим системам электронного ведения бизнеса в образовательном аспекте.

IV. По предметным областям. Использование информационных технологий в процессе обучения электронному бизнесу требует соблюдения ряда условий, реализация которых в рамках традиционной системы образования весьма проблематична. К данному ряду условий относятся оптимальное соотношение техни-ческого и программного обеспечения, числа часов, наполняемости аудитории и много другое. Остановимся на одном из самых существенных требований, связанных с необходимостью переноса акцента с группового на индивидуальное обучение. При этом речь здесь идет не только и не столько о переносе внимания преподавателя на каждого из обучаемых, сколько о реализации адаптивного построения индивидуальной траектории обучения, причем такие траектории должны строиться практически мгновенно прямо в ходе образовательного процесса. Понятно, что осуществить данный подход можно тогда и только тогда, когда у преподавателя имеются возможность и условия для проведения подобного построения.

С нашей точки зрения реализация адаптивного обучения основам ведения электронного бизнеса в условиях информационных технологий возможна, но при соблюдении ряда требований:

1. Для реализации адаптивного обучения необходимо средство, обеспечивающее управление учебной деятельностью каждого обучаемого на весь процесс обучения. Таким средством может быть интегрированный бизнес-комплекс, включающий естественным образом связанные между собой печатные материалы, компьютерные учебники, учебные файлы и системы диагностики. Требование интегрированности крайне важно, поскольку наличие части учебного материала в электронном виде позволяет легко адаптировать весь комплекс как к обучаемому, так и к программе обучения..

2. Как печатные, так и электронные материалы (бизнес-комплекс материалов) должны обеспечивать достаточно эффективное управление обучением либо без вмешательства преподавателя, либо с минимальным его присутствием Преподаватель должен решать стратегические вопросы, оперативно помогать в преодолении затруднений и собственно управлять построением траектории обучения. Такой подход позволяет организовать непрерывную систему обучения не только во время аудиторных занятий, но и при самостоятельной работе.

3. Материалы комплекса должны обеспечивать обучение в рамках модели полного усвоения. Только при таком подходе можно говорить о качественном обучении.

4. Материалы бизнес-комплекса должны быть реализованы по модульному принципу.

5. При этом как в рамках каждого модуля, так и в бизнес-комплексе в целом, должна быть реализована некоторая избыточность. Такой подход позволит просто и гибко проектировать использование комплекса. Кроме этого, избыточность позволит легко дифференцировать процесс обучения.

На представленной ниже схеме изображена структура описанного комплекса.

83

Взаим

освязь

образоват

ельных информационно-коммуникационных технологий

и электронной

экономической деят

ельности

84

В заключение отметим следующее. 1. Финансовый сектор В2С услуг в виде Интернет-банкинга, мобильного

банкинга, а также рынок процессинга международных банковских пластиковых карт, на наш взгляд, требует особого подхода. Данный сектор должен быть сопряжен с сектором Интернет-торговли в результате чего получается реально действующая система электронной коммерции, когда и заказ, и оплата, а в некоторых случаях и доставка (если речь идет об электронном контенте) происходит электронным способом. Однако, сегодня большинство Интернет-посетителей электронных торговых точек отдают предпочтение форме расплаты с курьером наличными денежными средствами после доставки товара «до двери». Недоверие к новым (электронным) формам оплаты товаров, работ, услуг говорит о необходимости ведения грамотного обучения конечного пользователя основам электронной коммерции.

2. Отечественная статистика держателей (пользователей) международных пластиковых банковских карт (МБК) – это около 24 миллионов человек (16% населения России). Но данный рынок работает сегодня по принципу «получили деньги на карту – сняли в ближайшем банкомате». Люди пока ещё не доверяют электронным деньгам в силу неправильно сложившегося стереотипа мышления подавляющей части населения страны. Осуществляемые ныне зарплатные проекты именно навязываются предприятиям банками с целью повышения объема показателей эмитирования МБК последними. Все это говорит о том, что неподготовленность и неосведомленность потребителей услуг электронной экономической деятельности ведет к неприятию и боязни новых (электронных) форм оплаты товаров, работ, услуг.

