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), Данильчук В.И. (Волгоград),

Жданов С.А. (Москва), Игнатьев М.Б. (С-Петербург), Каракозов С.Д. (Барнаул), Крамаров С.О. (Ростов-на-Дону),

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)

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

2’2005

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 Л.П. Мартиросян Методические рекомендации для учителя по использованию Excel на уроках математики …………………………………….. 3 П.П. Дьячук, И.В. Шадрин Динамическое компьютерное тестирование энтропийного фактора деятельности учащихся …………………………………. 8 Л.Л. Босова Цели и содержание пропедевтической подготовки школьников в области информатики и информационных технологий в аспекте компетентностного подхода ……………………………………………….. 12

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ И.А. Аверин, В.А. Мещеряков, Р.М. Печерская Информационные технологии при многоуровневой подготовке специалистов ………………….. 19 Т.А. Иванова, М.А. Морозов, Н.И. Пак, А.Л. Симонова Интеллектуальная компьютерная система диагностики знаний с обучением …………………………………………………………………………………… 27 С.П. Плеханов, Л.И. Лепе Пути решения проблемы опережающего обучения информационным технологиям …………………………………………. 34 Т.А. Лавина Информационно-коммуникационная подготовка в системе непрерывного педагогического образования …………………………………….. 41 О.В. Габова Технологический потенциал системы компьютерного тестирования ………………………………………………………………………………. 50 В.В.Кравец Сущность и функции педагогического общения в системе открытого образования …………………………………………………………………. 53

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ Н.М. Закарлюк Проблема информации и теоретической информатики … 61 А.В. Могилев, А.Н. Шильман О понятии «Образовательное пространство» ……………………………………………………………………………… 72 А.П. Усольцев Понятие информации в педагогической системе обучения физике ………………………………………………………………………………………. 79 А.Н. Шильман Методика построения модели регионального образовательного пространства на базе ГИС …………………………………….. 88

В АКАДЕМИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ Н.В. Софронова, А.А. Бельчусов Чувашские специалисты вошли в сообщество ученых-информатиков России ……………………………………….. 96

3

КОМПЬЮТЕР В ШКОЛЕ

Л.П. Мартиросян Институт информатизации образования РАО

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ EXCEL НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ С методической точки зрения определенный интерес при обучении

математике представляет работа с электронными таблицами (Excel Microsoft). Исследуя возможности применения электронных таблиц при изучении математики, можно отметить, что их целесообразно использовать для решения задач, которые можно представить в виде таблиц, а также для построения диаграмм, описывающих динамику изучаемых процессов. При этом важно, чтобы учитель учитывал особенности организации уроков с использованием Excel. Перечислим их:

• учебный материал делится на небольшие порции; • учебный процесс строится из последовательных шагов, которые содержат

не только порцию знаний, но и предполагают осуществление мыслительных действий по их усвоению;

• каждый шаг завершается контролем со стороны учителя (вопрос, задание и т. д.); • - новую порцию учебного материала учащийся получает, только правильно

выполнив контрольные задания; • при неправильном ответе учащийся получает помощь и необходимые

разъяснения; • каждый учащийся работает самостоятельно и овладевает учебным

материалом в посильном для него темпе, но объем выполненной работы не должен быть меньше запланированного необходимого минимума;

• результаты выполнения контрольных заданий фиксируются и становятся известными не только педагогу, но и самим учащимся;

• учитель выступает в роли организатора обучения и помощника при возникающих затруднениях, осуществляя при этом индивидуальный подход.

Перейдем к конкретным примерам использования Excel на уроках математики в 6 классе при изучении темы «Таблицы и диаграммы».

При изучении этой темы учитель должен показать ученикам возможности пакета Excel для составления таблиц, столбчатых и круговых диаграмм.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2005

4

Учитель представляет ученикам на экране задачу [2, с. 43]. На экран выводится условие задачи, таблица с фамилиями рабочих, числом ящиков и таблица, которую ученикам нужно заполнить в процессе решения задачи. Также на экран выводится кнопка «Новые значения», кнопка «Помощник» и кнопка «Проверка».

Учитель акцентирует внимание учеников на процессе создания и заполнения

таблицы средствами пакета Excel и объясняет, что, нажав на кнопку «Помощник», ученик может получить справку о порядке заполнения таблицы. Для ввода значений зарплаты нужно выделить соответствующую ячейку нажатием левой клавиши мыши и ввести полученное значение (для вычисления значений зарплаты необходимо количество наполненных соответствующим работником ящиков умножить на 1000). Для ввода значений подоходного налога необходимо выделить соответствующую ячейку нажатием левой клавиши мыши и ввести вычисленное значение. Для вычисления значений налога необходимо зарплату для соответствующего работника умножить на 12 и разделить на 100. Для ввода значений суммы к выдаче ученику нужно выделить соответствующую ячейку нажатием левой клавиши мыши и ввести значение итоговой суммы, для вычисления которой необходимо вычесть из зарплаты сумму подоходного налога. Учитель объясняет ученикам, что проверить выполнение задания можно, щелкнув левой клавишей мыши на кнопке «Проверка». В случае, если допущена ошибка, программа спросит, хотите ли вы исправить неправильные значения. В случае утвердительного ответа ошибочные значения подсветятся красным цветом и ученик может попробовать ввести новые значения. Если ученику не нужно работать в режиме исправления ошибок, то, нажав на кнопку «нет» он может увидеть правильные значения в новой таблице «Ответ». Учитель также объясняет, что, нажатием на кнопку «Новые значения» можно ввести новые данные в таблицу с фамилиями и числом ящиков.

Таким образом, учителем демонстрируется процесс решения задачи шаг за шагом с выводом объяснений по каждому шагу и выдачей результата. При этом ученикам предоставляется возможность осуществления информационной деятельности средствами пакета Excel по обработке информации о соответствии

5

каждому участнику работ его зарплаты, подоходного налога и суммы к выдаче. Информационная деятельность осуществляется по алгоритму заполнения таблицы средствами пакета Excel. В результате этого происходит осознание учеником возможности решения задачи средствами пакета Excel.

Задача 2 [2, с. 44]. Учитель представляет ученикам на экране задачу. На экран выводится условие задачи, таблица с результатами соревнований, кнопка «Помощник», кнопка «Новые значения» и кнопка «Проверка».

Учитель объясняет, что после нажатия на кнопку «Помощник» ученики

приступают к заполнению колонок «Очки» и «Место» в таблице. Нажав на кнопку «Проверка», ученики могут убедиться в правильности заполнения или увидеть выделенные красным цветом допущенные ошибки. В случае, если ученик допустил ошибку, программа спросит, хочет ли он исправить неправильные значения. В случае утвердительного ответа ученик получает возможность исправить ошибочные значения, выделенные красным цветом. Если ученику не нужно работать в режиме исправления ошибок, то он нажимает на кнопку «нет», и таблица заполняется правильными значениями. Ученикам, справившимся с заданием, учитель объясняет, что при нажатии на кнопку «Новые значения» происходит обновление таблицы (каждая колонка таблицы принимает новые значения). После этого, нажав на кнопку «Помощник», ученики приступают к заполнению колонок «Очки» и «Место» в таблице. Учитель обращает внимание учеников на то, как с изменением значений таблицы меняются результаты матчей (значения колонок «Очки» и «Место»).

Таким образом, ученики в процессе решения задачи получают представление о возможностях составления таблицы средствами пакета Excel.

Задача 3 [2, с. 56]. Учитель предлагает ученикам задачу, решение которой предоставит им возможность построения и чтения столбчатой диаграммы средствами пакета Excel. На экран выводится условие задачи, диаграмма, кнопка «Сброс», кнопка «Проверка», кнопка «Помощник» и вопросы, на которые ученик должен ответить.

6

Учитель объясняет ученику, что проверить ответы на вопросы можно, нажав

на кнопку «Проверка» рядом с вопросом. Учитель также объясняет ученику, что нажатие кнопки «Сброс» позволяет вернуть диаграмму после каждого ответа в исходное состояние. Таким образом, работа в режиме самопроверки ориентирует ученика к самостоятельности на основе осуществления пошаговой информационной деятельности под руководством учителя. Эта работа развивает интерес ученика к возможностям пакета Excel.

Задача 4 [2, с. 53]. Учитель предлагает ученикам задачу, решение которой предоставит им возможность построения и чтения круговой диаграммы средствами пакета Excel. На экран выводится условие задачи, диаграмма, кнопка «Новые значения», кнопка «Помощник» и вопросы, на которые ученик должен ответить.

7

Нажав на кнопку «Помощник», ученики приступают к решению и вводу

ответов на вопросы. Учитель объясняет, что для ответа ученикам нужно внимательно изучить диаграмму. Для ответа на первый вопрос нужно найти на диаграмме самое большое число. Занятие, соответствующее этому числу и будет являться правильным ответом. Далее, щелкнув левой клавишей мыши по стрелке, расположенной справа от поля ответа на первый вопрос, в появившемся списке нужно найти требуемое занятие и щелкнуть по нему левой клавишей мыши. Для ответа на второй вопрос ученику нужно найти на диаграмме самое маленькое число. Занятие, соответствующее этому числу, и будет являться правильным ответом. Щелкнув левой клавишей мыши по стрелке, расположенной справа от поля ответа на второй вопрос, в появившемся списке нужно найти требуемое занятие и щелкнуть по нему левой клавишей мыши. Ответить на третий вопрос можно, найдя на диаграмме число, соответствующее занятию «Спорт» и ввести его в поле ответа на третий вопрос. Учитель объясняет ученику, что он имеет возможность проверки ответа на вопросы. Для этого ему нужно нажать на кнопку «Проверка» рядом с соответствующим вопросом. Программа покажет результат выполнения задания, написав «Правильно», если ответ на вопрос был правильным и «Неправильно», если допущена ошибка. Учитель также объясняет ученику, что нажатие кнопки «Новые значения» позволяет изменить диаграмму, т. е. условие задачи. Возможность изменения условия задачи и соответственно изменение диаграммы (на экране) побуждают ученика к самопроверке, тем самым, развивая интерес к возможностям пакета Excel и к решению прикладных задач по математике.

Задача 5 [2, с. 53]. Учитель представляет ученикам задачу на чтение и составление круговой диаграммы. На экран выводится условие задачи, диаграмма, кнопка «Новые значения», кнопка «Помощник», кнопка «Проверка» и вопросы, на которые ученику предстоит ответить.

Учитель предлагает ученику внимательно изучить диаграмму и после этого

перейти к ответам на вопросы. Для ответа на первый вопрос нужно найти на

8

диаграмме число, соответствующее достоверному событию, которое и будет являться правильным ответом. Далее нужно щелкнуть левой кнопкой мыши по стрелке, расположенной справа от поля ответа на первый вопрос, и в появившемся списке найти требуемое число и щелкнуть по нему левой кнопкой мыши. Для ответа на второй вопрос ученику нужно найти на диаграмме число, соответствующее возможному событию. Число, соответствующее этому условию, будет являться правильным ответом. Щелкнув левой кнопкой мыши по стрелке, расположенной справа от поля ответа на второй вопрос, ученик в появившемся списке находит требуемое число и щелкает по нему левой кнопкой мыши. Для ответа на третий вопрос на диаграмме находится число, соответствующее невозможному событию. Оно и является ответом на вопрос. Учитель должен объяснить ученику, что он имеет возможность проверки своих ответов на вопросы, нажав на кнопку «Проверка». Ошибочные значения ученик может исправить и проверить задание заново. Учитель также объясняет ученику, что нажатие кнопки «Новые значения» позволяет изменить диаграмму и предоставляет ученикам возможность нового ответа на вопросы.

Таким образом, ученики, наблюдая на экране многократное изменение диаграммы, могут судить о возможностях построения ее средствами Excel.

Литература

1. Математика: 6 класс: Дидактические материалы к учебнику «Математика 6» /

Г.В. Дорофеев, И.Ф. Шарыгин, С.Б. Суворова и др.; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина. М.: Дрофа, 2000.

2. Математика: 6класс: Учебник для общеобразовательных учебных заведений/ Г.В. Дорофеев, С.Б. Суворова, И.Ф. Шарыгин и др.; под ред. Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина. М.: Дрофа, 1995.

3. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: «Школа-Пресс», 1994.

4. Роберт И.В. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах // Информатика и образование, 2001, № 5, с. 12 – 16. П.П. Дьячук, И.В. Шадрин Красноярский государственный педагогический университет

ДИНАМИЧЕСКОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

ЭНТРОПИЙНОГО ФАКТОРА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ Одной из важных и актуальных проблем современного тестирования

является проблема создания таких тестовых технологий, которые позволяли бы получать информацию о процессе деятельности ученика при выполнении заданий. Традиционные тесты, как правило, диагностируют не процесс, а состояние (например, состояние обученности и т.п.).

В настоящей работе рассматривается динамическое компьютерное тестирование (ДКТ) [5]. При динамическом тестировании записывается информация о деятельности испытуемого при обучении решению задач. Она позволяет построить траекторию деятельности ученика и оценить его энтропийный фактор.

9

Выделим основные составляющие динамических компьютерных тестов, связанные с организацией взаимодействия ученика и компьютера: 1) генератор задач, то есть программный модуль, который генерирует задачи; 2) систему слежения – программный модуль, осуществляющий пооперационный контроль и запись действий ученика, а также определяющий количественные показатели несоответствия текущего состояния и целевого; 3) механизм обратной связи, который принимает решение о том, сообщать или не сообщать ученику информацию о текущем состоянии решения задачи; 4) интерфейс, включающий виртуальное пространство, содержащее математические объекты и интерактивную систему управления ими. На рис. 1 приведен внешний вид интерфейса ДКТ по конструированию геометрических фигур из фрагментов. Окно программы состоит из четырех панелей: панель с фрагментами фигур (слева), рабочее поле (справа), панель обратной связи (диаграмма в центре указывает на дистанцию до целевого состояния) и информация о достигнутом уровне.

Выбирая фрагменты на панели слева, необходимо собрать цельную картину на рабочем поле справа. Если уровень самостоятельности достаточно высок, то панель обратной связи не отображается.

Рис.1. Внешний вид ДКТ Процесс деятельности ученика по выполнению заданий описывается

скачкообразными функциями f(t), представляющими временные ряды событий, каждое из которых является существенной операцией [3,4,6]. На рис. 2 приведен график траектории деятельности f(t) ученика по решению задачи построения геометрической фигуры. График получен в результате обработки экспериментальных данных.

10

Рис.2. График траектории деятельности (правильная операция – скачок +1, неправильная операция – скачок –1)

Процесс тестирования можно рассматривать как опыт, для которого, как и

для любого опыта, существует численная оценка степени неопределенности исхода. Мерой неопределенности любого опыта является энтропия [1,6]. Например, если ученик решает задачу методом проб и ошибок, то его информационная энтропия (следовательно, и количество ошибочных действий) максимальна. Научение приводит к уменьшению энтропии и соответственно к возрастанию упорядоченности деятельности, правильности выполнения операций.

Если ученик, в результате обучения, эволюционирует в направлении упорядочения, развития и совершенствования своей внутренней структуры, то его энтропия уменьшается. Это требует целенаправленных усилий, внесения информации, иначе говоря, управления [2]. Энтропия деятельности ученика, при выполнении задания определяется, как величина равная

qqppH 22 loglog −−= , где: p – вероятность того, что операция будет выполнена правильно; q = (1 – p) – вероятность того, что действие или операция ведет к удалению от целевого состояния.

Выполняя задание, ученик делает серию операций. При этом, каждый раз, выполняя очередное действие, делает выбор, типа «да – нет». Если предположить, что этот выбор ученик делает случайным образом и альтернативы равновероятны, то энтропия максимальна и равна 1, информация об исходе выполнения задания равна нулю. При возрастании вероятности правильного выбора («да») степень неопределенности (энтропия) результата выполнения задания уменьшается и стремится к 0, а информация возрастает от 0 до 1.

11

Таким образом, процесс научения решению задач сопровождается уменьшением информационной энтропии. В нулевом приближении вероятности или частоты p можно экспериментально определить, отношение числа правильно выполненных операций к общему числу операций n, т.е. p = ni / n

В процессе выполнения заданий система оказывает ученику помощь, частота которой уменьшается по мере научения. При этом испытуемый вырабатывает внутренний механизм обратной связи и начинает осуществлять деятельность в автономном режиме.

Рассмотрим два крайних случая: первый – энтропия, у ученика быстро уменьшается; второй случай – энтропия практически не меняется. Первый случай говорит о том, что ученик хорошо обучаем. Если же энтропия не уменьшается, то ученик плохо обучается. В процессе тестирования, такой ученик может сделать много заданий, но так и не научиться выполнять их правильно.

Таким образом, можно сделать следующий вывод, что при помощи ДКТ можно не только получить информацию о том, правильно или нет, ученик шел к поставленной цели, но и оценить его энтропийный фактор. Ниже (рис. 3) представлены зависимости энтропии от времени и соответствующие траектории деятельности для характерных представителей учеников, которых можно классифицировать на три группы: со слабой, средней и сильной обучаемостью. На графике зависимости H(t) каждая точка представляет собой энтропию выполненного задания. Число заданий соответствует числу точек. Максимальное значение энтропии равно 1, минимальное нулю. Из сравнения трех графиков энтропии видно, как изменялась энтропия от задания к заданию для характерных представителей разных групп учащихся.

Рис. 3. Графики изменения энтропии от времени. Слева – направо последовательно представлены: слабый, средний и сильный

ученик.

Соответствующе сравнение траекторий деятельности ученика при выполнении заданий (рис.4) показывают сильную хаотичность деятельности слабого ученика, почти упорядоченную деятельность среднего ученика и идеальную, в смысле правильности выполнения операций, деятельность сильного ученика.

12

Рис.4. Графики траекторий деятельности учеников Слева – направо последовательно представлены: слабый, средний и сильный

ученик.

Таким образом, энтропийный фактор позволяет ранжировать учащихся по способности к обучению решению данного типа задач. Траектории и энтропийный фактор выполнения заданий наглядно показывают динамику процесса обучения и детально характеризуют отличия учеников друг от друга. Это позволяет проводить психолого-педагогическую диагностику обучаемости учеников.

Литература

1. Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации М.: С.-335, 1994. 2. Винер Н Кибернетика или управление и связь в животном и машине, М.:

Советское радио, С. 314, 1968. 3. П.Я. Гальперин Введение в психологию. М.: Издательство Московского

университета. С..150. 1976. 4. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. Психологические

основы. М.: МГУ, 1984. 5. Дьячук П. П., Лариков Е.В., Пак Н.И. Нелинейные технологии в

динамических тестовых заданиях по математике, Сибирский образовательный журнал «Современное образование», №3, С.102-105, 2001.

6. Яглом А. М. , Яглом И. М. Вероятность и информация. – Москва: Изд-во Наука, 1973. – 511 с.

Л.Л. Босова Институт информатизации образования РАО

ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ШКОЛЬНИКОВ

В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АСПЕКТЕ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА

С процессом развития информационного общества связано интенсивное

становление новой образовательной парадигмы, основывающейся на изменении фундаментальных представлений о человеке и его развитии через образование. Требование освоения учащимися всего знания, накопленного человечеством, уже давно не ставится перед современной общеобразовательной школой. Современный

13

человек должен не только обладать неким объемом знаний, но и уметь учиться, то есть уметь решать проблемы в сфере учебной деятельности, а именно: определять цели познавательной деятельности, находить оптимальные способы реализации поставленных целей, использовать разнообразные информационные источники, искать и находить необходимую информацию, оценивать полученные результаты, организовывать свою деятельность, сотрудничать с другими учащимися.

Содержательные изменения по обеспечению соответствия образования запросам и возможностям общества периода информатизации и глобальной массовой коммуникации отражает сегодня так называемый компетентностный подход в образовании. Именно компетентностный подход определен одним из оснований «Стратегии модернизации образования» – основного государственного документа, определяющего вектор развития российского образования сегодня и на ближайшую перспективу.

В настоящее время в психолого-педагогической теории и практике еще не устоялся понятийный аппарат, характеризующий компетентностный подход. Основываясь на исследованиях ведущих отечественных дидактов [2], [4], [7] будем: понимать под компетенцией общую готовность установить связь между знанием и ситуацией, сформировать процедуру решения проблемы; разделять понятия компетенции и компетентности, имея в виду под компетенцией некоторое отчужденное, наперед заданное требование к образовательной подготовке обучаемого, а под компетентностью – уже состоявшееся его личностное качество (характеристику) и минимальный опыт деятельности по отношению к заданной сфере; выделять ключевые компетенции как наиболее общие (универсальные) способы действия, позволяющие человеку понимать ситуацию, достигать результатов в личной и профессиональной жизни в конкретных условиях профессионального или общественного сообщества; определять образовательную компетенцию как готовность обучаемого использовать усвоенные знания, умения и навыки в жизни или как его способность к осуществлению практической деятельности.