3. В российской электронной среде есть и положительные моменты – интерактивная среда (связь, в том числе мобильная и Интернет) растет очень большими темпами, все большее количество социальных учреждений подключается к Интернету, большое количество школ и вузов получают новые компьютерные аудитории, значительное внимание отводится Интернет-образованию. Этому, в первую очередь, будет способствовать реализация национального проекта «Образование».

4. Применение информационных технологий наряду с педагогическими технологиями обучения электронному бизнесу способствуют достижению следующих целей:

– формированию умения работать с экономической информацией; – развитию коммуникативных способностей обучаемых; – подготовке личности «информационного» общества; – преодолению барьера «оторванная от жизни теория»; – интеграции трудов лучших педагогов, экономистов, авторов-новаторов; – адаптации обучаемого к условиям возрастания «информационной ёмкости

мира»; – формированию у обучаемого исследовательских умений. Таким образом, значительное ускорение электронный бизнес может получить

благодаря специальной информационно-коммуникационной подготовке как действующих, так и потенциальных субъектов электронных рынков, уже имеющих начальную подготовку по основам электронной экономической деятельности, полученную в школах и вузах.

85

Литература 1. Балабанов И.Т. Интерактивный бизнес. – СПб.: Питер, 2001. – 314 с. 2. Козье Д.К. Электронная коммерция. М.: ИТД «Русская редакция», 1999. –

268 с. 3. Материалы рабочей группы по электронной коммерции экспертно-

координационного совета при Комитете по экономической политике и предпринимательству Государственной Думы Российской Федерации // Internet resource: http://www.rfc.ru/duma.

4. Эймор Дэниел Электронный бизнес: эволюция и/или революция.: Пер. с анг. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 752 с.

5. Триливен Филип Открой свой электронный бизнес: 10 золотых правил начинающего бизнесмена в сфере высоких технологий.: Пер. с англ. М. Веселковой. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 640 с.

6. Генкин А.С. Планета Web-денег. – М.: Альпина Паблишер, 2003. – 510 с. 7. Нир Вулкан. Электронная коммерция. Стратегическое руководство. М.:

Интернет-трейдинг, 2003. – 296 с. 8. Киселев Ю.Н. Электронная коммерция: практическое руководство. – СПб:

ООО «ДиаСофтЮП», 2001. – 224 с. 9. Волокитин А.В., Маношкин А.П. и др. Электронная коммерция. Учебное

пособие для служащих государственных организаций и коммерческих фирм (под ред. Реймана Л.Д.) – М.: НТЦ «ФИОРД-ИНФО», 2002. – 272 с.

10. Смирнов С.Н. Электронный бизнес. – М.: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003. – 240 с.

86

КОНФЕРЕНЦИИ

Итоги работы научно-методической конференции

«XX – лет школьной и вузовской информатики: проблемы и перспективы»

Конференция проходила 27 – 29 марта 2006 года на базе Нижегородского государственного педагогического университета. В работе конференции приняли участие профессора и преподаватели вузов г.г. Арзамаса, Москвы, Новосибирска, Санкт-Петербурга, Сарова а также учителя школ Н.Новгорода и Нижегородской области. Всего более 50 участников. На пленарном заседании было заслушано 5 докладов, посвященных анализу итогов информатизации системы народного образования за последние 20 лет, а также перспектив развития этого процесса в будущем.

Секционные заседания проходили по секциям: «Информатика в школе и вузе», «Информационные технологии в школе» и «Информационные технологии в вузе». Всего на секциях было заслушано 25 докладов.