Отметим, что компетентностный подход возник в недрах образования взрослых, специфика которого состоит в том, что обучаемые уже владеют необходимыми знаниями, профессиональной подготовкой и требуется лишь научить их эффективно приводить в действие имеющиеся знания и постоянно их обновлять.

Компетентностный подход в образовании базируется на том, что компетенции не отрицают знаний, умений и навыков, хотя принципиально от них отличаются: от знаний – существованием в виде деятельности, а не только информации о ней; от умений – переносом на различные объекты воздействия; от навыков – осознанностью, позволяющей человеку действовать не только в привычной, но и в новой, нестандартной обстановке. Другими словами, компетенции не могут быть сформированы без знаний, умений и навыков, которые важны не как самоцель, но как средство достижения компетенций.

С позиций компетентностного подхода смыслом образования становится развитие у обучаемых способности к самостоятельному решению проблем в различных сферах и видах деятельности на основе использования социального опыта, элементом которого становится и собственный опыт обучаемых. Очевидно, что уровня общего образования не достаточно для формирования у учащихся компетенций, достаточных для эффективного решения проблем во всех сферах деятельности. Цель школы — формирование ключевых компетенций.

14

Одним из основных механизмов, обеспечивающих становление новой образовательной парадигмы и модернизацию российского образования, является информатизация образования, рассматриваемая как процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания [5].

Эффективное использование широчайшего спектра возможностей, реализуемых на базе средств ИКТ, связывается сегодня с формированием ИКТ-компетенции всех участников образовательного процесса.

В этой связи ИКТ-компетенцией учащегося назовем его готовность использовать в практической деятельности усвоенные знания, умения и навыки в области информационных и коммуникационных технологий для:

• доступа к информации (знание того, где и как искать и получать информацию);

• обработки информации (использование заданных схем организации и классификации информации);

• интеграции информации (интерпретирование и представление информации, включая резюмирование, сравнение, сопоставление);

• оценки информации (суждение о качестве, релевантности, полезности, пригодности информации);

• создания информации (адаптация, сочинение информации) и т.д. С 1985 года и по настоящее время единственным предметом отечественной

школы целенаправленно и систематически формирующим ИКТ-компетенцию учащихся был и остается курс «Информатика и информационные технологии». Именно на уроках информатики формируются и систематизируются знания, умения и навыки, позволяющие молодому человеку осуществлять доступ к базам данных и средствам информационного обслуживания; понимать различные формы и способы представления данных в вербальной, графической и числовой формах; иметь представление о существовании общедоступных источников информации и уметь ими пользоваться; уметь оценивать и обрабатывать имеющиеся данные с различных точек зрения; уметь пользоваться техниками анализа статистической информации; уметь использовать имеющиеся у него данные при решении стоящих перед ним задач.

В соответствии со структурой школьного образования вообще (начальная, основная и профильная школы), сегодня (преимущественно за счет регионального и школьного компонентов) выстраивается многоуровневая структура предмета «Информатика и ИТ», который рассматривается как систематический курс, непрерывно развивающий знания школьников в области информатики, информационных и коммуникационных технологий.

Федеральный компонент государственного стандарта общего образования 2004 года [3], [6], базирующийся на компетентностном подходе, определяет следующие цели изучения информатики и информационных технологий в основной школе:

• освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях;

• овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных

15

технологий, организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты;

• развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ;

• воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; избирательного отношения к полученной информации;

• выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

При этом цели обучения информатике и информационным технологиям в 5-6 классах могут быть конкретизированы следующим образом:

• формирование общеучебных умений и способов интеллектуальной деятельности на основе методов информатики (эта цель может быть достигнута только за счет реализации межпредметных связей);

• формирование у учащихся готовности к использованию средств ИКТ в информационно-учебной деятельности для решения учебных задач и саморазвития (достигаемая в рамках предмета «Информатика и ИТ» данная цель должна активно использоваться при изучении других предметов);

• усиление культурологической составляющей школьного образования; • пропедевтика понятий базового курса школьной информатики; • развитие познавательных, интеллектуальных и творческих способностей

учащихся. Содержание курса информатики и информационных технологий для 5-6

классов общеобразовательных школ в соответствии с приведенным выше комплексом целей и существующей структурой школьного курса информатики может быть представлено следующими укрупненными модулями [1].

1. Модуль «Теоретическая информатика». Основные понятия: информация, информативность, информационный объект,

информационный процесс, кодирование информации, язык, двоичная система счисления, бит, байт, алгоритм, исполнитель, система команд исполнителя, блок-схема.

Темы для изучения: • Информатика и информация. • Многообразие форм представления информации. • Действия с информацией: поиск информации, сбор информации, обработка

информации, хранение информации, передача информации. • Кодирование информации. • Метод координат как универсальный способ кодирования графической

информации с помощью чисел. • Системы счисления. • Двоичное кодирование текстовой и графической информации. • Единицы измерения информации. • Элементы формальной логики: понятие, суждение, умозаключение.

Необходимые и достаточные условия. • Понятие алгоритма, примеры алгоритмов. • Исполнители алгоритмов, система команд исполнителя.

16

• Способы записи алгоритмов. 2. Модуль «Средства информатизации». Основные понятия: процессор, оперативная память, внешняя память, носители

информации, устройства ввода информации, устройства вывода информации, файл, операционная система.

Темы для изучения: • Аппаратное обеспечение компьютера. • Виды памяти в компьютере. • Информационные носители. • Файл, основные операции с файлами. • Программное обеспечение компьютера. • Назначение операционной системы. • Техника безопасности и санитарно-гигиенические нормы при работе на

компьютере. 3. Модуль «Информационные технологии». Основные понятия: текстовый редактор, графический редактор, калькулятор,

мультимедийный документ. Темы для изучения:

• Текстовый редактор: назначение и основные функции. • Графический редактор: назначение и основные функции. • Калькулятор и его возможности. • Мультимедийные технологии.

4. Модуль «Социальная информатика». Основные понятия: информационная деятельность человека,

информационная этика. Темы для изучения:

• Предыстория информатики. • Основные этапы развития вычислительной техники. • Роль информации в жизни общества. • Информационная этика.

Требования к подготовке школьников

в области информатики и информационных технологий 5 класс Учащиеся должны:

• понимать и правильно применять на бытовом уровне понятия «информация», «информационный объект»;

• различать виды информации по способам её восприятия человеком, по формам представления на материальных носителях;

• приводить простые жизненные примеры передачи, хранения и обработки информации в деятельности человека, в живой природе, обществе, технике;

• приводить примеры информационных носителей; • иметь представление о способах кодирования информации; • уметь кодировать и декодировать простейшее сообщение; • определять устройства компьютера, моделирующие основные компоненты

информационных функций человека; • различать программное и аппаратное обеспечение компьютера; • запускать программы из меню Пуск;

17

• уметь изменять размеры и перемещать окна, реагировать на диалоговые окна;

• вводить информацию в компьютер с помощью клавиатуры и мыши; • уметь применять текстовый редактор для набора, редактирования и

форматирования простейших текстов; • уметь применять простейший графический редактор для создания и

редактирования рисунков; • уметь выполнять вычисления с помощью приложения Калькулятор; • знать о требованиях к организации компьютерного рабочего места,

соблюдать требования безопасности и гигиены в работе со средствами ИКТ. 6 класс Учащиеся должны:

• определять, информативно или нет некоторое сообщение, если известны способности конкретного субъекта к его восприятию;

• понимать смысл терминов «понятие», «суждение», «умозаключение»; • приводить примеры единичных и общих понятий, отношений между

понятиями; • различать необходимые и достаточные условия; • иметь представление о позиционных и непозиционных системах счисления; • уметь переводить целые десятичные числа в двоичную систему счисления и

обратно; • иметь представление об алгоритмах, приводить их примеры; • иметь представления об исполнителях и системах команд исполнителей; • уметь пользоваться стандартным графическим интерфейсом компьютера; • определять назначение файла по его расширению; • выполнять основные операции с файлами; • уметь применять текстовый процессор для набора, редактирования и

форматирования текстов, создания списков и таблиц; • уметь применять инструменты простейших графических редакторов для

создания и редактирования рисунков; • создавать простейшие мультимедийные презентации для поддержки своих

выступлений; • иметь представление об этических нормах работы с информационными

объектами. По нашему мнению, представленное содержание предмета создает условия

для раскрытия, развития и реализации личностных качеств учащихся за счет формирования общеучебных умений и способов интеллектуальной и практической деятельности на базе методов и средств информатики и ИКТ.

Литература

1. Босова Л.Л. Новый учебно-методический комплект по информатике и

информационным технологиям для V – IV классов // Информатика и образование. – 2004. – №10.

2. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения (методологический анализ). – М.: Педагогика, 1977.

18

3. Кузнецов А.А., Семенов А.Л., Уваров А.Ю. О проекте концепции образовательной области «Информатика и Информационные технологии» // Информатика. – 2001. - №17.

4. Проблемы формирования нового поколения учебных изданий: Аналитический доклад. / Под ред. О.Е. Лебедева. – М.: ЗАО «МТО ХОЛДИНГ», 2004.

5. Роберт И.В. Толкование слов и словосочетаний понятийного аппарата информатизации образования. // Информатика и образование. - 2004. - № 5.

6. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Часть I. Начальное общее образование. Основное общее образование. / Министерство образования Российской Федерации. – М., 2004.

7. Хуторской А.В. Дидактическая эвристика: Теория и технология креативного мышления. – М.: ЗАО «МТО ХОЛДИНГ». – 2004.

19

ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗЕ

И.А. Аверин, В.А. Мещеряков, Р.М. Печерская Пензенский государственный университет

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ

МНОГОУРОВНЕВОЙ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ В настоящее время существует две системы подготовки специалистов. Это

традиционная для нашей страны одноступенчатая система подготовки дипломированных специалистов – инженеров и, пришедшая к нам с запада, двухуровневая система подготовки. Поэтому обучающие технологии, в частности, лабораторные практикумы должны быть пригодны к вышеперечисленным системам подготовки при минимальной их адаптации к конкретному учебному процессу.

Качество подготовки специалистов вузом оценивается по наличию комплекса образовательных технологий, включающих кейсовые и интернет-технологии, телекоммуникационные технологии. Последние позволяют обеспечить доступ к глобальным информационным сетям и лабораторным базам образовательных учреждений страны, что особенно важно при многоуровневой системе подготовки специалистов. Вся совокупность современных образовательных технологий наиболее удачно сочетается в учебно-исследовательской лаборатории с удаленным доступом по сети Internet. Здесь складываются уникальные возможности для универсальности и многофункциональности, т.е. возможность использования обучающих технологий для проведения различных видов занятий, а также применения в учебном процессе для изучения отдельных дисциплин или их блока в рамках направления подготовки специалиста. Поэтому структура учебно-исследовательской лаборатории с дистанционным доступом должна обеспечивать адаптацию для дисциплин различных циклов.

Кроме того, при конструировании учебно-исследовательской лаборатории необходимо все ее компоненты организовать в систему, имеющую единую цель, затем определить оптимальные пути достижения этой цели. Учебно-исследовательская лаборатория должна отвечать таким классическим дидактическим принципам, как систематичность, последовательность, преемственность, наглядность, доступность, прочность связей теории и практики.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2005

20

Две традиционные задачи педагогики, заключающиеся в получении знаний и в формировании умений по их применению и решаемые последовательно, должны рассматриваются в единстве. Это связано с тем, что приобретение знаний происходит одновременно с освоением способов и методов применения их. Таким образом, процесс обучения представляет собой систему действий и знаний, которые обеспечивают освоение этой системы.

Для определения дидактических особенностей и разработки концепции создания учебно-лабораторного комплекса необходимо проанализировать структуру дисциплин государственного стандарта.

В качестве примера рассмотрим структуру дисциплин специальностей и направления подготовки, входящих в одну укрупненную группу 210000 – Электронная техника, радиотехника и связь. Это специальность 210104 – Микроэлектроника и твердотельная электроника при подготовке инженеров и направление подготовки бакалавров и магистров 210100 - Электроника и микроэлектроника.

Объектами профессиональной деятельности специалистов этих направления и специальности являются материалы, компоненты, приборы и устройства электронной техники, методы их изготовления, исследования, проектирования.

Поэтому основной дидактической задачей является установление связей, вызванных эволюцией знаний и умений, получаемых при изучении ряда дисциплин, в части исследования, моделирования свойств различных твердых тел и параметров приборов на их основе. Рассмотрим структуру ГОС специальности 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника». В цикле ЕН дисциплин по курсу «Физика» – ЕН.Ф.02. студенты получают знания по фундаментальным законам физики, включая изучение электрофизических свойств всех классов веществ, а именно, диэлектриков, полупроводников и проводников и умение их использовать при изучении явлений, протекающих в различных материалах электронной техники и приборах на их основе, а при изучении курса «Химия» – ЕН.Ф.04. приобретают знания о процессах, протекающих в веществах, находящихся в различных агрегатных состояниях и умения применять их при разработке технологических процессов получения материалов электронной техники и приборов на их основе. В курсе «Математика» – ЕН.Ф.01. студенты осваивают различные методы решения уравнений, описывающих физико-химические процессы, протекающие в твердых телах и приборах на их основе, при синтезе и исследовании свойств. Изучая курс «Информатика» – ЕН.Ф.02, студенты получают знания об основных технологиях программирования и приобретают умения производить вычисления в различных программных средах составленных математических уравнений. Знания и умения, полученные при изучении физики, математики, химии, информатики, студенты используют в курсе «Методы математической физики» – ЕН.Ф.06., где изучаются основные уравнения, описывающие свойства твердых тел, параметры приборов, и процессы, протекающие при их изготовлении на различных стадиях технологического цикла.

Таким образом, в результате изучения дисциплин ЕН цикла студенты приобретают знания по фундаментальным законам физики, математики, физико-химическим свойствам твердых тел и умения анализировать и описывать эти свойства при помощи ПЭВМ.

В цикле ОПД, дисциплины которого являются общими при подготовке инженеров и бакалавров, полученные ранее знания и умения студенты применяют в курсе «Материалы и элементы электронной техники», где изучают свойства

21

основных материалов, а именно, металлов и сплавов, полупроводников, пассивных и активных диэлектриков, магнитных материалов, используемых для изготовления приборов и узлов микроэлектроники и функциональной электроники, а в курсе «Твердотельная электроника» при изучении явлений, протекающих в контакте металла со всеми классами веществ и в приборах различных типов. Таким образом, цикл ОПД позволяет развить знания и умения, полученные при изучении цикла ЕН дисциплин.

Принципы, заложенные при освоении вышеуказанных дисциплин циклов ЕН и ОПД, получили свое развитие при изучении студентами различных уровней подготовки дисциплин цикла СД и СДМ, таких как «Физика твердого тела», «Методы исследования материалов и структур электроники». На рисунке 1 представлена структурная схема формирования потока знаний и умений по физике материалов электронной техники и приборов на их основе. Таким образом, дидактической задачей концепции создания учебно-исследовательской лаборатории является формирование и развитие знаний и умений студентов, направленных на изучение, исследование и описание свойств различных материалов электронной техники и параметров приборов на их основе.

Применение новых информационных технологий в качестве средства автоматизации эксперимента и решения практических задач повышает качество и результативность процесса обучения, поскольку реализуются следующие дидактические принципы:

1. открытость системы образования для всех желающих вне зависимости от имущественного и социального положения, места жительства, возраста и т.д.;

2. гибкость в выборе содержания, форм и продолжительности процесса обучения, учитывающая индивидуальные особенности обучаемого;

3. фундаментализация системы образования, достигаемая за счет формирования и модификации в зависимости от творческого потенциала обучаемых образовательных моделей.

Состав средств и задачи информационных технологий в структуре подготовки специалистов направления 210100 и специальности 210104 представлены на рисунке 2.

По функциональным возможностям учебно-исследовательская лаборатория обеспечивает студентам направления подготовки 210100 и специальности 210104 изучение ряда дисциплин циклов ЕН, ОПД и СД, проведение лабораторных занятий, выполнение курсового и дипломного проектирования. Она используется в учебно-исследовательской работе студентов.

Применение автоматизированных методик проектирования в курсовом и дипломном проектировании дает дополнительные возможности для творческого поиска и эффективного решения поставленных задач.

При этом студент мобильно получает любую информацию, включая нормативную и справочную. Следует отметить, что применение автоматизированного режима во время эксперимента обеспечивает исследования динамических процессов с многоканальными измерениями, запоминанием и последующей математической обработкой параметров изучаемых объектов с целью оптимизации конструирования и технологии производства элементов и узлов электроники.

22

Рис

. 1. С

трукт

урная схем

а формирования

пот

ока знаний

и умений

по

изучению

свойств мат

ериалов электронной

техники

и характеристик

приборов на

их основе

23

Рис. 2. Состав средств и задачи информационных технологий в структуре подготовки специалистов направления 210100 и специальности 210104

УЧЕБНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ

• Физика • Материалы и элементы электронной техники • Твердотельная электроника • Физика твердого тела • Методы исследования материалов и структур электроники

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

• Компьютеры • Средства телекоммуникации • Текстовые и графические процессоры • Средства управления базами данных и знаний • Средства автоматизации экспериментальных исследований • Средства автоматизации проектирования • Средства автоматизации программирования • Средства компьютерного моделирования • Средства обучения и контроля знаний

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ. РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ

• Изучение физических явлений, протекающих в твердых телах и приборах на их основе

• Исследование свойств материалов электронной техники и параметров приборов на их основе

• Описание свойств материалов электронной техники и параметров приборов на их основе

• Экспериментальная проверка полученных знаний • Применение знаний и умений для оптимизации решения практических задач

24

Рис. 3. Автоматизированная учебно-исследовательская лаборатория

с удаленным доступом

25

Учебно-исследовательская лаборатория с удаленным доступом по сети Internet, изображенная на рисунке 3, должна быть интегрирована в состав Интернет-портала автоматизированных лабораторных комплексов. Учебно-исследовательская лаборатория с дистанционным доступом включает собственно автоматизированные лабораторные стенды с дистанционным доступом по сети Internet, их методическое и программное обеспечение.

На рисунке 4 представлен учебно-лабораторный комплекс, предназначенный для изучения ряда специальных дисциплин по специальности 210104 – Микроэлектроника и твердотельная электроника и направления подготовки 210100 – Электроника и микроэлектроника, экспонированный на Всероссийской выставке-форуме «Образовательная среда – 2004», Москва, ВВЦ, 29 сентября – 2 октября 2004г., где был удостоен серебряной медали, диплома и грамоты Организаторов. Он используется на лабораторных занятиях, при чтении лекций, а также в период учебно-исследовательской работы студентов, при выполнении курсового и дипломного проектирования.

Рис. 4. Учебно-лабораторный комплекс

Методическое обеспечение учебно-исследовательской лаборатории с удаленным доступом по сети Internet содержит всю совокупность средств, необходимую для ее использования в решении задач исследования и обучения:

• нормативно-справочные и информационные данные для изучения свойств материалов электронной техники и приборов на их основе, снабженные различными формами представления учебной информации, включая компьютерную анимацию, статические и динамические диаграммы;

• методику обработки и анализа экспериментальных данных. Программное обеспечение учебно-исследовательской лаборатории с

удаленным доступом по сети Internet включает: совокупность программ драйверов управления стандартными и специально разработанными средствами обмена информацией между узлами автоматизированного лабораторного стенда, поддерживающие протоколы сетевого обмена TCP/IP; программное обеспечение сервера, предназначенного для обмена информацией между автоматизированными лабораторными стендами и рабочими местами пользователей и программное обеспечение рабочих мест пользователей.

26

Рис. 5. Схема выполнения лабораторных работ в автоматизированном

режиме при использовании удаленного доступа

27

Следует отметить, что применение одного комплекта автоматизированных

лабораторных стендов с дистанционным доступом по сети Internet позволяет фронтально выполнять работы в случае, если рабочие места, снабженные персональными компьютерами, объединены в локальную сеть. Причем пользователь может находиться непосредственно у стенда или на удалении от него. Для учебно-исследовательской лаборатории разработана схема выполнения лабораторных работ в автоматизированном режиме при использовании удаленного доступа по сети Internet, рисунок 5.

Разработанные с учетом изложенного учебно-исследовательские лаборатории или их отдельные фрагменты по блокам дисциплин ЕН, ОПД, СД широко используются в научных исследованиях и учебном процессе около 40 ведущих вузов и научных организаций страны, включая Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Московский энергетический институт (ТУ), Воронежский госуниверситет и т.д., при многоуровневой подготовке специалистов естественнонаучного, радиоэлектронного, машино-, приборостроительного и других профилей.

Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию в рамках программы ««Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограмма: «Исследования в области образования, молодежной политики и социальной политики в сфере образования». Т.А. Иванова, М.А. Морозов, Н.И. Пак, А.Л. Симонова Красноярский государственный педагогический университет, Ачинский педагогический колледж

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА

ДИАГНОСТИКИ ЗНАНИЙ С ОБУЧЕНИЕМ Одним из объективных подходов к решению проблемы измерения знаний

студентов является тестовый контроль. Тестирование – это процесс оценки соответствия личностной и

педагогической (экспертной) моделей знаний предметной области. Основной целью тестирования является обнаружение несоответствия этих моделей и оценка уровня их несоответствия.

Компьютерное тестирование – это автоматизированное тестирование на базе специализированных компьютерных программ.

Основной составляющей любого теста являются тестовые задания. Тестовое задание (ТЗ) − это чёткое и ясное задание по предметной области, требующее однозначно определяемого ответа или определённого алгоритма действий, которое в совокупности с ответом выражает соответствие (несоответствие) знаний, умений, навыков испытуемого выбранным критериям.

Класс эквивалентности (КЭ) − это множество тестовых заданий, таких, что выполнение испытуемым одного из них гарантирует выполнение других.

Как правило, классы эквивалентности содержат задания по определённому подразделу, одного уровня сложности, одного типа. Например:

1. Сколько бит в одном байте? 1) 10; 2) 100; 3) 8 4)1024.

28

2. 4 байта – это: 1) 8 бит; 2) 16 бит; 3) 400 бит; 4) 32 бита. 3. Информационный объём сообщения равен 80 бит. Каков информационный

объём данного сообщения в байтах? 1) 8 байт; 2)10 байт; 3) 1 байт; 4) 0,8 байт. Анализ литературы, посвящённой вопросам тестового контроля знаний,

показывает, что существуют различные подходы к разработке и классификации тестов, каждый их которых имеет под собой определённые основания.

Необходимым ресурсом для целей тестирования является пространство тестовых заданий. Формирование тестового пространства может производиться всеми участниками образовательного процесса: учёными, преподавателями вузов, учителями и т.п., при наличии педагогической модели знаний данной предметной области и структуры тестового пространства.

Проектирование модели знаний предметной области играет важную роль в образовательном процессе. От этого, в конечном счёте, зависит обучающая среда: учитель с его квалификацией и опытом, средства и технологии обучения, а главное – контроль обучения. Структура дисциплины должна быть гибкой и чувствительной к изменениям, происходящим в данной предметной области. Этим требованиям отвечает система с открытой платформой (архитектурой). Представление модели знаний в открытой архитектуре позволяет изменять и добавлять необходимые модули знаний, устанавливать новые связи между модулями, корректировать уровни сложности. Построение модели знаний аналогично разработке алгоритма с помощью блок-схемы. Возможны технологии «сверху вниз» и «снизу вверх». Уровень детализации модели знаний зависит от требований к знаниям и умениям учащихся.

Дальнейшее изложение концепции компьютерного тестирования рассмотрим на примере школьного базового курса информатики. Согласно матрице обученности, в курсе информатики выделим четыре уровня знаний: мировоззренческий (М), базовый (Б) − определяется обязательным минимумом содержания образования по информатике уровня А, программный (П) − определяется обязательным минимумом содержания образования по информатике уровня Б, сверхпрограммный (С). Аналогично выделим четыре уровня детализации модели знаний. Каждой промежуточной модели установим вышеназванные уровни сложности.

Промежуточные этапы детализации соответствуют выделенным уровням сложности: мировоззренческому, базовому, программному, сверхпрограммному. На рис. 1 приведён пример детализации модели знаний по модулю «Операционная система» (красный цвет соответствует мировоззренческому уровню, чёрный – базовому, синий – программному, зелёный – сверхпрограммному).

Структура тестового пространства формируется на основе анализа модели знаний и содержания курса.

Примем за основные характеристики обучения объём, системность, прочность знаний и умений.

Объём знаний характеризует результат воспроизведения учеником признаков объекта, необходимых для объяснения его сущности.

Системность знаний характеризует результат воспроизведения учеником сущности связей и отношений нескольких объектов и на их основе целостность организации и функционирования, понимание имеющихся связей между отдельными элементами знаний, логики последовательного выполнения операций.

Прочность знаний и умений описывает результат запоминания, удержания в памяти, сохранения полного, обобщённого и систематизированного знания и использование знаний для решения задач.

29

Рис

..1 П

ример

дет

ализации

модели знаний

30

В связи с этим при конструировании тестового пространства необходимо выполнить условия трех принципов:

• полного опроса (построение множества тестовых заданий по всем понятиям и модулям модели знаний предметной области);

• покрытия связей (построение множества тестовых заданий по всем взаимосвязям между понятиями, правилам, утверждениям и выводам);

• покрытия алгоритмов и задач (множество тестовых заданий по умениям оперировать с набором понятий, множество задач по всем темам и разделам).

В соответствии с этими принципами и уровнями по умениям (Фактологические, Операционные, Алгоритмические, Творческие) выделим три типа тестовых заданий:

• информативные ТЗ (репродуктивные: Ф, О) – предназначены для оценивания фактологических знаний определений и сущностей понятий и объектов;

• аналитические (операционные) ТЗ (продуктивные: А, Т) – предназначены для оценивания операционных и аналитических знаний (правила, утверждения, теоремы и т. д.);

• алгоритмические ТЗ (задачи) – нацелены на выявление умений использовать аналитические знания в алгоритмах и методах решения задач.

Множество тестовых заданий (тестовое пространство), согласно принципу

исчерпывающего тестирования, может быть бесконечным. Однако очевидно, что существует конечное подмножество тестовых заданий, использование которых позволяет с большой вероятностной точностью оценить соответствие знаний учащегося экспертной модели предметной области (полный тест). Из полного теста можно выделить эффективный тест (оптимальный по объёму набор тестовых заданий, гарантирующий объективную оценку по заданным критериям). Выбор эффективного теста зависит от многих факторов, например таких, как: удачное разбиение тестового пространства на классы эквивалентности; качественное наполнение тестового пространства (наличие заданий на покрытие путей и логических связей между понятиями и модулями); выбор типа теста в соответствии с целями тестирования и классификацией; выбор алгоритма генерации теста в соответствии с типом теста и т.д.

На основе накопленного опыта в области педагогического тестирования была разработана технология компьютерного тестирования, использующая принципы «белого» и «черного» ящиков. В качестве «белого ящика» используется экспертная модель знаний предметной области, «черный ящик» − это исследуемая система, то есть личностная модель знаний учащегося. Педагогическая диагностика осуществляется путем сравнительного анализа результатов тестирования (выходных данных) с эталонными, полученными от подобного воздействия на «белый ящик».

Современные компьютерные средства, телекоммуникационные системы имеют возможности создания открытого объединенного ресурса для целей диагностики качества образования. На основании разработанной технологии с целью создания диагностического средства была спроектирована интеллектуальная система компьютерной диагностики знаний (СКДЗ) ProDIZ. Особенностью СКДЗ являются открытость, массовость, адаптивность и развиваемость. Функциональная схема системы представлена на рис. 2.

31

Рис. 2. Функциональная схема СКДЗ Система имеет точки открытого доступа (входа), обозначенные кружочками.

Следует обратить внимание на циклический характер нескольких узлов схемы, среди которых центральным является база данных статистической информации о результатах тестирования. На этапе тестового эксперимента статистические данные в совокупности с предварительными, а затем последующими экспертными оценками позволяют "отбраковать" некачественные тестовые задания, неудачные тесты, определить сложность и другие качества тестовых заданий и тестов в целом. Многократный проход по циклическому пути с привлечением большого числа тестируемых (для увеличения статистики) и большого числа экспертов с их методиками и алгоритмами диагностики и измерения знаний позволяет совершенствовать измерительную шкалу и повысить точность диагностики знаний. В дальнейшем, в рабочем режиме тестирования, система продолжает накапливать статистику по всем пользователям, совершенствовать и корректировать измерительную шкалу.

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 и т.д. В модуле «тестолог» происходит создание и заполнение форм и тестов для предметных областей, а также просмотр и обработка результатов тестирования. Модуль тестирования позволяет проводить тестирование и отображать результаты пользователю.

Внешний вид модуля управления представлен на рисунке 3. Слева в дереве представлены элементы (справочники) сгруппированные по

группам. В верхней части экрана находится панель инструментов, предоставляющая

быстрый доступ к функциям данного модуля.

Модель знаний

«белый ящик»

Тестовое пространство Фильтр

База данных ТЗ

ТЕСТ Тестирование

Испытуемый

«чёрный ящик»

База данных статистики

Диагностика знаний

Аналитика, экспертный анализ

Измерительная шкала

32

Рис. 3 Главное окно модуля управления

Для повышения комфортности работы с оболочкой реализовано “всплывающее” меню, которое вызывается нажатием правой кнопки мышки в табличной области каждого из справочников. Для быстрого доступа к наиболее часто используемым функциям приложения предусмотрены горячие клавиши. Все функции контекстно-зависимые.

Главными функциями модуля тестирования являются: выбор предметной области, тестирование, обновление теста.

Окно прохождения теста (модельная схема теста из 2 заданий) представлено

на рисунке 4.

Рис. 4 Окно тестирования

В верхней части окна находится навигатор по вопросам теста. Можно выбрать любой вопрос путем выбора его номера.

33

В средней части окна отображается вопрос, варианты ответов и комментарии к вопросу.

В нижней части окна находятся номера вариантов ответа, для выбора. Можно выбрать более одного варианта ответа. Здесь же находятся два таймера. Две кнопки “Предыдущий вопрос” и “Следующий вопрос” позволяют перейти к предыдущему и следующему вопросу соответственно. При прохождении всего теста необходимо нажать на кнопку “Результат”. Это приведет, во-первых, к сохранению данных в базу, и, во-вторых, к отображению результатов теста.

Окно просмотра результатов пройденного теста изображено на рисунке 5.

Рис.5 Окно просмотра результатов тестирования

Слева находится список вопросов в тесте, набранные балы за вопрос и аспекты тестирования. Справа, дополнительная информация: общее количество набранных баллов, общее время, затраченное на прохождение теста и, в зависимости от параметров теста, оценка в 5-бальной шкале, либо другой.

Модуль «тестолог» предоставляет необходимые сервисные инструменты для создания предметной области, наполнения тестового пространства, определения параметров тестовых заданий, а также алгоритма генерации теста.

В следующую версию СКДЗ планируется включить дополнительный блок диагностики на основе метода распознавания.

Система ProDIZ прошла экспериментальную апробацию на ряде факультетов Красноярского государственного университета, филиалах в гг. Ачинске и Канске.

В Ачинском педагогическом колледже компьютерное тестирование с помощью рассматриваемой системы внедрена в учебный процесс для многих отделений и специальностей.

Для получения информации о состоянии профессионально-педагогической подготовки необходима обратная связь. Такая связь устанавливается с помощью контроля. Но любой контроль должен обладать одной из главных функций - диагностической, которая предполагает не только оценку состояния качества подготовки, но и аналитический срез, что, в свою очередь, дает возможность преподавателю скорректировать работу по ликвидации пробелов в ЗУНах.

34

Выбор системы ProDIZ для осуществления контроля в педагогических колледжах определен следующими причинами:

• в концепции системы представлен блок «Построение модели знаний предметной области», имеющего преимущества в системности знаний и наглядной структуре представления предмета, выделении уровней знаний (мировоззренческий, базовый, программный и сверхпрограммный);

• разработана структура текстового пространства, в соответствии с принципами конструирования (полного опроса, покрытия связей, покрытия алгоритмов и задач) выделены типы текстовых заданий – информативные, аналитические, алгоритмические, при вводе в тесте каждого задания предусмотрена возможность выделения аспектов тестирования – подробного описания о том, что проверяет данное задание.

Выделение аспектов тестирования позволяет учащемуся (студенту) и преподавателю увидеть вопросы, в которых была допущена ошибка. В последней версии Prodiz 2.0 преподаватель может получить сводную ведомость на группу тестируемых с качественным анализом допущенных ошибок, рейтинговыми баллами, оценкой.

В системе предусмотрено два способа генерации тестов: ручной и автоматический. Благодаря последнему, тест можно составить из базы тестовых заданий за 5-10 минут до начала тестирования.

Преподаватели, работающие по данной системе, отмечают удобный пользовательский интерфейс, используют при текущем и промежуточном контроле по предметам информатики, музыки, педагогики, психологии и др.

Еще один аспект. В курсе «ИКТ в образовании» студенты педвуза и педколледжей изучают возможности данного программного средства, знакомятся с концепцией и технологией компьютерного тестирования, составляют авторские тесты, что дает возможность сформировать у них устойчивые умения и навыки качественной диагностики знаний учащихся. В будущей своей практике такой выпускник подойдет к выбору тестирующих средств обучения с позиции их качества.

С.П. Плеханов, Л.И. Лепе Московский государственный областной университет

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО ОБУЧЕНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ Решение проблемы опережающего обучения информационным технологиям

(ИТ) на данном этапе развития информационного общества имеет определяющее значение для ускоренного развития новой цивилизации. Академик Урсул А.Д. [1] отмечал, что новая система образования должна быть сориентирована на совершенно новую модель развития цивилизации и ноосферный интеллект. Опережающее обучение информационным технологиям в школе и вузе должно определяться тремя принципами:

• Востребованность изучаемых технологий. • Высокое качество обучения. • Ускорение обучения.

35

Первый принцип, принцип востребованности, наиболее важен, так как только изучение самых нужных, самых распространенных и самых современных информационных технологий может положить конец постоянному хроническому отставанию изученного материала от практики. Опираясь на предлагаемую Министерством образования и науки РФ программу изучения ИТ, можно наполнить конкретное содержание программы самыми востребованными на текущий момент технологиями.

Основными требованиями к программам обучения ИТ являются: 1. Гарантированно высокий уровень и удобство получения образовательных

услуг. 2. Четкая нацеленность обучения на решение текущих и перспективных задач,

стоящих перед будущими специалистами. 3. Возможность подготовки специалистов в области ИТ, способных успешно

осуществлять управление информационной системой предприятия, фирмы, организации на всех уровнях и эффективное взаимодействие с другими подразделениями.

Очевидно, что процесс модификации программы для такой динамичной дисциплины как ИТ должен иметь циклический характер. Это позволило бы учитывать динамику изменения всей мировой информационной системы при периодическом оценивании ее состояния. На основе этой оценки можно вырабатывать рекомендации по изменению содержания программы изучения ИТ, в процессе принятия решений опираясь и на объективные аналитические методы анализа ситуации, и на субъективные оценки опытных экспертов.

В работах [2, 3] для модификации курса изучения информационных технологий был предложен комплекс СМПИТ (Создание и Модификация Программы ИТ), с помощью которого можно наполнять и постоянно обновлять программу изучения ИТ. Структура комплекса выглядит следующим образом:

Информационная система → Интеллектуальный анализ данных → Модификация программы ИТ.

На первом этапе информационная система осуществляет сбор, обработку и хранение информации о ИТ, причем основным средством сбора информации в современной информационной системе является глобальная компьютерная сеть INTERNET. На втором этапе с помощью интеллектуального анализа данных (ИАД) выбирается и анализируется нужная информация из базы данных информационной системы. Затем по результатам ИАД с привлечением экспертных систем выбираются информационные технологии с наибольшими весовыми коэффициентами, наиболее популярные и востребованные на данном временном этапе.

Ясно, что при анализе состояния рынка ИТ сначала нужно выявить новые элементы. Эти новые элементы необходимо оценить с помощью привлечения экспертных систем и выбрать те, которые получат максимальное число экспертных баллов. Именно они могут войти в обновленную программу изучения ИТ, если их востребованность будет выше, чем у тех ИТ, которые ранее уже вошли в программу. Затем определяется тематика, к которой относится тот или иной элемент, отобранный в процессе экспертного оценивания. Если такая тематика еще не включена в тематический состав программы ИТ, то эту новую тему придется ввести в обновленную программу.

Кроме самых востребованных новых ИТ комплекс СМПИТ проверяет на степень востребованности и те технологии, которые уже входят в программу. Если

36

их востребованность мала, то их необходимо исключить из модифицированной программы. Но исключение устаревших технологий находится в прямой зависимости не только от сокращения использования этих ИТ в экономической и культурной жизни общества, но и от материально-технического обеспечения компьютерных классов школ и вузов и от наличия квалифицированных преподавателей информатики и ИТ. Вводить в программу самые новые элементы и удалять устаревшие можно только тогда, когда в наличии имеется самая современная компьютерная техника и высококвалифицированные преподаватели ИТ, чего как раз зачастую не хватает не только в удаленных от цивилизации местах, но и в центральных районах нашей страны. В таких случаях приходится оставлять прежнюю программу без изменений и изучать ИТ по ней, ведь лучше изучать пусть и не самые востребованные ИТ, чем не изучать никаких.

Вторая составляющая процесса опережающего обучения ИТ – высокое качество обучения. И главным здесь является учитель нового типа – специалист, владеющий системой инновационных педагогических технологий, средствами и методами, необходимыми для того, чтобы подготовить учащихся к жизни в обществе, где основной формой деятельности является получение, обработка, хранение и доставка информации. Одна из главных задач при подготовке учителя новой формации – научить его современным технологиям поиска, хранения и обработки информации. И самое важное для преподавателя ИТ – постоянное повышение своей квалификации, ведь если учитель ИТ отстает от прогресса на один день, то его ученик отстает уже на неделю. Кроме того, большое значение для повышения качества преподавания ИТ имеет наличие достаточного количества квалифицированных преподавателей и современной компьютерной техники.

В последнее десятилетие произошли огромные сдвиги и в информационных технологиях, и в качестве образования в этой области. Появилось много новых специальностей, например таких, как ИТ-консалтинг, по которым в нашей стране пока не готовят кадры. Одна из проблем российской системы образования заключается именно в том, что сегодня она не готовит необходимых специалистов в области ИТ-управления [10]. До сих пор у нас не принят международный стандарт специальностей по информационным технологиям, и ни один вуз в стране сейчас не готовит специалистов по международным стандартам и международным программам. Как заметил академик РАН Аганбегян А.Г. [8], в России следовало бы немедленно перейти на международные стандарты, наладить систему переподготовки преподавателей и резко поднять заработки преподавателей ИТ-специальностей.

В ситуации быстрого обновления технологий задачей общего образования является формирование фундаментальных знаний будущего специалиста и его методической подготовки к будущему непрерывному развитию. Поэтому образование не может ориентироваться на глубокое изучение конкретных технологий, которые к тому же постоянно меняются. А вот обучение ИТ четко направлено на получение профессиональных навыков работы с определенным инструментом от конкретного производителя. Общее образование представляет собой как бы горизонтальную, базовую платформу, а обучение технологиям - вертикальную, постоянно обновляемую его часть, связанную с освоением информационных технологий, поставляемых различными разработчиками (Microsoft, Novell, IBM и пр). И здесь возникает проблема некоторых объективных критериев для оценки качества подготовки специалистов, т.е. их сертификации.

37

Схема фирменной сертификации не является абсолютно идеальной хотя бы потому, что современный специалист не должен ограничиваться знанием технологий одной компании, и сертификат является лишь одним из показателей квалификации. В то же время фирменная сертификация обеспечивает одинаковые критерии оценки, независимо от географических границ и поэтому подобный статус общепризнан во всем мире. С развитием информационных технологий многим предприятиям необходимо иметь в своем штате квалифицированных специалистов, умеющих эффективно использовать современные технологии и в максимально сжатые сроки решать проблемы, связанные с разработкой, созданием и эксплуатацией информационных систем. Для этого почти все фирмы-производители разработали свои собственные программы авторизованного обучения. В них они постарались совместить как описание новейших технологий, используемых в их продуктах, так и обучение практическим навыкам работы и разбор наиболее типичных ситуаций и проблем. После прохождения такого обучения специалист не только имеет представление о новых технологиях, но и умеет применять эти знания на практике. Сегодня практически все крупные производители программного обеспечения и аппаратных средств имеют свои собственные учебные центры, созданные специально для обучения специалистов своих заказчиков. Авторизованное обучение подразумевает самостоятельную технологию образования, обеспечивающую гарантированный результат. Один из основных тезисов авторизованного обучения состоит в том, что время, затрачиваемое на освоение любого нового программного средства, должно быть минимальным - вкладываемые в обучение деньги должны окупаться максимально быстро. Поэтому учебный процесс организован в форме тренинга и представляет собой сочетание лекций и большого числа практических упражнений, позволяющих слушателям быстро и легко приобретать необходимые знания и навыки. Авторизованное обучение отличает от обычного наличие строгой системы контроля качества подготовки специалистов и тестирования знаний обучившихся. В корпорациях существуют целые отделения, которые разрабатывают методики для своих учебных центров, либо партнеров по обучению. Чтобы стать таким партнером, необходимо пройти процесс авторизации. Объективным и согласованным методом оценки компетентности сотрудника является тестирование в международных центрах тестирования. Результатом тестирования становится появление новых сертифицированных специалистов. Так как сертификация - это процесс признания разработчиком программного или аппаратного обеспечения квалификации специалиста на основе уровня знаний, опыта и информации о сданных им экзаменах, то у каждой фирмы есть своя система сертификации и свои "звания", присваиваемые специалистам, успешно сдавшим экзамены. Сегодня сложилась ситуация, когда уровень подготовки ИТ-специалистов оценивается по двум схемам: традиционной (общеобразовательной) и специализированной (по разным направлениями ИТ-технологий). И для повышения качества обучения ИТ необходимо устранить противоречия между этими двумя схемами.

Третья составляющая опережающего обучения ИТ – ускорение обучения информационным технологиям – тоже очень важна. Прогнозисты говорят, что в новом тысячелетии самой крупной по численности профессиональной категорией будут так называемые «работники знания» - специалисты с хорошим профессиональным высшим образованием. Но многие старые способы обучения несовместимы с высокими технологиями. Считается, что мы не используем 90-95% имеющихся у человека потенциальных возможностей. Еще великий мыслитель и учитель Древней Греции Сократ и его ученик Платон следовали принципу, что все

38

люди внутри гении. Они работали с личностью, чтобы выявить ее гениальность. Главное в их системе обучения – получать удовольствие от самого процесса и обучения, и преподавания.

Новые информационные технологии в силу своей специфики не могут в полной мере раскрыть свой обучающий потенциал в традиционной образовательной системе, в которой доминируют дидактические линейные технологии передачи готовых знаний. Гигантский рост информационных потоков не дает возможности полностью реализовать принцип передачи всех накопленных знаний в процессе обучения. В связи с этим информационные технологии переходят на нелинейную структуризацию информации в виде гипертекстов, гипермедиа, распределенных баз, банков данных и знаний. Удачное сочетание линейных и нелинейных технологий в обучении может существенно облегчить достижение целей обучения. Нелинейные технологии позволяют эффективно использовать компьютеры в образовании и осуществлять опережающий принцип обучения, развивают умение принимать решения в условиях неопределенности [6].

Личностно-ориентированный подход способствует достижению данной цели, ибо предусматривает выделение учащегося как субъекта образовательного процесса и организацию условий для индивидуальной творческой учебной деятельности. Этот подход также влияет и на выбор новых технологий, приемов обучения, из которых наиболее активно в последнее время используется проектный метод. Через коммуникативные проблемные учебные ситуации метод проектов создает условия самостоятельной работы школьников и студентов, предусматривающей как использование разнообразных методов и средств обучения, так и интегрирование знаний, умений из различных областей науки, технологии, творчества [4].

Стратегическим направлением интенсификации обучения является не увеличение объема передаваемой информации, а включение учащегося в процесс обучения на уровне не только интеллектуальной, но также личностной и социальной активности. Часто преподаватели используют игровые методы при обучении ИТ. Пониманию идей в играх помогают роли игроков и обсуждение после игры. Стали популярными также тренинги - короткие объяснения идей с отработкой приемов на учебных заданиях. Учебные деловые игры и нетрадиционные формы проведения лекционных и семинарских занятий (проблемная лекция, семинар-дискуссия и т.п.) относят к активным методам обучения. Основой для разработки деловых игр является имитационное моделирование учебной деятельности, в том числе с помощью компьютера.

В системе образования развиваются новые формы дистанционного обучения, усиливаются тенденции к формированию открытого образования. Особенно существенны перемены в средствах и технологиях обучения. Открытое дистанционное образование - это качественно новый вид обучения, возникший в конце ХХ века как результат осознания того, что теперь стала реальной возможность преодоления барьеров расстояния, занятости, возраста и т.д. между учащимся и преподавателем. Недалек час, когда дистанционное обучение займет прочное место в системе образования и отодвинет на второй план традиционное [9]. Конечно, одно другого не заменит, но роль дистанционного обучения в быстро изменяющемся мире будет возрастать.

Основу образовательного процесса при дистанционном образовании составляет целенаправленная и контролируемая интенсивная самостоятельная работа обучаемого, который может учиться в удобном для себя месте, по

39

индивидуальному расписанию, имея при себе комплект специальных средств обучения и согласованную возможность контакта с преподавателем и другими обучающимися по телефону, факсу, электронной и обычной почте, а также в очной форме.

Дистанционное образование, как и другие формы, реализуется в системе непрерывного образования. Оно активно включается в систему непрерывного образования и отвечает гуманному принципу, согласно которому никто не должен быть лишен возможности учиться по причине бедности, географической или временной изолированности, социальной незащищенности и невозможности посещать образовательные учреждения в силу физических недостатков или занятости производственными и личными делами. Отметим особенности, присущие дистанционному образованию: гибкость (занятия в удобное время, в удобном месте и в удобном темпе), модульность (формирование учебного плана из набора независимых учебных курсов), параллельность (обучение может проводиться "без отрыва от производства"), дальнодействие (расстояние от места нахождения обучающегося до образовательного учреждения не является препятствием для эффективного образовательного процесса), асинхронность (в процессе обучения обучающий и обучаемый работают по удобному для каждого расписанию), массовый охват, рентабельность (экономическая эффективность), использование новых информационных технологий (компьютеры, компьютерные сети, мультимедиа системы и т.д.), снятие социальной напряженности (обеспечение равных возможностей получения образования независимо от места проживания и материальных условий). Эти особенности определяют и преимущества дистанционного образования перед другими формами получения образования.

Прорыв в телекоммуникационных и компьютерных технологиях обработки, передачи, хранения и воспроизведения информации привел к возникновению международного сетевого информационного пространства. ИТ обеспечивают почти всем жителям Земли уникальные возможности по доступу к мировым хранилищам знаний. Стремительное расширение сетевых образовательных услуг вызвало поток инноваций по реорганизации существующих образовательных систем всех уровней образования - от школы до вуза [5]. Компьютерное обучение с использованием информационных ресурсов, хранящихся в Интернет и Интранет, является главным фактором становления новой теории преподавания и обучения, ориентированной на развитие личности учащегося, стремящегося к обучению на протяжении всей жизни.

Преподаватель управляет процессом научения, имея в своем распоряжении компьютер с его возможностями доставки, хранения, обработки всех видов информации для демонстрации учебной информации, тренировки и самоконтроля. Учащийся, в свою очередь, получает с помощью компьютера доступ к информационной среде, не ограниченной пространством и способом передачи. Учащемуся становятся доступны знания, которые до сих пор были прерогативой преподавателя. Интенсивная работа в условиях информационного комфорта активизирует познавательную деятельность учащихся и усиливает творческие компоненты труда преподавателя. Средства компьютерных технологий в обучении освобождают преподавателя от множества функций, ставших рутинными в его повседневной деятельности. Появляется возможность оптимизации учебного процесса при построении гибких, персонифицированных технологий обучения. Именно такими изменениями в образовательных технологиях возможно увеличить объем знаний и скорость их обновления. Одновременно появляется возможность

40

принципиального улучшения качества образования путем органичного встраивания в образовательные процессы системы мониторинга.

Стандартное обучение воздействует, как правило, на логическое, левое полушарие головного мозга. Емкость человеческого мозга составляет примерно 100 терабайт. И для ускорения обучения необходимо подключить творческое, правое полушарие. Кроме того, специальная работа с памятью является частью всех систем ускоренного обучения. Безусловно, необходимо ускорить процесс обучения, применяя все новые и новые методы обучения. Существует множество различных методов ускоренного обучения: Суперобучение, Оптима-обучение, Усиленное обучение, Звуковое обучение, Институт Линда, Проект «Ренессанс» и т.д [7]. Все эти методы основаны на подключении правополушарного мышления и творчества. И основным направлением в преподавании 21 века на пути к успеху будет не принуждение, а удовольствие от учения.

Огромные возможности для ускорения обучения предоставляет быстро развивающийся мир виртуальной реальности, мир создания образов. Виртуальная реальность может дать людям необходимый опыт, чтобы развить у них воображение и способности к обучению, которыми они потом смогут пользоваться, уже не прибегая к помощи виртуальной реальности. Виртуальная реальность – это самая гибкая технология, имеющая максимальные возможности.

Научно установлен факт, что мозг вырабатывает химические соединения, отвечающие за состояние удовлетворения, когда человек познает что-то новое. Ускоренное обучение, основанное на гуманном подходе, без вынесения жестких оценок, с использованием музыки, обращенной к подсознанию и методов релаксации, с использованием эмоций и воображения, дает возможность учиться с радостью и удовольствием.

Системой ускоренного обучения можно считать любую систему обучения, которая снижает стресс, улучшает память и способности, укрепляет здоровье и увеличивает творческий потенциал. И, самое главное, применение этой системы для обучения приносит радость и удовольствие.

Быстрое обучение информационным технологиям – одно из основных составляющих успеха в современной жизни. Ведь при все ускоряющихся изменениях в высоких технологиях может случиться так, что к тому времени, как с помощью устаревших методик мы обучим новых специалистов технологиям космического века, сами технологии уже изменятся и все придется начинать сначала.

Практически все системы ускоренного обучения используют следующие методики:

1. Психологическая релаксация. 2. Методы снятия стресса с помощью воображения и создания ощущения

радости и успеха. 3. 60-тактная музыка в стиле барокко для запоминания. 4. Высокочастотная музыка для активизации работы мозга. Применяя все эти принципы при обучении ИТ, можно резко ускорить процесс

изучения новых информационных технологий. Во всем мире с помощью методов ускоренного обучения огромное количество людей резко повысило свой образовательный уровень, улучшило свою память и приобрело уверенность в том, что учиться легко и приятно. Кроме того, использование методов ускоренного обучения благотворно сказывается на здоровье, увеличивает творческий потенциал и помогает раскрыть новые способности.

41

Использование последних достижений в области информационных технологий, перспективных методов обучения и совершенствование профессиональных навыков является главной составляющей опережающего образования. Технологии дистанционного обучения, Internet-технологии, интерактивное обучение, деловые игры, обучающие программы, профессиональный тренинг на учебных фирмах, ускоренное обучение – самые востребованные на сегодняшний день образовательные технологии. И основная задача преподавателей информатики и ИТ - применение этой новой перспективной системы образования к вопросам обучения информационным технологиям.

Литература

1. Урсул А. Д. Наука и образование в стратегии устойчивого развития.// Экологическое образование и устойчивое развитие. - М., 1996, с. 11-13.

2. Плеханов С.П., Лепе Л.И. Принципы создания программы изучения компьютерных технологий.// Компьютеры в учебном процессе, №3, март 2003, с. 43-45.

3. Лепе Л.И. Проблемы формирования и модификации содержания курса компьютерных технологий.// Подготовка и повышение квалификации педагогических и управленческих кадров. Вып.4, Международная педагогическая академия. – М.: МГОУ, «Народный учитель», 2002.

4. Злотникова И.Я. Подготовка учителей к педагогическим инновациям и применению НИТО//«Вопросы интернет-образования», №11. http://vio.fio.ru/ vio_11 / resource/Print/art_1_2.htm

5. Феданов А.Н., Титарев Д.Л. Открытые Образовательные Информационные Системы//Открытое Образование, 2003, № 1, c. 9-17.

6. Пак Н.И. Нелинейные технологии обучения в условиях информатизации. – Красноярск, КГПУ, 1999.

7. Острандер Ш., Шредер Л., Острандер Н. Суперобучение 2000. – Мн.: ООО. Поппури, 2002.

8. Аганбегян А.Г. Социально-экономическое развитие России. – М.: «Дело», 2003.

9. Каминская И. Обсуждать будущее образования педагогов не пригласили. "Учительская газета" от 11 июня 2002 г., № 24.

10. Кузьминов Я. Систематическое недофинансирование "Электронной России" может поставить под угрозу ее дальнейшее существование. - Выступление 6 июня 2003 на расширенной Коллегии Минэкономразвития. http://lenta.neweco.ru/ict/1055766751/

Т.А. Лавина Институт информатизации образования РАО

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННАЯ ПОДГОТОВКА В СИСТЕМЕ НЕПРЕРЫВНОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Процесс информатизации образования в настоящее время затронул

практически все сферы деятельности школы. Применение средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в школе позволяет качественно изменить

42

профессиональную деятельность всех участников образовательного процесса. Уровень применения средств ИКТ в педагогической деятельности (в соответствии с терминологией, введенной И.В. Роберт [9], под средствами ИКТ будем понимать программные, программно-аппаратные и технические средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем транслирования информации, информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации и возможность доступа к информационным ресурсам локальных и глобальных компьютерных сетей) является одним из важных показателей интеллектуального и научного потенциала каждой страны.

Развитие современного общества вступило в ту стадию своего развития, когда "запаса" образования, в частности в области информатизации в образовании, полученного, как правило, в дотрудовой период жизни, для абсолютного большинства людей уже не хватает на весь период их трудовой жизни. Задача подготовки педагогических кадров, обладающих необходимым уровнем ИКТ-компетентности, стоит на всех уровнях государственной системы педагогического образования (довузовская подготовка, подготовка в вузе, послевузовская подготовка), а также в ряде негосударственных структур, занимающихся подготовкой учителей в области ИКТ (Институт «Открытое общество» - фонд Сороса, Федерация Интернет Образования, Intel и др.).

Понятие "непрерывное образование" впервые было предложено в 1972 г., это было следствием зарождения рыночной экономики, острейшей конкуренции. Анализ развитие теории и практики непрерывного образования за рубежом (изучали С.Ю.Алферов, А.М.Новиков, Г.Д.Сорокоумова и др.) и в России (А.П.Беляева, А.А.Вербицкий, Л.А.Волович, В.А.Ермоленко, Г.Л.Ильин, М.В.Кларин, А.М.Новиков, П.Н.Новиков, В.Г.Онушкин, И.Н.Семенов., Н.М.Таланчук и др.) показал, что при решении проблемы организации непрерывного профессионального образования человека одновременно решаются задачи гуманизации и демократизации профессионального образования, обеспечения его опережающего характера.

Аналогами термина "непрерывное образование" в мировой практике являются следующие понятия: продолжающееся образование (continuing education), пожизненное образование (lifelong education), перманентное образование (permanent education), возобновляющееся образование (recurrent education), дальнейшее (продвинутое) образование (further education), и др. В разных странах предпочитают пользоваться различными терминами: в США употребляют, в основном, термин "пожизненное образование", в Англии - "продолжающееся образование", в Швеции - "возобновляющееся образование". [10, С. 146-147].

Подчеркивает примитивность трактовки непрерывного образования как процесса постоянного обучения Нечаев Н.Н, рассматривает его, прежде всего, как процесс развития личности: "... система непрерывного образования должна рассматриваться как процесс и результат развертывания конкретно-исторических потребностей человека в образовательных услугах, в той или иной степени обеспечивающих и реализацию жизненных планов развивающейся личности, и поступательное развитие самого общества" [5, С.9-10]. Соглашаясь с этим, учитывая выводы авторов работ [2], [4], [7] и др. отметим, что непрерывная система образования – это системы образования человека в течение всей его жизни, в рамках которой человек может осуществлять выбор образовательных траекторий в соответствии с его индивидуальными потребностями и особенностями, а также

43

потребностями рынка труда и перспективами развития производства и общества. Несмотря на то, что идея непрерывного (пожизненного) образования разрабатывается уже несколько десятилетий и для ее реализации сделаны существенные шаги, как в теоретическом, так и в практическом плане, остается не решенной проблема непрерывного формирования ИКТ-компетентности педагогических кадров.

Анализ работ (Босова Л.Л., Добудько Т.В., Кузнецов А.А., Ракитина Е.А, Роберт И.В., Хуторской А.В. и др.) позволяет ИКТ-компетентность учителя определить как комплекс качеств личности, обеспечивающих гибкость и готовность личности быстро приспосабливаться к любым изменениям в профессиональной деятельности в условиях информатизации образования, перемещать идеи из одной области в другую, стремление к творческому самовыражению, а именно:

понимание закономерностей и особенностей протекания информационных процессов в педагогической деятельности, ориентированной на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-учебную, экспериментально-исследовательскую деятельность, управление системой образования на основе автоматизации процессов информационно-методического обеспечения учебно-воспитательного процесса и организационного управления учебным заведением (системой учебных заведений);

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

знание основных типов средств ИКТ систем, используемых в образовании, и владение навыками работы с ними, готовность к освоению новые возможности ИКТ для совершенствования механизмов управления системой образования на основе использования средств ИКТ, совершенствовании методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения и воспитания, соответствующего задачам развития личности;

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

В соответствии со стандартом 2004 года [12] изучение информатики и информационных технологий в основной школе обеспечит сформированность базовой (общепользовательской) ИКТ-компетентности у каждого выпускника школы. Особую значимость формирования базовой ИКТ-компетенции на уровне обеобразовательной школы для подготовки педагогических кадров отмечают Жданов С.А. и Каракозов С.Д. [11 с.81]: "Неподготовленный школьник, став студентом, получает навыки работы с ИКТ только в вузе. Но он не реализует их ни в силу внутреннего побуждения, ни в рамках обучения, проводимого преподавателями предметных кафедр, которые сами не готовы к использованию этих технологий и не требуют этого от студентов. Такой студент не готов пользоваться компьютером в профессиональной деятельности. Если же мы еще в школе «погрузим» будущего студента педагогического вуза в компьютерную информационную среду на уровень, при котором процесс становится необратимым, то независимо от мотивации со стороны преподавателей он будет использовать компьютерные технологии в учебном процессе. Став учителем, такой студент будет показывать пример практически целесообразной работы с компьютером, тем самым вовлекая в этот процесс школьника".

44

Проанализируем подготовку учителей в период их обучения в педагогическом вузе. Рассмотрим инвариантную часть ГОС ВО (государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования) второго поколения [3] для учителей (система моноуровнего образования) в контексте подготовки студентов к работе в школе в условиях информатизации.

В квалификационной характеристике выпускника сказано: “Выпускник, получивший квалификацию учитель…, должен способствовать…формированию общей культуры личности” (а значит и информационной культуры) "…должен знать…основы общетеоретических дисциплин в объеме, необходимом для решения педагогических, научно-методических организационно-управленческих задач, …, методику преподавания предмета, …, требования к оснащению и оборудованию учебных кабинетов, …, средства обучения и их дидактические возможности, основные направления и перспективы развития образования и педагогической науки,…, научную организацию труда". "Выпускник должен быть подготовлен для работы в образовательных учреждениях различного типа. Видами профессиональной деятельности являются: преподавательская; научно-методическая; социально-педагогическая; культурно-просветительская; коррекционно - развивающая; управленческая." [3].

Все вышеперечисленные аспекты могут быть рассмотрены в условиях информатизации общества и образования. Проведем анализ содержания образования.

1. Подготовка учителя к использованию ИКТ отражается в блоке ЕН (общие математические и естественнонаучные дисциплины). Дисциплина ЕН.Ф.01 “Математика и информатика” в основном предполагает изучение общего курса информатики без учета специфики педагогического образования и конкретной специальности учителя (на гуманитарных специальностях – 100 часов, на естественнонаучных – 150 часов).

2. В блоке ЕН дисциплина ЕН.Ф.03 “Технические и аудиовизуальные средства обучения” изучаются аудиовизуальные технологии, в частности компьютеры и мультимедийные средства, аудиовизуальные технологии обучения, в частности компьютерные учебные пособия, компьютерные материалы, интерактивные технологии обучения (на гуманитарных специальностях – 100 часов, на естественнонаучных – 72 часа).

3. В дисциплинах “Математика и информатика”, “Технические и аудиовизуальные средства обучения” нет целенаправленного рассмотрения вопросов, связанных с изучением применения ИКТ в учебном процессе, в управлении учебным заведением, информатизацией школы в целом.

4. Можно выделить три этапа информационной подготовки студентов педвузов:

первый – на 1-2 курсах при изучении дисциплины "Математика и информатика", "Информатика" в результате чего формируется фундаментальные знания предметной области "Информатика", что является закономерным продолжением школьного курса информатики;

второй – на 2 или 3 курсе при изучении дисциплины "Технические и аудиовизуальные средства обучения" в задачи которого входит освоение принципов, закономерностей и методов использования технических и аудиовизуальных средств обучения;

45

третий - на 4 –5 курсах при изучении дисциплин предметной подготовки (изучение ИКТ в блоке ДПП –дисциплины предметной подготовки явно не просматриваются).