Доклады на секциях были посвящены принципиальным вопросам преподавания информатики в городской и сельской школах, направлениям использования компьютерных технологий в учебно-воспитательном процессе школы и вуза, управлении образовательными учреждениями, а также вопросам внедрения информационных технологий в педагогику и психологию высшей школы, преемственности подготовки в области информатики в школе и в вузе. Участники конференции отметили высокую значимость и актуальность проблемы использования ИКТ в школе и вузе, а также те положительные изменения, которые произошли в информатизации школьного и вузовского образования за 20 лет. Среди положительных аспектов применения ИКТ в учебно-воспитательном процессе школы и вуза участники конференции выделили:

• развитие творческого потенциала, как преподавателей и учителей, так и студентов и школьников;

• повышение уровня образования, качества знаний школьников и студентов; • рост профессиональной компетенции преподавателей и учителей; • возможность постоянного совершенствования знаний, самообразования за

счет образовательных ресурсов Интернет;

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

87

• положительный опыт расширенного введения информационных технологий в управлении учебным заведением.

Вместе с тем необходимо выделить проблемы, которые стоят перед обществом:

• современной компьютерной техники в школе все еще недостаточно; • низкий уровень зарплаты и отсутствие системы стимулирования за

внедрение информационных технологий в учебный процесс, препятствующие притоку молодых специалистов в школы и вузы;

• отсутствие непрерывной подготовки учителей информатики и других предметов, соответствующей прогрессу в области ИКТ;

• отсутствие программно-технической поддержки вычислительной техники, поставляемой в школы, и возможностей повышения её качества;

• недостаточная координация работ по внедрению и использованию вычислительной техники.

Рекомендации конференции 1. Для интенсификации процесса информатизации образования необходимо

разработать систему мероприятий по обеспечению учителей компьютерами, с возможностью подключения к системе Интернет за счет государственных средств через школу.

2. Так как школы - это центры информатизации общества, где формируется личность ученика, необходимо накопленный опыт использовать для решения социально-значимых задач и проектов (охраны порядка, здравоохранения, муниципального управления и т.д.), что имеет значение и для профильного обучения, мотивации изучения ИКТ.

3. Создать информационный ресурс для обеспечения работы с молодежью и студенчеством, развивать порталы открытого образования для вузовских специальностей.

4. Разместить на портале Виртуального педагогического университета информационный ресурс, созданный в Нижегородских классическом и педагогическом университетах по педагогике, технологии и предпринимательству.

5. Разработать систему обучения в вузе, в которой не было бы разрыва в преподавании информатики для старших и младших курсов, введя для этого факультативные курсы, в соответствии с учебным планом формируемого самими вузами.

6. Считать обязательным на данном этапе целенаправленное обучение в вузах методам и технологиям информатизации управления школой.

7. Ввиду значительного развития информационных технологий в образовании в перспективе разработать и внести предложения об усилении фундаментальной подготовки специалистов в этой области, которая позволила бы уменьшить зависимость компетенции специалистов от быстро меняющихся технологий.

8. Ввести в школах в рамках профильного обучения спецкурсы по математическим основам информатики

9. Считать оправдавшим себя опыт введения должности зам. директора по информатике в школах и выработать нормы, при которых эта штатная должность была бы введена в школах.

88

10. Ввести преференции для учителей информатики, которые по характеру своей деятельности вынуждены постоянно осваивать новую вычислительную технику и программное обеспечение.

11. Отметить высокий уровень работы кафедры информатики и информационных технологий Нижегородского государственного педагогического университета и высокий уровень информатизации всего университета в целом.

Принято единогласно на заключительном заседании конференции 29 марта 2006 г.

Сопредседатель конференции Я.А.Ваграменко

89

В АКАДЕМИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ВЫСТАВКА "ОБРАЗОВАНИЕ. НАУКА. КАРЬЕРА"

(11-14 апреля 2006 г., Башкортостан )

С 11 по 14 апреля 2006 г. в Башкирии (г. Уфа) на территории I павильона ОАО "Выставочный Комплекс "Башкортостан" проводилась VI специализированная выставка «Образование. Наука. Карьера». Организаторами выставки выступили Министерство образования и науки Российской Федерации, Министерство образования Республики Башкортостан, ООО «Башкирская выставочная компания» и ОАО «Выставочный комплекс «Башкортостан», при поддержке Управления образования г.Уфы, Администрации городского округа Уфы, Академии наук Республики Башкортостан и Академии информатизации образования (АИО). В составе участников - представители Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Челябинска и других городов Российской Федерации. В программе мероприятий выставки прошли запланированные мероприятия: профориентационная работа среди школьников, конкурс высших и средних образовательных учреждений, детский фотоконкурс "Моя школа", круглые столы с руководителями образовательных учреждений и представители Академии информатизации образования, ярмарки вакансий, конкурсные проекты, консультации специалистов по вопросам занятости.

На открытии выставки с вступительным словом выступили заместитель Премьер-министра Правительства Республики Башкортостан, министр культуры и национальной политики Республики Башкортостан Илишев И.Г., Первый заместитель министра образования Республики Башкортостан Иткулов И.Г., заместитель главы Администрации городского округа г. Уфа Баязитов С.Б., руководитель Департамента федеральной государственной службы занятости населения по Республике Башкортостан Бикинин Т. С., вице-президент Академии наук Республики Башкортостан Мустафин А.Г., Председатель Совета ректоров высших учебных заведений Республики Башкортостан Шамазов А. М., Ученый секретарь АИО, заместитель директора Института информатизации образования МГОПУ им. М.А.Шолохова (г. Москва) Богданова С.В., заместитель директора Института информатизации образования РАН Козлов О. А., ректор Уфимского государственного авиационного технического университета Гузаиров М.Б., ректор Уфимской государственной Академии экономики и сервиса Дегтярев А.Н., ректор Башкирского государственного педагогического университета Асадулин Р.М., ректор Восточного института экономики, гуманитарных

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

90

наук, управления и права Миннибаев Е.К., Председатель Совета директоров Средних специальных учебных заведений Республики Башкортостан Арзамасов А.В., Председатель Государственного Комитета по молодежной политике республики Ильясов Ю.Т., Председатель Комитета по молодежной политике при Администрации городского округа г. Уфа Сагитов С.Т., Глава представительства Германской службы академических обменов доктор Томас Праль, генеральный директор ОАО "Выставочный комплекс "Башкортостан" Рыцев О.А., Генеральный директор ООО "Башкирская выставочная компания" Кильдигулова А.В.

В выставке принимали участие более 60 учебных и образовательных учреждений, предприятий и организаций. Достижения в области образования представляли вузы, колледжи, школы, училища, творческие объединения, кадровые центры, учебные курсы Башкортостана, России и зарубежья. Впервые в крупнейшей выставке Башкортостана приняла участие Академия информатизации образования. Обширная деловая программа мероприятий прошла по 6 секциям. На конференциях и семинарах этого года рассмотрены такие вопросы образования, как, информатизация образования, этнопедагогика, гражданское воспитание, охрана здоровья обучающихся и инновации в образовании. Впервые прошла конференция «Международная деятельность и инновации в работе ВУЗов, академических и отраслевых институтов». В работе этих конференции приняли активное участие и члены Академии информатизации образования. На конференции было оглашено приветствие к участникам конференции президента АИО Ваграменко Я.А., в котором, в частности, отмечено следующее. В условиях современного информационного развития общества, усложнения технической и социальной инфраструктуры информатизация образования становится таким же стратегическим ресурсом, как традиционные материальные и энергетические ресурсы. Современные информационные технологии, позволяющие обеспечивать эффективные способы представления информационных ресурсов педагогу, деловому партнеру и научному работнику, стали важным фактором жизни общества и сферы деловой общественной деятельности. Уровень информатизации становится одним из существенных факторов успешного экономического развития и конкурентоспособности региона, как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Осознание роли информатизации, как стратегического ресурса стимулирует новые научные и промышленные разработки.

В рамках выставки прошли: конференции «Новые подходы к оценке качества знаний учащихся», «Обучающие и развивающие компьютерные программы», круглый стол по теме "Информатизация образования: проблемы и пути их решения". В обсуждении данной тематики от Академии Информатизации образования приняли участие Богданова С.В., Козлов О.А., Подчиненов И.Е. Особенно интересны для педагогов и научных сотрудников – участников выставки оказались беседы с первым заместителем министра образования Республики Башкортостан Иткуловым И.Г, вице-президентом Академии наук Республики Башкортостан Мустафиным А.Г., ректором Башкирского государственного педагогического университета Асадулиным Р.М., проректором по информационным технологиям Уфимского государственного нефтяного технического университета Котовым Д.В. На конференции завязалась живое обсуждение проблем информатизации образования в регионах России. На множество вопросов пришлось отвечать представителям АИО Козлову О.А. и Подчиненову И.Е. Актуальной оказалась тема активизации работы членов Академии информатизации образования в Республике и в перспективе - открытия регионального Башкирского отделения АИО.