5. В блоке ОПД (общепрофессиональные дисциплины) дисциплина ОПД.Ф.02 "Педагогика" предусматривает рассмотрение следующих вопросов, напрямую связанных с информатизацией образования: общая и профессиональная культура педагога, требования ГОС к компетентности педагога, профессиональная деятельность педагога, образование как общественное явление и педагогический процесс, образование как целенаправленный процесс воспитания и обучения в интересах человека, общества и государства, взаимосвязь педагогической науки и практики, связь педагогики с другими науками, методы обучения, современные модели организации обучения, типология и многообразие образовательных учреждений, инновационные образовательные процессы, классификация средств обучения, ведущие тенденции современного развития мирового образовательного процесса, понятие педагогических технологий, их обусловленность характером педагогических задач, технология контроля образовательного процесса, управление образовательными системами, принципы управления педагогическими системами, школа как педагогическая система и объект управления, службы управления, управленческая культура руководителя, взаимодействие социальных институтов в управлении образовательными системами. Однако, занятия по педагогике в основном ведут специалисты общепедагогических кафедр, которые не уделяют должного внимания вопросам информатизации образования. Аналогичная картина наблюдается и при изучении дисциплины ОПД.Ф.01 "Психология"

6. Сравнивая программу подготовки в системе моноуровнего (учитель) и многоуровнего (бакалавр-магистр) образования следует отметить, что в многоуровневом образовании выделяются конкретные дисциплины "Компьютерные (информационные) технологии в науке и образовании", "Информационные технологии в преподавании", "Информационное и технологическое обеспечение в преподавании" и, как следствие, выявлено содержание подготовки, что в свою очередь сказывается на более качественной подготовки специалистов в области информатизации образования.

Заметим, что отмеченные выше дисциплины относятся к федеральному компоненту стандарта, кроме того в ГОС ВО предусмотрены региональные и вузовские компоненты, в которые дополнительно могут быть включены курсы формирующие информационную компетентность будущих учителей.

Таким образом, необходимо пересмотреть содержания дисциплин всех блоков ГОС с целью дополнения их рядом линий, отражающих мировые тенденции в информатизации образования [6]. Так, в содержании цикла общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин должны найти отражение следующие вопросы: теоретические основы информатизации общества; информационная культура личности; информационные процессы в социуме и образовании; защита интеллектуальной собственности, представленной в электронном виде; развитие информатизации в условиях массовой коммуникации и глобализации современного общества; эволюция информационных технологий; их роль в развитии экономики и общества; понятие информационного менеджмента.

Цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин следует дополнить такими линиями как: современные концепции информатизации общества; методы защиты информации; структура программного обеспечения; алгоритмы представления, хранения и обработки текстовой, графической и числовой

46

информации; мультимедиа, гиперсреды; понятие об экспертной системе (ЭС); общая характеристика ЭС; виды ЭС и типы решаемых задач; структура и режимы использования ЭС; классификация инструментальных средств ЭС и организация знаний в ЭС; назначение и основы использования систем искусственного интеллекта; сетевые информационные технологии: Интернет, поиск информации, электронная почта, телеконференции, доска объявлений.

При изучении общепрофессиональных дисциплин целесообразно освещать и такие вопросы как: информационная культура учителя; теоретические основы информатизации образования; требования ГОС к информационной компетенции педагога; образование в информационном обществе; организации учебной деятельности в условиях широкого применения ИКТ; использование средств ИКТ в целях повышения качества и эффективности образовательной и управленческой деятельности в образовательном учреждении; возможностей информационного взаимодействия и потенциала распределенного информационного ресурса локальных и глобальной сетей как основы функционирования единого информационного образовательного пространства системы непрерывного образования; психолого-педагогическая диагностика на основе ИКТ; технологии осуществления учебного информационного взаимодействия на базе глобальных телекоммуникаций; методика преподавания предмета с использованием ИКТ (отбора содержания образования, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информационного общества).

В дисциплины предметной подготовки должны быть включены такие содержательные линии как: образовательные ИКТ; понятие распределенной функциональной информационной технологии; объектно-ориентированные информационные технологии; педагогико-эргономическая оценка средств вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий, используемых в системе непрерывного образования; автоматизированное рабочее место; системы электронного документооборота; управление учебным заведением на базе средств ИКТ; глобальные компьютерные сети; язык HTML как средство создания информационных ресурсов Интернет; применения гипертекстовых систем в учебно-воспитательном процессе; возможности технологии «Виртуальная реальность»; методика использования экспертных систем в учебно-воспитательном процессе; информационное взаимодействие в Интернете; основные направления реализации возможностей использования компьютерных сетей (локальных, глобальных) в образовательном процессе; распределенный информационный ресурс образовательного назначения; учебные телекоммуникационные проекты; проектирование электронных средств образовательного назначения.

Целенаправленное обучение студентов педвузов в области применения средств ИКТ, включающее теоретическую и практическую подготовку, а также учебное проектирование образовательного процесса в условиях применения ИКТ, педагогическая практика дает необходимый фундамент для развития ИКТ-компетенций в дальнейшей педагогической деятельности.

В настоящее время в связи с введением специализации 030109 — Организация информатизации образования [8], в ходе которой ведется подготовка методистов-организаторов информатизации образования, специалистов, которые будут использовать в образовательном процессе весь этот арсенал средств, которые обладают высоким уровнем фундаментальной подготовки в области информатики, без чего невозможна эксплуатация средств ИКТ и реализация их

47

потенциала в образовательных целях, и, кроме того, имеют необходимые психолого-педагогические знания для эффективного осуществления всех функций, связанных с использованием средств ИКТ. Методист-организатор информатизации образования выполняет функции организатора, координатора процесса информатизации образования в учреждении среднего уровня образования. На наш взгляд, введение в штатное расписание таких специалистов позволяет говорить о внутришкольной подготовке учителей в области применения средств ИКТ, т.е. на этапе работы в школе происходит совершенствование ИКТ-компетентности учителя (при этом, на первый план выступают конкретные условия информатизации школы). Практическая реализация внутришкольной подготовки затрагивает многие организационные звенья школы, требует разработки специальной методики, соответствующего методического и организационного взаимодействия между методистом-организатор информатизации образования, методическими объединениями школы, администрацией и др. Внутришкольная подготовка (и консультирования), на наш взгляд является эффективной, поскольку происходит в условиях конкретной информационно-коммуникационной среды школы. По определению Роберт И. В. [9] информационно-коммуникационная среда – совокупность условий, обеспечивающих осуществление деятельности пользователя с информационным ресурсом (в том числе распределенным информационным ресурсом), с помощью интерактивных средств ИКТ и взаимодействующих с ним как с субъектом информационного общения и личностью. Информационно-коммуникационная среда включает: множество информационных объектов и связей между ними; средства и технологии сбора, накопления, передачи (транслирования), обработки, продуцирования и распространения информации, собственно знания, средства воспроизведения аудиовизуальной информации; организационные и юридические структуры, поддерживающие информационные процессы. Функционирование информационно-коммуникационной среды в условиях конкретного учебного заведения конкретизирует условия ее функционирования, средства ИКТ, технологии их работы.

Кроме того, необходимо констатировать возрастание информационных потоков различных видов материалов в процессе деятельности организаторов учебно-воспитательного процесса (учитель-предметник, методист, классный руководитель, заведующий учебной частью, директор, заведующий школьной библиотекой и др.). Решение этой проблемы способствует автоматизация процессов ведения делопроизводства, информационно-методического обеспечения и организационного управления учебного заведения уровня среднего образования, использования для этих целей информатизированных рабочих мест (Ваграменко Я.А., Гогохия Х.Н., Роберт И.В., и др.). Следовательно, в процессе внутришкольной подготовки (консультирования, в частности) должны найти отражение следующие вопросы: овладение информационными системами, обеспечивающими автоматизацию сбора, обработки, тиражирования, передачи учебно-методических и научно-педагогических материалов; использования баз и банков данных учебно-методических и научно-педагогических материалов, содержащих как текстовые, графические материалы, так и аудио-визуальные фрагменты, электронные средства образовательного назначения; применения комплекса программно-аппаратных средств информационных сетей и средств телекоммуникаций для обеспечения информационного взаимодействия между участниками образовательного процесса и реализации потенциала распределённого информационного образовательного ресурса на основе функционирования информационной сети образовательного учреждения. Не умоляя важность изучения этих вопросов с педвузе и в рамках СПКРО, отметим, что, во-первых, внутришкольная

48

подготовка происходит в конкретных условиях функционирования информационной сети образовательного учреждения, во-вторых, подготовка педагогических кадров происходила в разный временной период (часть не подготовлена в области применения средств ИКТ в образовании), в-третьих, спецификой обучения в области ИКТ является постоянно меняющиеся сами средства, а, следовательно, и их возможности, кроме того, изменяются требования к выпускникам школ со стороны государства и общества.

Система повышения квалификации как самостоятельная отрасль профессиональной образовательной деятельности, занимающаяся подготовкой учителей-практиков, обладающих сложившимся педагогическим опытом работы, сохраняя накопленный позитивный потенциал учителя, должна создавать благоприятные предпосылки для широкого внедрения в практику образования современных достижений в области информатики и ИКТ.

Анализируя программы переподготовки и повышения квалификации педагогических кадров в области ИКТ можно констатировать:

1) достаточно типичным для системы повышения квалификации работников образования является подход, когда в работе с учителями-предметниками реализуются программы начальной компьютерной подготовки и углубленной подготовки в области сетевых технологий и использования Интернет-ресурсов в образовании для учителей, владеющих офисными технологиями; при этом недостаточно учитывается предметная составляющая – специфика использования средств ИКТ в конкретном учебном предмете, что представляется особенно важным в условиях профильного обучения и необходимости сохранения фундаментальной составляющей российского отечественного образования;

2) в программах подготовки не достаточно полно представлены блоки фундаментальной подготовки в области информатики, без которых невозможна реализация потенциала средств ИКТ в образовательных целях, и психолого-педагогические знания для эффективного осуществления всех функций, связанных с использованием средств ИКТ для учителей с большим стажем, не изучавших соответствующие дисциплины в педвузе;

3) для повышения эффективности процесса повышения квалификации педагогических кадров не достаточно используются современные средства ИКТ, например, для организации дистанционного обучения и дистанционной послекурсовой поддержки педагогических кадров.

Задачами послевузовского образования являются развитие полученных и приобретение новых знаний, навыков, умений, качеств, углубление и укрепление мировоззренческих, ценностных ориентаций, раскрытие всех способностей человека в изменяющихся социально-экономических условиях на основе особых подходов к образованию взрослых.

Выделяя особенности организации переподготовки педагогических кадров в области применения средств ИКТ в системе повышения квалификации, мы придерживаемся, мнения Акуленко В.Л. [1], который выделил следующие подходы к организации процесса формирования ИКТ-компетенции учителя-предметника:

• сочетание педагогической (для передачи минимального, но необходимого объема принципиально новых знаний и практических навыков) и андрагогической (для обеспечения совершенствования ИКТ-компетентности) моделей обучения обеспечивает эффективную реализацию подготовки учителя-предметника в области средств и методов информатики и ИКТ;

49

• развитие профессиональной образовательной активности позволяет планировать эффективное повышение квалификации учителями школ в области формирования и развития информационной компетентности;

• личностно-ориентированное обучение стимулирует создание условий профессионального развития учителя, его индивидуальной и коллективной информационной деятельности на основе средств и методов информатики и ИКТ;

• дифференцированное обучение позволяет легко менять структуру и содержание подготовки с учетом уровня подготовки слушателей, количества часов, выделенных на подготовку; обеспечивает совершенствование структуры и содержания подготовки в соответствии с развитием средств ИКТ;

• непрерывность формирования педагогической ИКТ-компетенции за счет регулярной информационной и учебно-методической поддержки в период межкурсовой подготовки создает условия для качественных изменений в профессиональной деятельности педагогов на основе использования новых информационных ресурсов и образовательных сервисов.

Информатизация общества является закономерностью развития современной постиндустриальной цивилизации. Изменившиеся социальные условия ставят новые задачи перед системой образования, меняется профессиональный облик учителя, его роль в школе и обществе. Высокий уровень профессиональной подготовки специалистов в области информатизации образования выступает фактором их конкурентоспособности, успешной адаптации к быстро изменяющимся условиям их деятельности в условиях информатизации школы.

Литература

1. Акуленко В.Л. Совершенствование подготовки учителя физики в области

информатики, информационных и коммуникационных технологий в системе повышения квалификации. Автореф. дисс. к.п.н. -М., 2004. -23 с.

2. Ваграменко Я.А., Богданова С.В., Рыжов В.А., Жданов С.А., Каракозов С.Д., Основные направления информатизации педагогического образования. // Педагогическая информатика. – 2004. – № 1. – С. 19-30.

3. Государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования. -М., 2000.

4. Ермоленко В. А. Теоретические основы проектирования содержания непрерывного профессионального образования. Дис... докт. пед. наук. – Казань, 1999. – 517 с.

5. Инновации в трудовой и профессиональной подготовке молодежи в России и Германии (Опыт и тенденции развития). 4.1 - М.: Исслед. центр проблем непрерывного проф.образования РАО, 1997.- 100 с.

6. Лавина Т.А. Структура и содержание инвариантной подготовки студентов в области использования информационных технологий в профессиональной деятельности // Ученые записки. Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании. Вып. 12. – М.:ИИО РАО, 2004.

7. Лапчик М.П. Структура и методическая система подготовки кадров информатизации школы в педагогических вузах: Дисс. в форме научного доклада. -М., 1999. -81 с.

8. Роберт И.В., Лапчик М.П., Жданов С.А., Лучко О.Н., Кравцова А.Ю. Специализация 030109 – Организация информатизации образования // Информатика

50

и образование. – 2002. – № 4. – С. 5-11. 9. Роберт И.В., Прозорова Ю.А., Касторнова В.А. Основные понятия Единого

информационного образовательного пространства/Ученые записки. -Вып. 6.- Информационные и коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополнительном образовании. – М. :ИИО РАО, 2002.- 198 С.5.

10. Сорокоумова Г.Д. Развитие теории непрерывного образования в США // Гуманистические тенденции в развитии непрерывного образо вания взрослых в России и США. — М.: Ин-т теор.педаг. и междун. исслед. в образовании Рос.Акад.образования, 1994. -С. 145 -162.

11. Состояние информатизации общего образования / Аналитический обзор – М.: ООО «Аллана», 2003 – 317 с.

12. Стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и информационным технологиям // Информатика и образование. – 2004. № 4. С. 2-35. О.В. Габова Анапский филиал МГОПУ им. М.А. Шолохова

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СИСТЕМЫ

КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Одна из главных задач подготовки студентов к будущей профессиональной деятельности связана с формированием практических умений и навыков, составляющих технологию труда учителя. Профессиональная компетентность учителя может быть раскрыта через педагогические умения, характеризующие единство теоретической и практической готовности к осуществлению профессиональной деятельности (аналитические, проективные, рефлексивные, информационные и др.). Остановимся на информационных умениях. Обычно их связывают только с непосредственным изложением учебной информации, в то время как они имеют место и в способах ее получения. Информационные умения проявляются в способности ясно и четко излагать учебный материал; применять технические средства; использовать новые информационные технологии в процессе обучения.

В практике информационными технологиями называют все технологии, использующие специальные технические информационные средства (компьютеры, аудио, кино, видео).

Информационная технология обучения (ИТО) – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства для работы с информацией.[6]

Информационные технологии (ИТ) – совокупность методов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающих сбор, обработку, хранение и отображение информации с целью снижения трудоемкости ее использования, а также для повышения ее надежности и оперативности.[ 5]

Как видим, трактовка понятия различна, но базой для использования различных типов информационных процессов мы будем рассматривать компьютерную технику.

51

69%

31% 21

17,40%

39%

43,60% "5""4""3"

13%

36%51%

18%

40%

42%

Результаты исследований в области информационных технологий показали эффективность использования компьютера на всех этапах процесса обучения. Информатизация обучения требует от учителя компьютерной грамотности (практических умений и навыков при работе с вычислительной техникой) и методических умений (информационная компетентность при использовании компьютера как средства обучения). Средством формирования информационной культуры традиционно выступает курс информатики и его профессиональная направленность, но нельзя недооценивать возможности курса «Теория и методика обучения математике». Освоение программы по методике преподавания математики (программа для физико-математических факультетов педагогических университетов / В.Ф. Любичева, В.М. Монахов, А.И. Нижников, Т.К. Смыковская. – М.: РИЦ «Альфа», 2000.) предусматривает двойную компьютерную поддержку: учебного процесса в вузе и органичное встраивание информационных технологий обучения математике в школе.

Так, рассматривая вопросы, связанные с диагностикой успешности обучения учащихся (в дидактике – методы контроля знаний), считаем целесообразным уделить достаточное внимание компьютерному тестированию, заменив семинарское занятие дидактическим практикумом, интегрирующим возможности курсов информатики, информационных технологий и методики обучения математике.

Студенты Какой форме организации теста Вы отдаете предпочтение? Учащиеся Результаты тестовых испытаний Другие формы диагностики успешности обучения

«Выбери вариант ответа» (1) «Напиши правильный ответ» (2)

52

В дидактический практикум были включены следующие компоненты: • составление программы тестирования; • компьютерное тестирование студентов группы; • компьютерное тестирование учащихся базовой школы; • анализ проведенной работы.

Определив цели тестирования, студенты работали в группах постоянного состава, выбрав различные формы организации тестов, которые можно условно назвать «выбери ответ» и «напиши правильный ответ». На этом этапе были использованы специализированные математические пакеты и компьютерные программы по усмотрению студентов. Апробировав созданный «продукт», провели тестовые испытания учащихся, результаты которых представляем ниже.

При подведении итогов работы студентами были отмечены следующие положительные характеристики:

• комфортность данной формы диагностики успешности обучения (учащийся не испытывает давления со стороны учителя);

• объективность оценки результатов выполненной работы; • оперативность проверки; • участие достаточно большого числа учащихся. Были также выделены и причины, в силу которых тесты не всегда могут

служить основной формой диагностики успешности обучения: • возможность случайного получения правильного ответа; • не разъясняется причина возникновения ошибки; • запоминание правильного ответа; • недостаточная компьютерная грамотность. Таким образом, мы ведем речь о компьютерном тестировании, как одной из

возможных форм диагностики успешности обучения. Работа учителя в этом случае включает функции:

• организация учебного процесса; • индивидуальное наблюдение за учащимися, оказание помощи; • подготовка компонентов информационной среды. Считаем, что компьютерное тестирование будет эффективным средством

диагностики, если к нему будет готов, прежде всего, учитель. И этому надо учить через систему дидактических практикумов (по В.М. Монахову), одним из которых является предложенный вариант - «Компьютерное тестирование».

Литература

1. Компьютерное тестирование в школе. – Директор школы, 2001, №3 2. Методика преподавания математики: программа для физико-

математических факультетов педагогических университетов / В.Ф. Любичева, В.М. Монахов, А.И. Нижников, Т.К. Смыковская. – М.: РИЦ «Альфа», 2000. – 75 с.

3. Монахов В.М., Власов Д.А. Методические особенности развития информационной культуры учителя сельской школы. Труды II Всероссийского научно-методического симпозиума «Информатизация сельской школы». – М.: Издательство МГОПУ им. М.А. Шолохова, 2004. –с.503

4. Нардюжев В.И., Нардюжев И.В., Современные системы компьютерного тестирования. – Школьные технологии,2001,№3

53

5. Трайнев В.А., Трайнев И.В. Информационные коммуникационные педагогические технологии (обобщения и рекомендации): Учебное пособие.-М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К»,2004.-280с.

6. Хохлова Н.М. Информационные технологии (конспект лекций) - М.: Приориздат, 2004.-192с. В.В.Кравец Воронежский государственный педагогический университет

СУЩНОСТЬ И ФУНКЦИИ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБЩЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Компьютерные сети сегодня рассматриваются как звено опосредования

человеческого общения. Рассмотрим функции опосредованного дистанционного общения. Как известно [5], основными функциями общения являются: информационно-

коммуникативные; регуляционно-коммуникативные и аффективно-коммуникативные. Информационно-коммуникативные функции - это передача и прием

информации. Регуляционно-коммуникативные функции - влияние на организацию поведения партнера по общению, согласование их действий для достижения намеченной цели. Аффективно-коммуникативные функции общения - выражение и передача эмоций и переживаний.

При опосредованном дистанционном общении, главным образом, представ-лены информационно-коммуникативные и регуляционно-коммуникативные функции. Аффективно-коммуникативная функция представлена менее широко, что связано со сложность передачи эмоционального настроя общающегося через письменное сообщение. Эмоциональное отношение к студенту чаще всего передается через поощрительные и порицательные фразы.

Условием успешности опосредованного дистанционного общения является способность обеих сторон к пониманию содержания передаваемых сообщений, чему способствует единая понятийная база, содержащаяся в глоссариях передаваемых с каждой дистанционной лекцией.

Важно отметить особенность в изменении схемы процесса общения в системе открытого образования на начальной стадии. Прежде всего происходит анализ ситуации обучения (содержания. методов, форм) согласно целям развития, воспитания и обучения. И только на втором этапе студент понимает насколько его цели могут быть реализованы с помощью предлагаемых дистанционных учебных материалов.

Рассмотрим уровни общения по иерархии А.А.Растригина [6] Для первого уровня понимания характерна возможность различия и

восприятия структуры учебного текста без учета его смыслового значения. По нашему мнению, данный уровень осуществляется в основном при компьютерном тестировании знаний студентов.

Второй уровень характеризуется прибавлением к свойствам первого уровня возможности сопоставления понятийных элементов и соответствующих им четких элементов реальности.

54

Третий уровень - это уровень так называемой глубокой семантики, т. е. понимание того, что на самом деле хочет получить потребитель информации.

Мы считаем, что этот уровень в учебном процессе играет особую роль, т.к. здесь формируются цели, реализуемые в процессе обучения. На этом уровне можно оценить, насколько верно студент воспринимает стоящие перед ним цели и соотносит их с выбором источников информации, видов деятельности.

На четвертом уровне происходит эвристическая беседа - один из распространенных приемов проблемного обучения, творческого мышления. Такой уровень понимания может быть достигнут в системе открытого образования если дистанционные материалы содержат не только фактических сведений по предмету, но и модель студента, построенную преподавателем, опираясь на реакции студента на все возможные виды педагогических воздействий. Опосредованное дистанционное общение должно осуществляться на четвертом, диалогическом уровне.

При разработке технологии педагогического общения в системе открытого образования необходимо прежде всего изучить этапы решения коммуникативных задач.

Определим термин "коммуникативная задача", поскольку педагогическое общение может быть представлено как система коммуникативных задач. Коммуникативная задача является производной от педагогической. Как и педагогическая, она должна удовлетворять следующим условиям:

• обладать всеми существенными признаками педагогического процесса; • являться общей при реализации любых педагогических целей; • наблюдаться при выделении путем абстрагирования в любом

дистанционном учебном процессе. Коммуникационная задача – это педагогическая ситуация, соотнесенная с

целью учебной деятельности и условиями ее осуществления и переведенная на язык коммуникации.

Они могут быть представлены следующим образом: ориентирование в условиях общения; привлечение внимания; определение уровня студента; осуществление опосредованного дистанционного общения; организация обратной содержательной и эмоциональной связи. На этапе ориентирования выбирается стиль общения, подходящий к конкретным условиям. Этап привлечения к себе внимания возможен только на установочных, очных занятиях. В процессе определения уровня студента преподаватель уточняет представление об условиях общения и возможных коммуникативных задачах с данной группой студентов. Осуществление опосредованного дистанционного общения является основным этапом решения коммуникативной задачи. Содержательная обратная связь дает информацию об уровне усвоения учебного материала, осуществляется с использованием телекоммуникационного оборудования.

Принято различать коммуникационные задачи разного класса и уровня сложности, но все они имеют общее свойство – являются задачами управления педагогическим процессом. Все такие задачи решаются с соблюдением следующих этапов:

• анализ педагогической ситуации и постановка коммуникативные задачи; • проектирование вариантов педагогического общения и выбора

оптимального для данных условий;

55

• осуществление плана решения задачи на практике, включающего организацию взаимодействия между преподавателем и студентом;

• анализ результатов решения. В системе открытого образования особенно важно выделять

коммуникативные задачи как один из компонентов педагогического процесса, и различать четыре вида коммуникативных действий преподавателя системы открытого образования: стимулирующие; регулирующие; контролирующие; организующие.

Преподаватель в системе открытого образования должен не только осознавать и дифференцировать типы коммуникативных действий, направляющих учебную деятельность студентов, но и определять, какими из этих действий могут быть коммуникационные задачи.

Сообщения, получаемые дистанционным преподавателем, должны оцениваться с психолого-педагогических позиций. Общение должно "быть опосредованно, во-первых, локальной ситуацией решения учебной задачи, а во-вторых, общими характеристиками ситуации обучения такими, как модель обучаемого, история обучения, учебные цели, методы обучения" [5, 6].

В системе открытого образования все аспекты решения учебной задачи должны соотноситься с учебными целями. Из этого следует, что все сообщения или ошибки студента должны анализироваться под углом зрения достижения учебных целей.

Структура любого общения определяется целями партнеров по взаимодействию. Поэтому важно учитывать, в какой мере средство общения оказывает влияние на процесс целеобразования. Выступая орудием общения, компьютер становится и средством реализации его целей. Причем ограниченные возможности этого средства существенно влияют на процесс доопределения и трансформации целей общения, а также на возникновение специальных коммуникатных целей. Так, например, невозможно прибегнуть к привычным способам привлечения внимания партнера по общению, установления контакта с ним и побуждения его к выполнению тех или иных действий, что может привести к осознанному поиску новых (адекватных компьютеризированной форме общения) средств реализации таких коммуникативных целей [7].

Работа в системе открытого образования не возможна без решения проблемы "экранной культуры" [7] (отображения текста на экране, сочетание различных форм предъявления информации, объем пересылаемых дистанционных материалов использование графики). Решение этой проблемы дает принципиально новые художественные и дидактические предпосылки в изложении учебного материала.

Студенты проводят за компьютером не менее 1.5 часов. Несоответствие цветовой гаммы системы и конкретного студента могут приводить к повышенной утомляемости, и как следствие, к снижению уровня усвоения материала. Подбор цветовой гаммы системы на этапе настройки может существенно повлиять на повышение скорости и качества запоминания и понимания информации. Организация экранной работы не должна отвлекать студента, чтобы осмысление оформления дистанционного материала не явилось потребителем главных усилий студента.

Следует отметить, что длительная работа за компьютером на дистанционных занятиях может привести к повышенной утомляемости, повлиять на реакции студентов на те или иные учебные воздействия.

56

А.А.Вербицкий [3] подчеркивает, что сокращение "живого" общения в условиях применения ЭВМ в учебном процессе ведет к обеднению эмоциональной атмосферы. Изучая проблему внедрения ЭВМ в учебный процесс, многие ученые [8] высказывали опасения, что внедрение автоматизированных систем приведет к сокращению межличностных контактов и частичной замене их человеко-машинным взаимодействием, произойдет качественное обеднение общения. Однако в рассматриваемой системе открытого образования происходит не сокращение общения, а переход от "живого" общения к опосредованному дистанционному общению. Такой переход имеет ряд преимуществ:

• улучшаются навыки письменного общения, утерянного в последнее время. В отличии от неформального общения в глобальных сетях, опосредованное дистанционное общение с преподавателем требует от студента соблюдения основных правил русского языка;

• следствием является более грамотное устное общение; • слабые и средние студенты не боятся обратиться с вопросом к

преподавателю; • посылка адресных сообщений усиливает индивидуализацию обучения; • наличие личного адреса в одной из глобальных компьютерных сетей

позволяет студентам расширить свой круг общения и зачастую вырваться из тесного мирка своей компании (представительства расположены в райцентрах).

Сформулируем в качестве рабочего следующее определение: опосредованное дистанционное общение в условиях учебного процесса в системе открытого образования - это совокупность сообщений, обеспечивающих реализацию целей и задач обучения, воспитания и развития, и осуществляемых с использованием электронной почты.

Исходя из рабочего определения опосредованного дистанционного общения, рассмотрим его сущность и как она проявляется в системе открытого образования. В качестве отправного в определении сущности дистанционного общения мы будем использовать подход Г.М.Андреевой.

Г.М.Андреева [1] выделяет три стороны общения: коммуникативную, интерактивную и перцептивную.

Коммуникативная сторона дистанционного общения предполагает не только простую передачу учебной информации между преподавателем и студентом, а взаимный обмен информацией между ними. "В коммуникативном процессе происходит не простое "движение" информации, но как минимум обмен ею" [1, 7]. При этом происходит взаимный анализ целей, мотивов и установок друг друга.

При работе на дистанционном занятии студент получает рекомендации по изучению очередной порции учебного материала и контрольные вопросы. Преподаватель на основе анализа ответа студентов выдает следующую порцию .материала или предлагает повторить предыдущую. Для повышения эффективности обратной связи в системе используется процедура ответа на контрольные вопросы путем выбора правильного ответа из предложенных.

Вместе с тем, компьютеры видоизменяют сложившиеся в практике взаимодействия между людьми способы осуществления межличностного познания и ориентировки. В этих условиях специфическим образом преломляются существенные параметры процесса ориентировки (глубина, полнота и др.) и .видоизменяется ориентировочная основа общения. В опосредованном дистанционном общении центральными объектами ориентировки служат: учебная

57

ситуация, весь контингент студентов по всем представительствам, весь контингент студентов конкретного представительства, конкретный студент, способы осуществления дистанционных общений [4]. Кроме того, обмен информацией в системе открытого образования обязательно предполагает воздействие на поведение партнера. Общение, в этом случае, выступает как психологическое воздействие одного коммуниканта на другого с целью изменения его поведения.

Работа в системе позволяет студенту развивать самостоятельную познавательную активность, приучает к самостоятельному приему решений, заставляет рассчитывать на себя и свои силы. Помимо того, индивидуальные задания на всех дистанционных занятиях приучает обучаемого добросовестно относиться к своей учебной деятельности.

Коммуникативное влияние как результат обмена информацией возможно лишь тогда, когда человек, направляющий информацию, и человек, принимающий ее, обладают единой или сходной системой кодификации и де кодификации. Поэтому одной из важнейших составных частей материала, пересылаемого к каждому дистанционному заданию, является глоссарий понятий и терминов, используемых в учебном материале. Единая понятийная система обеспечивает возможность преподавателю и студентам понимать друг друга.

Следует помнить, что в условиях коммуникации могут возникать совершенно специфические коммуникативные барьеры, которые носят социальный или психологический характер. Часто наблюдается наличие такого барьера у людей, впервые сталкивающихся с компьютером. Обычно это связано с незнанием новой, необычной техники, отсутствием навыков работы с ней, боязнью ошибки при контакте с компьютером, поэтому на первом дистанционном занятии студенты знакомятся с назначением, устройством, возможностями и правилами работы с компьютером и с системой открытого образования. Также, в качестве устранителя коммуникативного барьера, хорошо зарекомендовали себя обмен письмами общего характера между студентами и преподавателем, а также между самими студентами.

Интерактивная сторона подразумевает характеристику тех компонентов опосредованного дистанционного общения, которые связаны с взаимодействием людей, с непосредственной организацией их совместной деятельности. "В ходе ее для участников чрезвычайно важно не только обменяться информацией, но и ор-ганизовать "обмен действиями", спланировать общую деятельность" [1].

В системе открытого образования совместная деятельность студента и преподавателя направлена на получение студентами определенных знаний умений и навыков, формирование у него системы ценностей. Для этого он изучает учебный дистанционный материал, выполняет различные лабораторно-практические и контрольные задания. Работа студента за компьютером определяется преподавателем исходя из стиля и структуры построенной им дистанционной модели учебной дисциплины. Выбор варианта модели будет определяется уровнем подготовки студентов, который выявляется на установочных занятиях. Выбрав вариант модели, преподаватель ведет студента к достижению намеченной цели, периодически корректируя совместную деятельность в зависимости от результатов контроля качества усвоения материала.

Перцептивная сторона опосредованного дистанционного общения пока-зывает, как воспринимается партнер по коммуникации, иными словами, процесс восприятия одним человеком другого выступает как обязательная составная часть общения. В этом процессе происходит познание человека человеком, и впечатления, которые при этом возникают, играют важную регулятивную роль. Во-первых, потому,

58

что, познавая другого, формируется и сам познающий индивид, а во-вторых, от меры точности "прочтения" другого человека, зависит успех организации с ним согласо-ванных действий, т.е. "при построении стратегии взаимодействия каждому приходится принимать в расчет не только потребности, мотивы, установки другого, но и то, как этот другой понимает мои мотивы, потребности, установки" [1]. Учитывая это, для того, чтобы у студента сложилось положительное впечатление о системе открытого образования, следует рассказать ему о достоинствах применения новых информационных технологий в обучении, показать возможности системы, сформировать положительное отношение к ней.

Наиболее благоприятные условия для мотивации взаимодействия студентов с преподавателем при опосредованном дистанционном общении создаются в силу учета индивидуально-психологических особенностей личности, ориентации на определенную возрастную группу при отборе материала и проектировании системы.

Дав рабочее определение опосредованного дистанционного общения и рас-смотрев его сущность, было бы уместным обобщить ранее отмеченные функции этого общения в учебном процессе.

В связи с различными взглядами на опосредованное общение исследователи по-разному трактуют и его функции:

• опосредованное общение способствует персонификации компьютера; • оно повышает эффективность взаимодействия пользователя и ЭВМ [2]; • опосредованное общение способствует развитию у пользователей

необходимых коммуникативных умений и навыков; • такое общение помогает им самостоятельно преодолевать коммуникативные

барьеры [7]; • опосредованное общение создает мотивацию студентов к творчеству в

учебной деятельности; • обеспечивает эмоциональный климат для правильного формирования

личности студента; • опосредованное общение удовлетворяет потребность пользователя в

общении при работе с компьютером. Принимая во внимание все вышесказанное, а также собственные

наблюдения и опыт работы, мы выделяем следующие функции опосредованного общения в процессе учебной деятельности:

• адаптивную, которая способствует преодолению психологического барьера у студентов на начальных стадиях работы с компьютером;

• сотрудническую, создающую благоприятные условия для успешного протекания взаимодействия между пользователем и компьютером;

• стимулирующую, поддерживающую интерес студентов к учению; • культурологическую, способствующую формированию культуры общения,

конкретности и корректности в высказываниях; • обучающую, которая состоит в мотивации качественного усвоения

необходимых знаний в учебном процессе; • воспитывающую, состоящую в воспитании и приучении студентов к

ответственности, дисциплине, самостоятельности, вырабатывает активность и другие качества личности;

• развивающую, которая состоит в развитии у студентов конкретности мышления, умения видеть главное, самостоятельности и активности в обучении.

59

Перечисленные функции опосредованного общения объективно присущи любой человеческой деятельности, в том числе и учебной. Все функции реализуются в единстве. На разных этапах взаимодействия студентов с системой та или иная функция приобретает особо важное значение, как бы переходит на "первый план".

Особо хотелось бы остановиться на адаптивной, стимулирующей и культурологической функциях, т.к. возможности опосредованного компьютером общения в этих направлениях раскрыты еще недостаточно.

Проблема адаптации человека при работе с компьютером, снятие у него психологического барьера боязни перед новой, неизвестной ему техникой, изучалась многими отечественными и зарубежными учеными. Очень много работ посвящены адаптации при работе с обучающими программами. Изучая эти работы можно сделать вывод, что особое внимание необходимо обращать на очное общение на очных установочных занятий, когда преподаватель имеет возможность составить собственное представление о личности студента. Первые контакты во многом будут определять результативность взаимодействия студента в системе открытого образования.

Осуществление стимулирующей функции опосредованного дистанционного общения в процессе обучения создает положительную мотивацию у студентов к работе и учебе.

При отсутствии поддержки мотивации наблюдается постепенный спад интереса к учебной работе. У студентов появляется неудовлетворенность от учебной деятельности, вследствие чего складывается негативное впечатление о открытом образовании. Поэтому стимулирующая функция способствует повышению эффективности учебного процесса.

Не менее важна и культурологическая функция опосредованного дистанционного общения. Суть ее в том, что диалог между преподавателем и студентов позволяет студенту повысить культуру своего общения. Опосредованное дистанционное общение приучает студентов к корректности высказываний и конкрет-ности фраз, воспитывает у них необходимую культуру общения,

Таким образом, выявление педагогической сущности опосредованного дистанционного общения и рассмотрение его функций в процессе компьютерного обучения, а также широкие возможности общения в процессе обучения и воспитания, показывает, что опосредованное дистанционное общение - необходимый компонент учебной деятельности в системе открытого образования.

II. Примерно половина опрошенных респондентов, хорошо владеющих компьютером, положительно относится к дистанционному обучению. Здесь результаты таковы: "против" - 20%; "не уверены" - 28%; "за" - 52% всех опрошенных (см. рис. 1). Если тестируемых условно разделить на три возрастные группы, то в группе более старшего возраста акцент смещается в сторону приветствия дистанционной формы обучения. Почему?

Далеко не все смогли аргументировать свой ответ и нам пришлось обратиться к дополнительному интервьюированию студентов и преподавателей физико-математического факультета, не испытывающих проблем со знанием компьютера. Результаты анализа в нашей интерпретации получились следующими:

60

Мотивы предпочтения в дистанционном

педагогическом общении

10%10%

20%30%

10%

20%

Уверенность всебе

Общение скомпетентнымилюдьмиЖелание найтилюдей способныхего понятьПолучение новойинформации

Затруднилисьответить

Рис. 1. Мотивы предпочтения общения в сети: а) чувство уверенности в

себе, никто не видит Ваших недостатков; б) чувство ненаказуемости за свои поступки; в) желание общаться с компетентными в вашей области людьми; г) желание найти человека, способного понять Вас; д) желание получить новую информацию; е) потребность в общении; ж) затруднились ответить; з) что-то другое.

Литература

1. Андреева Г.М. Социальная психология. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 432 с. 2. Войскунский А. Е. Моделирование общения.//Речевое общение: проблемы

и перспективы.- М., 1983. 3. Вербицкий А. А. Знаково-контекстное обучение. Круглый стол.//Вопросы

психологии. 1987. т1. С. 64-65. 4. Войскунский А.Е. ЭВМ и преобразование общения между

людьми.//Психологические проблемы создания и использования ЭВМ.-М.:Изд-во Моск. ун-та. 1985. С. 32-34.

5. Машбиц Е.И., Андриевская В. В., Комиссарова Е.Ю. Диалог в обучающей системе.- К.: Выщашк. Головное из-во, 1989.-184 С.

6. Семенов А.Л. Образование, информатика, компьютеры.// Информатика и образование. 1995. С. 6-11.

7. Тихомиров 0. К., Бабаева Ю.Д., Войскунский А.Е. Общение опосредованное компьютером.//Вест. МГУ. Сер. 14. Психология. 1986. С. 31.

61

РЕСУРСЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ

Н.М. Закарлюк Нижнетагильская государственная социально-педагогическая академия ПРОБЛЕМА ИНФОРМАЦИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАТИКИ

Закрепившись в начале ХХ века в отечественной журналистике, понятие

«информация» демонстрирует удивительную жизнестойкость и способность к мимикрии, особенно с появлением компьютерной техники, оставаясь при этом «х-понятием».

Анализ понятия «информация» проводился неоднократно, о чем свидетельствуют многочисленные публикации (см., например, [1 - 3] и практически всегда заканчивался без существенных для мировоззренческого понимания результатов.

Более успешными оказались попытки расширить и уточнить частные понятия классической (шенноновской) теории информации (например, понятие «количества информации» применительно к информметрии, теорему отсчетов Котельникова во временной (а не частотной) области.

Интересная для понимания информации идея (о ее процессуальности) содержится в работах [1, 2, 4]. Так, в [2] методом последовательного сцепления объединили целый набор понятий информации и, рассматривая всю эту «гусеницу» как последовательность этапов единого процесса, назвали «информацией» (информация рассматривается как многостадийный процесс). Иначе говоря, целый комплекс информационных процессов (в обычном понимании) – генерацию – запоминание – хранение – передачу – обработку – назвали «информация». Однако, такая необычная конструкция «все в одном флаконе» вряд ли окажется жизнеспособной.

С чем связаны трудности определения феномена (явления) информации и формирования общепризнанного его толкования? Причин, видимо, много, но основными представляются следующие.

1. Прирожденная многозначность слова «информация» а затем многократное смещение акцентов с исходного значения слова на другие в ходе исторического развития и в различных областях науки.

2. Эффект «строительства Вавилонской башни». Слишком уж много подходов использовано для определения информации. Отсюда полисемичность понятия «информация». Попытки определить информацию в рамках отдельных сегментов науки резко сужают область применения понятия: оно приобретает либо технический, либо антропоцентристский, либо абстрактный характер.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2005

62

3. Философские. Материалистическая философия, несмотря на значительные усилия, не смогла выработать устраивающего всех и адекватного природе понятия информации. Предложенное ею определение (информация – отраженное разнообразие) статично и мало конструктивно во многих областях науки, техники, технологии. Сторонники материализма и всех разновидностей «измов» совершенно по-разному трактуют информацию: это может быть и атрибут материи (есть в косном и живом), и функция высокоорганизованных систем (живых и искусственных), и идеальная категория, и некая третья субстанция (не материальная и не идеальная).

4. По способу рождения феномен информации является синергетическим объектом и обычный, классический подход не схватывает суть явления [2].