91

Выставка "Образование. Наука. Карьера", которая является крупнейшим в регионе специализированным мероприятием, продемонстрировала последние достижения в области формирования современной образовательной среды. На выставке были представлены современные средства обучения, оборудование для дошкольных учебных заведений, методическая и учебная литература. По результатам участия Академии информатизации образования в VI специализированной выставке «Образование. Наука. Карьера» - 2006 в г.Уфе, выставочный модуль Академии был признан одним из наиболее интересных и полезных для участников выставки, а выступления представителей АИО вызвали заметный интерес к ее деятельности. По результатам участия в этом мероприятии Академии информатизации образования была награждена дипломом лауреата VI специализированной выставки «Образование. Наука. Карьера» - 2006.

Ученый секретарь АИО С.В. Богданова

92

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СООБЩЕНИЯ

Информационное письмо

Академия информатизация образования (АИО) совместно с ассоциированным с ней Международным образовательным центром АЙТЭК (ITEC) сообщает председателям Научных советов отделений АИО, региональным и местным органам управления образованием, ректорам и директорам образовательных учреждений, научно-педагогической общественности России и государств-участников СНГ о проведении в период с 14 по 21 июля 2006 г. на острове Мальта (в ее столице г. Валлетте) Международного научно-методического симпозиума «Информатизация общего, педагогического и дополнительного образования» (СИО-2006) и приглашает к участию в его подготовке и проведению.

Основная тематика симпозиума 1. Стратегия и методология информатизации образования 2. Информатизация общеобразовательных и профильных школ 3. Информатизация педагогического образования 4. Информатизация дополнительного образования школьников 5. Повышение квалификации учителей школ и преподавателей педвузов в области ИКТ 6. Дистанционное, смешанное и корпоративное обучение в экономике, социальной сфере и

науке 7. Международное сотрудничество

Место и условия проведения симпозиума Отель «Day’s Inn» (***), 2 местные номера, в 5-ти минутах ходьбы от набережной Средиземного моря. Стоимость участия в симпозиуме – 400 евро.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2006

93

В стоимость программы входит: • Проживание в гостинице; • Полупансион (завтрак, ужин); • Медицинская страховка; • Трансфер из/до аэропорта; Дополнительно оплачивается: • Авиаперелет (ориентировочно 300 евро); • Въездная виза (30 евро).

Порядок проведения симпозиума.

14.07.2006 – прилет участников симпозиума, их регистрация и размещение; 15.07.2006 – пленарное заседание симпозиума; 16.07.2006 – доклады участников симпозиума; 17.07..2006– культурная программа: экскурсия по Мальте, морская прогулка; 18.07..2006 – доклады участников симпозиума 19.07..2006 – доклады участников симпозиума 20.07. 2006 – обсуждение и принятие рекомендаций симпозиума; 21.07.2006 - отлет участников симпозиума.

Организация симпозиума 1. Направление до 1.05.2006 по электронной почте в оргкомитет симпозиума заявки на

участие в его работе (по указанной ниже форме) по адресу: ininfo@mgopu.ru Фамилия, имя, отчество (полностью) Место работы, адрес с индексом Должность Ученая степень, звание Телефон ( ) Факс ( ) Е-mail Форма участия: очная/заочная

2. Направление до 1.06.2006 в оргкомитет симпозиума текста основного содержания доклада на симпозиуме (объемом 5-8 страниц).

3. Направление до 15.06.2006 в адрес Центра АЙТЭК по адресу: itec@bk.ru необходимых сведений для оформления выезда за границу и приобретения авиабилетов:

• копия загранпаспорта (ВНИМАНИЕ! Паспорт должен быть действителен в течении 3-х месяцев после возвращения из Мальты);

• данные для подачи заявления на визу (приложение); а также перевода финансовых средств в адрес АЙТЭК (700 евро) по банковским реквизитам: ИНН 4632054576, КПП 463201001, р/с 40703810900370000270 в филиале ОАО «МДМ – банк» в г. Курск, БИК 043807719, к/с 30101810200000000719, ОГРН 1054639095213, ОКПО 74404180 4. Издание трудов симпозиума предполагается обеспечить до его начала. 5. На симпозиуме будет обеспечена возможность демонстрации иллюстративных

компьютерных материалов докладов и учебных компьютерных программ.

94

Требования к материалам для сборника трудов симпозиума. Текст представляется в формате Word for Windows 97-2000 шрифтом типа Times New Roman размером 14. Межстрочный интервал – одинарный; поля сверху, справа и слева – 20 мм, снизу – 25 мм. Формат страницы – А4 (210х297 мм). Выравнивание текста – по ширине страницы. Абзацный отступ – 1,27 см. В тексте могут быть рисунки, таблицы, графики. В левом верхнем углу первой страницы текста строчными буквами печатаются инициалы и фамилия авторов; ниже, через одинарный интервал - полное название организации, город. Далее (ниже), через двойной интервал, прописными буквами печатается (шрифт – полужирный) название доклада. После отступа в 2 интервала приводится текст. В сборнике трудов симпозиума материалы публикуются в авторской редакции.

Адрес и телефоны оргкомитета симпозиума. 109391, Москва, Рязанский проспект 9, Президиум АИО Телефон: (095)- 170-58-07; факс: (095)-170-53-45; E-mail:ininfo@mgopu.ru

Секретариат оргкомитета симпозиума: Ученый секретарь – к.б.н., с.н.с. Андрианова Елена Павловна; Технический секретарь – Горюшкина Татьяна Николаевна Председатель оргкомитета симпозиума, президент АИО, профессор Я.А. Ваграменко

Приложение

Данные для подачи заявления на мальтийскую визу 1 Ф И О 2 Фамилия (девичья) 3 Дата и место рождения 4 Гражданство 5 Ф И О родителей 6 Номер загранпаспорта 7 Дата выдачи и срок окончания загранпаспорта 8 Кем выдан загранпаспорт 9 Семейное положение 10 Ф И О супруга, супруги 11 Дата и место рождения супруга, супруги 12 Домашний адрес 13 Телефон 14 Должность 15 Место работы 16 Адрес места работы 17 Даты пребывания в странах шенгенского соглашения (Испания, Португалия, Германия, Франция, Нидерланды, Бельгия, Люксембург, Италия, Греция, Австрия, Дания, Исландия, Норвегия, Финляндия и Швеция)

95

Информационное письмо

Организаторы симпозиума: • Министерство образования и науки Российской Федерации, • Московский государственный открытый педагогический университет им.М.А.Шолохова, • Академия информатизации образования сообщают региональным и местным органам управления образованием, научно-педагогической общественности, директорам и учителям сельских школ страны о проведении в период с 11 по 15 сентября 2006 г. в г. Анапе IV Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы» под девизом «От первого компьютера к школе XXI века» и приглашают к участию в его подготовке и проведении. Основная тематика симпозиума: 1. Стратегия, нормативно-правовые и педагогические основы информатизации сельских

школ. 2. Техническое обеспечение информатизации сельских школ. 3. Информатизация сельских школ на основе средств телекоммуникаций и сетевых

образовательных ресурсов. 4. Эффективность использования компьютеров и учебных электронных изданий в сельских

школах. 5. Повышение квалификации сельских учителей в области информатики и

информационных технологий. 6. Кадровое обеспечение процесса информатизации сельских школ. 7. Системный анализ и мониторинг эффективности процесса информатизации сельских

школ. 8. Развитие профильного и личностно-ориентированного обучения в сельской местности на

основе ИКТ. 9. Опыт информатизации малокомплектных сельских школ и повышение ее

эффективности. 10. Психолого-педагогическое обеспечение разработки новых образовательных

информационных ресурсов для сельских школ, в том числе профильных. 11. Развитие и использование дистанционных технологий обучения сельских школьников,

подготовки и повышения квалификации сельских учителей.