Попытаемся сделать краткий методологический анализ этих причин и сформулировать несколько иной, отличный от прежних, взгляд на информацию, информационные процессы, информационный подход к явлениям действительности. И на этой основе понять, что следовало бы включать в «теоретические основы информатики».

Этимология и история развития слова «информация»

Слово «информация» происходит от латинского informatio (от in-formo) с первичным значением «придавать вид, форму, свойства, формировать, создавать, образовывать» и со вторичным «обучать, воспитывать, строить, составлять», «воображать, мыслить» [5], а также «ознакомлять, разъяснять» [6].

В европейских языках оно закрепилось около ХIV в. в другом значении. Тогда так называли своеобразное «программирование», вложение души в тело человека. По легенде ХIV века эта прерогатива Бога была присвоена рабби Левом, создавшим глиняного робота Голема. (Големы – люди из глины или из их праха. Легенды о Големах существуют с ХI в.). Этот робот оживал, когда хозяин вкладывал ему под язык «программу» - текст с именем Бога. Примерно с этого времени слово «информация» стали употреблять в значении передачи знаний с помощью книг. Таким образом смысл слова трансформировался от понятия «вдохновение, оживление» к понятиям «сообщение, сюжет» [6].

В России слово «информация» вошло в русский язык в Петровскую эпоху через польское informacja (возможно также посредством французского и немецкого). Впервые зафиксировано в «Духовном Регламенте» 1721 г. в значении «представление, понятие о чем-либо» [5].

Дальнейшую историю развития и практику применения понятия «информация» в ХХ в. можно найти, например, в [7].

Выводы. 1) Не трудно заметить, что первоначально информацию рассматривали как

процесс, как некое действие в значении «изменять», а позднее – как результат этого процесса.

2) Первичное значение слова является более широким — применимо к косной и живой природе. Оно совсем не обязывает связывать «информацию» с действиями человека: процессы по формированию, созданию, образовыванию, приданию вида, формы, свойств естественны для Природы вне зависимости от существования человека (вообще живого).

3) Только вторичное значение слова «информация» специально подчеркивает действия человека.

63

4) В основе современных трактовок информации редко используется первичное значение этого слова.

Языки описания природы и информация

Характерной чертой науки конца ХХ века явилось смещение акцентов на всех уровнях на рассмотрение сложности и динамичности поведения систем, их открытости, развития. Движение, развитие, эволюция, изменчивость лежат в основе всего сущего. Образно говоря, «язык природы – это язык изменений».

Информационный подход. В основе рационального подхода к анализу и пониманию происходящих в мире процессов лежит принцип материального единства и принцип развития. Размышляя по этому поводу, Н.Н.Моисеев заметил: «Единый процесс развития охватывает неживую природу, жизнь и, наконец, общество. Все это звенья одной цепи, и потому естественно попытаться описать весь процесс развития на одном языке, в рамках единой схемы, с использованием общей терминологии». Наряду с множеством подходов, используемых для описания и объяснения процессуальных явлений (дарвиновский эволюционизм, синергетика, теория катастроф и динамических систем, нелинейная наука…), используется и информационный подход. Он акцентирует внимание, например, на совсем не случайной аналогии дарвиновской триады (изменчивость – отбор – наследственность) с шенноновским каналом связи из теории информации и с фрагментом синергетического процесса (порядок – хаос – порядок). Во всех этих, казалось бы совершенно разных процессах, описываемых обычно на разных языках, просматривается «информационный след». В первом случае наследуется (передается) ценная для существования живого информация. Во втором: имеется изменяющийся набор сообщений – происходит случайный выбор из них - и передача адресату для запоминания или выполнения действий. В третьем случае: динамический хаос системы (сложная по структуре изменчивость системы) «используется» ею для генерации (случайный выбор) и запоминания («наследования») информации [4]; аналогичная картина наблюдается, когда при переходе от хаоса к порядку «мутационная» информация (случайные возмущения динамического хаоса) запоминается в виде нового устойчивого динамического состояния системы. Эти, аналогичные с точки зрения информационного подхода, процессы в последние годы успешно применяются и в технических приложениях информатики для нелинейного преобразования «записанного» на динамическом хаосе сообщения (информации) для сжатия (фрактальное сжатие), скрытия (шифрования), поиска, передачи и/или хранения информации [8]. Внедряясь на территорию научного поля, информационный подход все же, ввиду своей «юности» и метафоричности понятия «информация», не стал еще неизбежным его компонентом.

Наиболее общим языком описания действительности является язык философии. Характерной его чертой является крайне «мягкий» характер понятий, их широта, всеобщность. Это позволяет строить универсальное, но не достаточно конструктивное описание действительности. Однако, язык философии определяет исходные «граничные условия» - мировоззренческие установки ( материалист, идеалист и т.п.). В частности, в многовековой традиции материалистической философии имеется набор наиболее общих понятий – категорий (материя, движение, отражение, развитие, энергия, качество, количество, причина, случайность и т.д.), на которых и стоит все философское здание. Весьма узок, элитарен круг философских категорий и понятие информации (как сторона отражения) пока «стучится» в этот круг.

64

В естественных науках исключительно важную роль играют так называемые «первичные идеальные объекты (ПИО)». Это такие понятия как «сила», «масса», «материальная точка», «идеальный газ» и т.д. – в физике, «точка», «прямая», «плоскость», «число», «множество»,… - в математике. Однако, в физических и математических словарях и энциклопедиях отсутствует определение понятия «информация». Хотя можно встретить толкование множества понятий с ним связанных (количество информации, передача информации, скорость передачи информации, теория информации, информационная матрица, информационное множество и другие. Здесь информация выступает в качестве «скрытой переменной», «мнимой» величины, которую, однако, успешно используют.

Мягкость, изменчивость понятийного аппарата характерна для всех гуманитарных наук. Здесь вряд ли имеет смысл спорить: информация это сведения, знания, данные, факты, понимание (смысл, представление, интерпретация), содержание, продукт и т.д.? Бессмысленно искать сущность информации через нечетко определенные понятия. Кроме того, ни одно из таких определений не носит интегративного характера, специфично.

Аналогичная (по не строгости) ситуация и с общенаучными, например, системными понятиями (система, элемент, структура, функция и др.). Им тоже присуща пластичность, но им она как раз необходима. Это позволили системному подходу за последнее почти столетие стать наиболее продуктивным. Сочетая общность и конструктивность (возможность встраивания частного в общее и трактовки частного на основе общего) он позволяет, в отличие от метаязыка философии, корректно рассматривать наряду со статикой систем (разбиение на части, классификации,…), их динамику (возникновение, эволюцию, развитие, изменения). Иллюстрацией тому - неоспоримые успехи, достигнутые в теориях открытых систем, выступающих под разными названиями (синергетика, нелинейные науки, теория самоорганизации, теория сложности, теория динамических систем и т.д.). Информационный подход (рассмотрение систем с точки зрения информационных процессов в них) проник в исследование и таких систем [2, 4, 9]. Мыслить здесь понятие информации, определенное как «сторона отражения», «сведения», «содержание» и т.п., малоубедительно и не конструктивно.

К концу второго тысячелетия понятие информация прочно вошло во все сферы человеческой деятельности - быт, науку, технику, технологии, образование, искусство, экономику, политику, юриспруденцию, … и, как правило, понимается по разному. Необъятная широта использования этого понятия и ведет к проблеме его определения. Информатика, понимаемая как междисциплинарная (естественно – гуманитарно – техническая) наука, в качестве основного ПИО имеет понятие информации и в связи с этим существует необходимость предельно широкой его трактовки. С одной стороны, оно должно «связывать» все науки (образно говоря, «быть параметром порядка»), а с другой иметь вполне конкретную трактовку в каждой из частных наук. Что же мы имеем в реальной практике? Многолетние исследования отечественных философов [10, 12], казалось бы, дают нам универсальную (и наиболее распространенную до сих пор) формулировку: «Под информацией в широком смысле понимается главная часть или сторона такого атрибута материи, как отражение. …Это его инвариантное звено, не зависящее от материального носителя» [10] или коротко – «информация как отраженное разнообразие» [7]. Чтобы понять, что же сегодня в этом определении не устраивает, рассмотрим логику его обоснования.

65

Формирование понятия «информация» в философии Впервые разнообразие как фундаментальное понятие кибернетики и теории

информации (классической) использовал английский ученый У.Р.Эшби. Он предположил, что на основе понятия «разнообразие» можно дать единую интерпретацию всех известных подходов к измерению информации. Согласно Эшби, информация – это всегда некоторое разнообразие множества, а количество информации – количество разнообразия множества. Под разнообразием он понимает совокупность различий, образованную элементами множества. Если имеется множество, состоящее из n нетождественных элементов, то разнообразие, различие такого множества равняется n. Разнообразие он понимал и в динамике: разнообразие означает, что либо две вещи ощутимо различны, либо одна вещь изменяется с течением времени. Однако основной акцент в понимании информации он сделал на установлении соответствия понятий вероятности и разнообразия, тем самым создав эквивалент вероятностно-статистической теории информации (Шеннона и Рашевского). Аналогично был создан «разнообразностный» эквивалент теории кодирования. Через разнообразие легко трактуются и другие определения информации (Колмогорова и др.). Передачу информации он рассматривает как передачу разнообразия от одной системы к другой. Кодирование информации – как перевод по неким правилам (коду) разнообразия одного множества в другое.

Урсул расширил понимание разнообразия, отождествив его с философской категорией «различие». Этим понятие информации из области кибернетики переносится во все другие науки, т.е. информационные процессы перестают быть свойством только высокоорганизованных материальных систем. Разнообразие же, как общенаучная категория, дало возможность выработать обобщенное определение понятие «информации». Анализ всех существующих на тот момент определений информации позволил Урсулу выделить два наиболее существенных признака: отражение и разнообразие (различие – в философии), в связи с чем понятие «информация» определено как отраженное разнообразие. Впоследствии разнообразие стали использовать также для измерения смысла информационного сообщения и его ценности (субъективных категорий).

В кибернетический период (1940-1970 г.г.) были выявлены связи информации с понятиями «энергия», «энтропия», «вероятность», «неопределенность», «управление». Кибернетика связала «философскую информацию» с понятиями «цель», «значение», «модель», «код», «система», «структура», «причина» и др. Далее вполне логично была предложена «информационная форма движения». Через логическую цепочку «материя - отражение (свойство материи) – информация (сторона отражения, измеряемая разнообразием)» понятие информации, обобщенное до философского уровня, «оккупировало» все известные системы: физические (косные), биологические, социальные, искусственные. Отсюда – физическая, биологическая, социальная, генетическая, массовая, специальная, научная, религиозная, экономическая, технологическая, юридическая и прочие «информации».

Таким образом, философское понятие информации, сложившееся в 70-х годах прошлого века и устойчиво существующее до сих пор в умах многих современников зиждется на сложившейся в диалектико-материалистической философии системе понятий и их иерархии. Ее фрагмент, произвольно представленный в виде пирамиды на основе [12], приведен на рисунке 1,а.

66

а) б) Рис. 1. Фрагмент системы понятий (а) и логические связи понятий

«материальное – сознание – идеальное – знак – информация – носитель» (б); & - знак логического И

Эту же систему понятий использовал в одном из своих «негативных»

определений Винер, акцентируя, видимо, внимание на самостоятельность феномена информации: «информация есть информация, а не материя и не энергия». Отсюда же проистекает известная триада «вещество – энергия – информация» (иногда к ней добавляют «знания»).

Несмотря на свою архаичность и не модность (по известным причинам) она обладает по сравнению с новыми (тоже абстрактными) системными представлениями по крайней мере двумя достоинствами: уберегает от виртуализации явлений (мир материален, в его основе одна субстанция – материя) и помогает пониманию философских текстов современников, связанных с информацией. С другой стороны, такая фундаментальность этой пирамиды знаний, как показало время, превратилась в «монументальность»: оказалась излишне статичной, инерционной, замкнутой к новым веяниям в науке.

Категория «сознание» в диалектико-материалистическом понимании рассматривается как функция мозга, как отражение реального мира. Предпосылкой его появления выступают: эволюция свойства отражения, присущего материи; потребность в знаковой коммуникации и передачи приобретенного опыта и другие факторы. То есть по логическому объему оно мыслится более широким, чем понятия «материальное» и «идеальное» в том смысле, что подразумевает наличие носителя — «материального» и (&) существование «первичных идеальных объектов» в виде образов, понятий, мыслей, абстракций, идеальных знаков и т.п. виртуальных объектов (рис. 1,б). Из традиционной структуры знака (треугольник Фреге), принятой в семиотических исследованиях [13], следуют синтаксический, семантический и прагматический аспекты информации. Такая структура идеального знака показывает

67

условную (кодовую) связь реальных объектов с ПИО и их содержанием, «сцепляет» материальную и идеальную сущности. Объективно существование спектра понятий, расположенных справа от разделительной линии, связано с рассмотрением мозга как недостаточно изученного «черного ящика». Такое упрощенное представление мозга («наполненного» знаками, образами, мыслями, знаниями, сведениями и т.п., часто называемыми «информацией») за последнее десятилетие значительно изменилось к более естественнонаучному (см. например, [9, 14]). Пока же в гуманитарном представлении таинственное сознание «обрабатывает и хранит» столь же таинственную информацию и / или знания. И то и другое и третье, как понятия, плохо определены и мало конструктивны для построения науки об информации и теоретической информатики.

Итак, даже предельно широкое философское понятие информации как отраженного разнообразия, основанное на причинно-следственных связях, справедливое для любых (живых и косных) систем оказывается недостаточным по своей «мощности» для охвата не только всех старых, но и новых областей исследования, таких как самоорганизующиеся системы, нейроинформатика, биофизика, нейронауки, квантовые вычисления и др. Именно тех областей, интерес к исследованию которых лавинообразно нарастает в последнее время. Более поздние отечественные философские работы, связанные с информацией, так и не прояснили в полной мере ее сущность, хотя было признано, что «…развитие синергетики и других наук о неживой природе ... свидетельствует в пользу существования информации в неживой природе», « … стало ясно, что информация связана с развитием» [10]. Сформулированное же в информационной парадигме современного диалектического материализма определение «информация – детерминантная структура» и вовсе подняло ее на недосягаемую для понимания высоту.

Информация – изменения носителя

На основе проведенного анализа логично предположить, что для информационного описания процессуальных явлений (эволюции, развития, передачи информации, генерации информации, динамического поведения информационных систем в том числе самоорганизующихся) нужно использовать процессуальное же понятие информации, основанное не на «отражении», а на другом атрибуте материи (интуитивно более прозрачном и практичном) – «движении» (см. рис. 1,а). В пользу этого говорит тот факт, что в основе всей современной научной картины мира лежат три «кита» - материя, энергия, движение. С «отражением» в науке - «что-то не связалось». Тогда предельно коротко можно определить: информация это изменения носителя.

Иными словами сущность информации – в изменениях. Соотношения рассмотренных понятий можно представить в виде логических схем, показанных на рис. 2.

Рис. 2. Логические связи понятий материя, движение, энергия, информация

68

Здесь использован следующий подход. Если в физике считается, что энергия – мера движения (логическая формула: энергия = материя & движение), то в смысле меры информация – мера изменений (логическая формула: информация = материя & изменения).

Бывший высокий статус понятия «информации» в ряду с энергией и веществом сохраняется, но она приобретает твердую естественнонаучную основу в отличие от прежней гиперабстрактной. Изменения (информацию) можно рассматривать как процесс и как результат, которые могут быть интерпретированы в синтаксическом, семантическом или прагматическом аспектах (если такая необходимость возникнет). Тогда по смыслу:

• информатика – наука о процессах изменения систем и в системах; • количество информации – количественные изменения; • качество информации – качественные изменения; • информационный процесс – процесс изменений носителя; • ценная информация – значимые для системы изменения; • данные – зарегистрированные изменения; • измерение информации – процесс сравнения изменений с образцом; • генетический код – программа изменений живого объекта; • генетическая информация – изменения, связанные с генетическим кодом и

т.д. Нет необходимости заменять где-либо в текстах слово «информация»

словом «изменения», просто надо понимать, что смысл информации в изменениях ее носителя. Изменения объективны, значит и информация существует объективно. Изменения так или иначе измеряемы.

Важно отметить, что понятие «информация», определенное через изменения, не совпадает полностью с «движением» (является его стороной (частью) и, следовательно, не отменяет, не заменяет его), так как не охватывает преобразования вещества и энергии из одного вида в другой (энергетические преобразования).

Информация это неэнергетические, «несиловые» изменения, например: • формы носителя в аристотелевском понимании (внешней формы и внутренней формы – структуры);

• временные и / или пространственные, фазовые, поляризационные; • системных характеристик (функций, упорядоченности, разнообразия, организации, сложности, неопределенности и др.); носитель здесь - абстрактная система.

Искусственное разграничение взаимодействий в природе на энергетические и неэнергетические не ново. Например, в [11] отмечается «…взаимодействия в общем случае описываются с помощью двух характеристик: параметрической, указывающей количественную меру перенесенной величины (энергии, массы, заряда, энтропии), и кодовой, или операционной, описывающей временную или пространственную последовательность событий, связанных с переносом». В последней части этого высказывания, говоря современным языком, речь идет о важности для информационного взаимодействия именно формы, а не материально-энергетической характеристики носителя. Изменения формы и есть в данном случае информация.

Разницу между энергетическим и информационным воздействием проиллюстрируем на простейшем примере из техники радиосвязи (рис. 3).

69

а)

б)

Рис. 3. Временные диаграммы колебаний (а) и логическая структура сигнала (б) Колебания u1 низкой частоты F обычно называют «сигналом сообщения» или

просто «сообщением», содержащим информацию. Его необходимо передать адресату. При традиционных определениях информации (сведения, знания, запомненный выбор, отраженное разнообразие, мера чего либо (организации, сложности, неоднородности, совокупность приемов и правил, и т.п.)) здесь ее невозможно усмотреть. Она только абстрактно мыслится и обычно всеми по разному. Если считать информацией изменения носителя (по определению), то изменения явно наблюдаются: здесь носителем является постоянное напряжение u0, его изменения с частотой F - информация.

Колебания u2 высокой частоты f0 принято называть «несущими колебаниями». На информационном языке – это материальный носитель информации (изменений). Для адресата эти колебания не информативны, не содержат изменений (информации) с частотой F. Они для адресата выступают в роли энергетического воздействия (правда, для «противника», стремящегося обнаружить излучение на частоте f0, колебания u2 – тоже информативны).

U0

U0

U0

u3

u2

u1

f0

F

изменение формы колебаний с частотой F

F

70

Колебания u3 получены путем изменения амплитуды колебаний u2 по закону передаваемого сообщения u1 (с помощью модуляции). Видно, что колебания u3 содержат информацию в виде изменений их формы с частотой F. Для адресата важны не несущие колебания частоты f0, а изменения их формы, которые на приемной стороне «выделяются» (демодулируются) каким-либо способом. Они и есть информация для адресата, неэнергетическое (информационное) воздействие.

Колебания u3 принято называть амплитудно-модулированным (АМ) сигналом. Его логическая структура показана на рис. 3, б. «Сигнал» как логическое понятие всегда содержит носитель информации (изменений) и изменения (информацию). Физическим носителем информации в радиосвязи являются электромагнитные волны. Изменяться кроме амплитуды могут также частота или фаза несущих колебаний. Аналогичные рассуждения справедливы (но менее наглядны) и для цифрового сигнала, который передается по проводной линии связи.

Будем считать, что, в принципе, изменяться могут любые мыслимые носители – физически существующие или абстрактные (тем не менее, всегда имеющие вполне материальный носитель – мозг). И все эти изменения есть информация.

Изменения могут быть внутрисистемными, количественными, качественными, непрерывными (аналоговыми), дискретными, детерминированными, случайными, синтаксическими, а также семантическими и прагматическими (если необходима их интерпретация). Для них справедливы (при соответствующей трактовке) использующиеся на практике меры количественной и качественной оценки информации. Переопределение понятия «информации» не отменяет их, но придает им ясный смысл: мера информации – это мера изменений носителя относительно образца. Как только выбран субъективный образец, так мера информации становится субъективной (например, в случаях «новой» информация, «субъективной» вероятности, использования частоты события вместо вероятности и т.п.).

Если обратиться к кибернетическим системам, то окажется: то что в них называли информацией и есть изменения, как неотъемлемый компонент сигналов. Сама же кибернетика предстает как наука об управлении изменениями. Информационный закон необходимого разнообразия У.И.Эшби для кибернетических систем («Только разнообразие может уничтожить разнообразие») может быть переформулирован: «только изменения кибернетической системы могут уничтожить внешние изменения». При этом, как известно, сохранится гомеостаз системы. Информационный подход к кибернетическим системам, развитый Эшби вполне сохраняется. Однако, анализ таких систем может производиться (как это реально и делается в теории автоматического управления) через изменения физических величин, а не через метафорические «изменение разнообразия» и «информационное содержание», которые в те времена невозможно было определить.