96

12. Развитие муниципальных инфраструктур информатизации образования в сельской местности.

13. Проведение ЕГЭ в сельской местности с использованием ИКТ. 14. Информационное обеспечение сельской молодежи. 15. Теоретические и экспериментальные исследования перспектив информатизации

сельских школ («От первого компьютера к школе XXI века»). 16. Международное сотрудничество в области информатизации сельских школ. Порядок проведения симпозиума. 11.09.2006 – приезд участников симпозиума, их регистрация и размещение; 12.09.2006 – пленарное заседание, доклады участников симпозиума; 13.09.2006 – круглый стол по тематике проекта «Информатизация системы образования» НФПК; доклады участников симпозиума; 14.09.2006– доклады участников симпозиума, принятие рекомендаций симпозиума; 15.09.2006 – отъезд участников симпозиума. Организация симпозиума. 6. Направление по электронной почте в адрес оргкомитета симпозиума заявки на участие в

его проведении (по указанной форме), а также текста основного содержания доклада на симпозиуме (объемом 3-5 страниц) до 01.06.2006.

7. Анализ заявок на участие в симпозиуме, содержания предложенных докладов, принятие решений по составу участников симпозиума и рассылка им приглашений на симпозиум (с указанием места регистрации и проживания, времени начала работы симпозиума и др.) до 15.06.2006.

8. Издание трудов симпозиума предполагается обеспечить до его начала. 9. Участие в работе симпозиума проводится за счет его участников. Оплата орг.взноса (600

руб.) и расходов, связанных с проживанием и питанием (в пределах командировочных), проводится по прибытию в г. Анапу.

10. На симпозиуме будет обеспечена возможность демонстрации иллюстративных компьютерных материалов докладов (с помощью широкоформатного проектора) и авторских компьютерных программ учебного назначения.

Форма заявки на участие в работе симпозиума Фамилия, имя, отчество (полностью)

Место работы, адрес с индексом Должность

Ученая степень, звание

Телефон ( ) Факс ( ) Е-mail

Форма участия: очная/заочная

97

Требования к материалам для сборника трудов симпозиума. Текст представляется в формате Word for Windows 97-2000 шрифтом типа Times

New Roman размером 14. Межстрочный интервал – одинарный; поля сверху, справа и слева – 20 мм, снизу – 25 мм. Формат страницы – А4 (210х297 мм). Выравнивание текста – по ширине страницы. Абзацный отступ – 1,27 см. В тексте могут быть рисунки, таблицы, графики.

В левом верхнем углу первой страницы текста строчными буквами печатаются инициалы и фамилия авторов; ниже, через одинарный интервал - полное название организации, город. Далее (ниже), через двойной интервал, прописными буквами печатается (шрифт – полужирный) название доклада. После отступа в 2 интервала приводится текст.

В сборнике трудов симпозиума материалы публикуются в авторской редакции.

Адрес и телефоны оргкомитета симпозиума. 109391, Москва, Рязанский проспект 9, Институт информатизации образования МГОПУ им. М.А. Шолохова. Телефон: (095)- 170-58-07; факс: (095)-170-53-45; E-mail:ininfo@mgopu.ru Секретариат оргкомитета симпозиума: Ученый секретарь – к.б.н., с.н.с. Андрианова Елена Павловна; Технический секретарь – Горюшкина Татьяна Николаевна Сопредседатели оргкомитета симпозиума: Ректор МГОПУ им. М.А. Шолохова, академик РАО Ю.Г. Круглов Президент Академии информатизации образования, профессор Я.А. Ваграменко

98

Индекс журнала в каталоге агентства «Роспечать» - 72258 Технический редактор 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.: (095) 170-58-07 Факс: (095) 170-53-45 E-mail: ininfo@mgopu.ru Http:// www.mgopu.ru

Сдано в набор 24.04.06 Бумага офсетная

Подписано в печать 28.04.06 Печать офсетная

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