Для акцентирования информационности воздействий в литературе часто используются специальные понятия: «кодовые» [11] или «информационные взаимодействия» [6], «информационная связь», «информационный обмен». Кажущаяся «не материальность» этих воздействий / взаимодействий, связей, обменов (ведь изменяется вроде бы идеальный объект, например, форма) обманчива: нельзя забывать, что у них всегда есть материальный носитель, например, носитель формы и ее нельзя как-то оторвать от носителя. Понимание информации как изменений носителя снимает надуманную проблему о

71

существовании информации в неживой природе (синергетика тому подтверждение!). Информация объективно существует во всей природе, технике, экономике, политике, в книгах, произведениях искусства, базах данных и знаний, в компьютерах и сетях, в системах управления, измерения, распознавания, в мозге, клетках, вообще в любых системах в динамической форме (изменения в пространстве-времени), либо в статической форме (как запомненные в виде внешней формы или структуры, либо зарегистрированные (в виде данных) изменения).

В естественных науках (физика, химия) термин «информация» используется в метафорическом смысле (как некая обобщенная переменная). Реально же фиксируется не информация как мнимая величина, а изменения и результаты изменений и необходимости в широком употреблении слова «информация» не возникает. В биофизических исследованиях, например, в [4] с информацией «обращаются» вполне корректно с точки зрения «изменений». Информация как запомненный случайный выбор (по Кастлеру) - это и есть запомненное случайное изменение.

Характерная черта науки XXI века — смещение акцентов на исследование сложных систем. Их исследования немыслимы без корректного понимания информационных взаимодействий, быстрого прогресса информационной техники, методов компьютерного моделирования, в целом — без информатики, как «философии» изменений и технологии их измерения, представления, обработки, хранения, передачи, преобразования. В связи с этим структура современного курса теоретической информатики должна отражать методологические проблемы информатики, основы системных представлений, кибернетические аспекты информатики (управление изменениями), синергетические представления (о возникновении, эволюции и использовании изменений в любых системах), семиотические аспекты информатики (синтаксическая, семантическая и прагматическая трактовка изменений), проблемы нейроинформатики (представления об изменениях в естественных и искусственных нейросистемах), идеи квантовой теории информации. Очевидно, что в данном контексте информатика представляется как аспектная наука, пронизывающая естественнонаучные и гуманитарные области знаний, и не сводится к частному подходу — математической информатике.

Литература

1. Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. - Пущино, 1991. 2. Мелик-Гайказян И.В., Мелик-Гайказян М.В., Тарасенко И.Ф. Методология

моделирования нелинейной динамики сложных систем. – М.: Физматлит, 2001. 3. Юсупов Р.М., Заболотский В.П. Научно-методологические основы

информатизации. – СПб.: Наука, 2000. Чернавский Д.С. Синергетика и информация. – М.: Наука, 2001.

4. Горный Е. История информации в кратком изложении. – Русский журнал, 2001, №8. http://www.russ.ru/netcult/2001 08 30_gorny.html

5. Полонников Р.И. Феномен информации и информационного взвимодействия. (Ведение в семантическую теорию информации). – СПб.: изд. Анатолия, 2001.

6. Урсул А.Д. Проблема информации в современной науке. Философские очерки. – М.: Наука, 1975.

72

7. Дмитриев А.С., Старков С.О. Передача сообщений с использованием хаоса и классическая теория информации. - Зарубежная радиоэлектроника. Успехи Современной радиоэлектроники, 1998, №11, с. 4-32.

8. Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. – М.: ПЕР СЭ, 2001.

9. Урсул А.Д. Путь в ноосферу: Концепция выживания и устойчивого развития человечества. – М.: Луч, 1993.

10. Кибернетика и современное научное познание. – М.: Наука, 1976. 11. Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации.- М.: ВЛАДОС,

1994. 12. Семиотика: Антология / Сост. Ю.С. Степанов. Изд. 2-е, испр. и доп. – М.:

Академический Проект; Екатеринбург; Деловая книга, 2001. 13. Психофизиология / Под ред. Ю.И.Александрова. – СПб.: Питер, 2001.

А.В. Могилев, А.Н. Шильман Воронежский государственный педагогический университет

О ПОНЯТИИ «ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ПРОСТРАНСТВО»

В среде специалистов по теории образования в последнее время получили

широкое хождение термины «образовательная среда» и образовательное пространство». Они встречаются не только в докладах, статьях и диссертационных исследованиях, но и официальных документах, в программах развития образования. Однако единого толкования этих терминов пока не сложилось.

Несомненно, данные понятия не следует рассматривать как синонимы. Такой подход был бы непродуктивным. Нашей задачей будет найти именно различные толкования понятий об образовательных среде и пространстве. Начнем с анализа термина «образовательная среда», являющегося более устоявшимся и привычным. Обычно он используется в сочетании с наименованием объекта образовательной системы: «образовательная среда школы (вуза)», «образовательная среда региона». Для того чтобы прояснить это понятие рассмотрим его употребление в других научных областях. Очевидно, мы достигнем наилучшего понимания этого термина, если смысл его будет сходен в различных научных областях. Это можно считать проявлением общенаучного принципа изоморфизма понятий и законов науки.

Наиболее распространены физикалистские представления о том, что среда – это некая субстанция, то, во что «погружены» объекты, что их разделяет и каким-то образом действует на них, одновременно обеспечивает их взаимодействие. Само понятие среды вводится для того, чтобы изучать и описывать воздействия на объекты и их взаимодействия отдельно от самих объектов. Рассматриваются среды газообразные, конденсированные, сплошные, кристаллические и др.

В биологических науках среда – совокупность органических и неорганических условий обитаний животных, растений или микроорганизмов. К неорганическим (абиотическим) факторам относят – химические (хим. состав, содержание различных веществ) и физические факторы (температура, давление, радиационный фон, влажность и т.п.) Органические (биотические) факторы – совокупность влияний, оказываемых на данные организмы другими организмами, служащими источниками пищи, средой обитания, способствующие размножению и расселению и др. Действие

73

биотических факторов среды проявляется в форме взаимовлияния разных организмов, образующих единый биоценоз [БСЭ, 1976, т.24, с.358]. Как видим, понимание среды в биологических науках аналогично физикалистскому.

Социальная среда – окружающие человека общественные, материальные и духовные условия его существования, формирования и деятельности. Социальная среда рассматривается в широком смысле – общественно-экономическая система в целом, производительные силы, совокупность общественных отношений и институтов, общественное сознание, культура. В узком смысле социальная среда включает непосредственное окружение человека – семью, трудовые и учебные коллективы и группы, - и оказывает решающее воздействие на формирование и развитие личности [там же]. Как видим, такая «официальная» трактовка социальной среды очень близка к бытовому словоупотреблению, и существенно беднее трактовок среды в естественных науках, опирается на представления о человеческих общностях, в которые входит конкретный индивид. Это понимание среды не является инвариантным, а привязано к конкретной личности.

Под образовательной средой ряд авторов чаще всего понимает функционирование конкретного учреждения образования, выраженное во взаимосвязанной, взаимообусловленной и взаимодополняющей совокупности материальных, пространственно-предметных факторов, социальных компонентов и межличностных отношений (Козырева В.А., Шалаева И.К., Веряева А.А.), специально организуемых с целью обеспечения процессов преподавания и учения.

При введении понятия «образовательная среда» такой подход представляется естественным, но малопродуктивным. Образовательной средой в этом контексте следует считать совокупность объектов, оказывающих образовательное, обучающее воздействие на данного индивида – учебные заведения и учреждения культуры, которые он посещает, масс-медиа, совокупность конкретных учебных курсов, учебные коллективы, образовательные и культурные мероприятия, учебные пособия, печатные издания, средства обучения. Более продуктивным представляется подход к определению образовательной среды, которое абстрагируется от конкретных объектов образовательного процесса и объективирует именно образовательные, т.е. обучающие, воспитательные и развивающие воздействия, оказываемые на личность. Как самостоятельный объект, образовательная среда в таком понимании оказывается весьма перспективным объектом дальнейшего структурирования.

Итак, мы будем понимать образовательную среду как совокупность образовательных (обучающих, воспитательных, развивающих) воздействий на индивида со стороны ближайшего окружения, учебных заведений и учреждений культуры, масс-медиа, предоставляемых ими услуг и сервисов (учебных курсов), учебных и досуговых коллективов, образовательных и культурных мероприятий, учебных пособий, печатных изданий, средств обучения и коммуникации и т.п. Теперь мы подготовили необходимую базу и можем перейти к анализу понятия «образовательное пространство».

На современном этапе развития системы образования остро встал вопрос об интеграции разрозненных субъектов образовательной среды в единое образовательное пространство для их эффективного взаимодействия при обеспечении образовательных потребностей различных слоев населения.

В настоящее время существуют следующие подходы к определению образовательного пространства:

74

Образовательное пространство (по Козыреву В.А.) – это набор определенным образом связанных между собой условий, которые могут оказывать влияние на образование человека.

Образовательное пространство (по В.А. Харитоновой, О.В. Санниковой, И.В. Меньшикову) – это структурированное многообразие отношений между субъектами образовательного процесса.

По Шалаеву И.К., понятие образовательного пространства объединяет в себе две основные идеи – идею пространства и идею образования, и отражает некую образовательную протяженность, структурное сосуществование и взаимодействие любых возможных образовательных систем, их компонентов, образовательных событий.

Понятие образовательного пространства упоминается в программе информатизации сферы образования России "основными программными аспектами в области высшего образования Российской Федерации должны быть следующие: (…) сохранение единого образовательного пространства за счет разработки и введения государственных образовательных стандартов". Очевидно, что в данном случае речь идет о системе образования в целом как совокупности всех учебных заведений, связанных определенными отношениями и подчиняющихся одним законам.

В тезаурусе "Новые ценности образования" под образовательным пространством понимается существующее в социуме "место", где субъективно задаются множества отношений и связей, где осуществляются специальные деятельности различных систем (государственных, общественных и смешанных) по развитию индивида и его социализации.

Единое образовательное пространство можно понимать и как "совокупность всех субъектов региона, прямо или косвенно участвующих в профессиональных образовательных процессах либо заинтересованных в них" (по Новикову А.М.)

Ключенко Т.И. подходит к понятию «образовательное пространство» более широко, определяя его как набор определенным образом связанных между собой условий, которые могут оказывать влияние на образование человека.

По Груздеву М.В., образовательное пространство есть совокупность возможных индивидуальных траекторий "движения", задаваемых всеми принципиально допустимыми типами индивидуальных образовательных программ, или иными словами совокупность индивидуальных пространств.

Образовательное пространство можно понимать так же как динамическое единство субъектов образовательного процесса и системы их отношений (Меньшиков И.В., Пермякова Н.В., Сорокина С.А.).

Все подходы к определению образовательного пространства можно условно разделить на два «лагеря»:

75

В контексте первого подхода образовательное пространство определяется

как информационное отражение образовательной деятельности (определяется совокупностью: цели, принципы, содержание, методы, формы функционирования и управления) в региональных образовательных системах. В данном случае образовательное пространство предстает в виде системы отдельных структурных элементов (совокупность применяемых образовательных технологий, внеучебная работа, управление учебно-воспитательным процессом, взаимодействие с внешними образовательными и социальными институтами) трехкомпонентной среды (учитель, ученик и среда совместной деятельности между ними), целенаправленной на развитие личности обучаемого.

Теперь становится ясно, что к понятию образовательного пространства, чрезвычайно близко понятие образовательной среды.

Образовательная среда – понятие более узкое, нежели понятие «образовательное пространство». Организация взаимодействия между субъектами образования подразумевает наличие информационного обмена между ними. Образовательная среда, включающая в себя информационный компонент, становится информационно-образовательной средой, которая, по своей сути, является определенным образом связанные между собой образовательные учреждения, которые находятся в условиях информационного обмена, организуемого специальными программными средствами.

В пределе масштабов отдельного индивида образовательное пространство совпадает с образовательной средой.

Делаются даже попытки представить модель образовательного пространства в данном контексте как некое поле в трехмерном пространстве (процесс обучения - процесс воспитания – время), образованное взаимодействием сред обучения и воспитания, имеющее темпоральную (временную) характеристику. Личность определяется как точка на поверхности поля, а ее перемещение зависит от вектора

ООббррааззооввааттееллььннооее ппррооссттррааннссттввоо ррееггииооннаа

как сложная, иерархически многоуровневая система

образовательных учреждений и органов управления в рамках единого образовательного пространства, находящаяся в непрерывном взаимодействии с другими сферами социальной

жизнедеятельности, оказывающими на нее как прямое, так и косвенное

воздействие.

как пространство образовательной деятельности

на основе современных педагогических технологий, систем и средств обучения, обеспечивающее создание

единой системы информационного и научно-методического обеспечения на

базе интеграции информационных ресурсов

76

направленности интересов в каждую отдельно взятую единицу времени и в целом складывается в индивидуальную образовательную траекторию. При данном подходе система образовательных учреждений выступает как неотъемлемая составляющая процесса обучения и процесса воспитания, обеспечивающая их протекание. Однако, на наш взгляд, в этом случае происходит смешение понятий «пространство» и «поле». К тому же оказывается, что если образовательное «поле» или «пространство» в данном случае имеет временную составляющую, но не имеет пространственной.

Нам представляется, что «образовательное пространство» должно обобщать понятие обычного физического, точнее географического пространства, включая, однако, и элементы «полевого» подхода. В то же время рассматривать понятие образовательного пространства без указания масштаба этого пространства вряд ли некорректно. Естественным указателем масштаба пространства могут служить определения «региональное», «единое» (синоним – «российское»), «мировое» (или «международное»).

Единое образовательное пространство в таком случае можно понимать (второй подход) как взаимодействующую совокупность всех субъектов региона, прямо или косвенно участвующих в образовательных процессах в пределах локально обособленной территориальной единицы.

С этой точки зрения система образования выступает как сложная, иерархическая многоуровневая система образовательных учреждений и органов управления в рамках единого образовательного пространства, находящейся в непрерывном взаимодействии с другими сферами социальной жизнедеятельности, оказывающими на нее как прямое, так и косвенное воздействие (рис. 1).

Рис. 1. Структурные компоненты образовательного пространства региона

Учреж

дения сферы

культуры

Дороги

Связь

Людские

ресурсы

Личны

е средства

Матер. помощь

Образовательное

Население региона

Промы

шленные предприятия и организации

Социальная и пром

ышленная

инф

раструктуры

Учреждения среднего и среднеспециального профессионального образования

Учреждения дополнитель-ного образо-вания

Сеть обще-образовательных учреждений

Дошкольные учреждения

Администрация, органы управления образованием Вузы Налог

Кадры

Зарплата

Здравоохране

-ние

77

Важной категорией, характеризующей образовательное пространство, является его полиструктурность, выраженная во взаимосвязанном множестве взаимодействующих разновеликих автономных, вполне самостоятельных образовательных систем (пространств) различного уровня и типа.

Образовательное пространство в проекции на образовательные потребности и деятельность индивида приобретает свойства образовательной среды и предполагает наличие двух основных блоков: системы образовательных учреждений и системы служб, обеспечивающих анализ функционирования образовательных учреждений, помогающих эффективности их работы, разрабатывающих критерии оценки деятельности этих учреждений (методические, психологические, социологические службы).

В зависимости от целей деятельности географически образовательное

пространство может иметь глобальный, федеративный, региональный, местный или муниципальный характер (рис. 2). В соответствии с этим, образовательное пространство может иметь одновременно как несколько разногеографических приоритетов развития, так и схему последовательного интегрирования во все более и более масштабные процессы.

Исходя из существующих подходов к понятию образовательного пространства региона, нами было сформулировано его определение.

Региональное образовательное пространство- это совокупность образовательных программ, мероприятий (акций), услуг и сервисов, реализуемых образовательными и иными учреждениями и организациями региона, используемые в них методы и технологии обучения.

Отметим, что такой подход к определению образовательного пространства согласуется с понятием образовательной траектории индивида (и таким образом, с «полевым» подходом к образовательному пространству). Все образовательные

Глобальный (мировой)

Муниципальный (городской)

Местный (областной)

Региональный (центральнороссийский)

Федеративный (общероссийский)

Рис. 2. Географический характер образовательного пространства

78

учреждения (общего, дополнительного и профессионального образования) взаимосвязаны между собой образовательными траекториями учащихся - совокупностью конкретных знаний, умений, навыков, которые приобретаются учащимися в учебном процессе и определяются их индивидуальными запросами и интересами. Совокупность возможных в данном регионе индивидуальных образовательных траекторий и образует образовательное пространство региона. Направленность образовательной траектории учащегося характеризуется векторностью – степенью эффективности переноса свойств обучающей среды в соответствии со спектром поставленных задач.

Теперь ясно, что говоря о единстве образовательного пространства мы имеем в виду сходство (инвариантность) образовательных программ, реализуемых в различных регионах.

Весьма важно, что в таком рассмотрении образовательное пространство оказывается объектом проектирования, в том числе с привлечением информационной технологии ГИС. Процесс проектирования образовательного пространства и факторы, требующие учета при проектировании, будут проанализированы нами в отдельной статье.

Кроме понятия единства, важным показателем является целостность образовательного пространства – преемственность программ в иерархии образовательных учреждений. При этом становиться возможным построить следующую целостную систему: образовательное пространство - образовательная среда (специально организованная среда, направленная на приобретение учащимся определенных знаний, умений и навыков, в которой цели, содержание, методы и организационные формы обучения становятся подвижными и доступными для изменения в рамках конкретного учебного заведения) – образовательная система (как особый механизм, решающий конкретную образовательную задачу) – развитие на всех уровнях (человека, общества, конкурентоспособности и т.д.).

Ставшая уже привычной характеристика российского образовательного пространства как пространства многомерного должна быть решительно дополнена принципиально новой координатой – темпориальной (временной): в наступившем веке в это пространство человек будет попадать уже не на ограниченный срок, необходимый для получения некоего «завершенного» образования (среднего или различных уровней профессионального), а пожизненно – только уже не для того, чтобы «учиться, учиться и учиться», а для того, чтобы научиться учиться, разучиваться и переучиваться.

Литература

1. Новиков А.М. Принципы построения системы непрерывного

профессионального образования // Педагогика. - 1998. - № 3. - С. 10-11. 2. Новые ценности образования: Тезаурус для учителей и школьных

психологов / Сост. Абрамова С.Г., Алексеев Н.Г., Бейкер Д. и др. —М., 1995. 3. Тезаурус для учителей и школьных психологов. - М.: Ин-т пед. инноваций

РАО, 1951. - 111 с. 4. Жилкин С.Ф. Социолого-педагогические аспекты управления

образовательным пространством промышленного города // Педагогика. - 2003.- № 3. - С.26.

5. Груздев М.В. Проектирование образовательного пространства сельских муниципальных образовательных систем/ М.В. Груздев. – (http://www.auditorium.ru)

79

А.П. Усольцев Уральский государственный педагогический университет

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ

В ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ

Благодаря бурному развитию кибернетики и информатики теория информации поднимается на уровень философских обобщений и становится одним из важнейших инструментов современной методологии, находя свое применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Несомненно, что осмысление информационных процессов, протекающих в педагогических системах, позволит по-новому взглянуть на различные аспекты педагогической науки и обозначить новые подходы к решению ее проблем. Мы попытались найти новое объяснение известным закономерностям дидактических процессов с позиций различных концепций понятия информации. Предложенные подходы позволяют сформулировать особенности существующих современных педагогических технологий и наметить пути их дальнейшего совершенствования, объяснить принципиальную важность организации внеурочной и внеклассной работы по учебному предмету.

В большинстве педагогических исследований понятие информации не определяется, а априори трактуется как «сведения», «данные», «передача сообщений» и чаще всего связывается с использованием компьютерной техники. Подобные трактовки являются сильно упрощенными, не соответствуют современным представлениям и не позволяют использовать все возможности теории информации в дидактике.

Первые попытки осмыслить понятие информации связаны с развитием средств связи и возникшей необходимостью увеличения объема и качества передаваемых сообщений. Поэтому в теории информации широкое распространение получило понятие количества информации в одном сигнале, определяемое Шенноном [8]:

j

jj PPH ∑−= 2log (1),

где Pj- вероятность получения сигнала. Другое распространенное определение количества информации дано

С. Голдманом [3, с.10]:

0

12log

PPH = (2),

где: Р1 – вероятность данного события после приема сообщения; Р0 – вероятность данного события до приема сообщения. При этом рассматривается только формальная сторона приема и передачи сигналов, и игнорируются смысловые и целевые аспекты информации. Информация при этом определяется как снятая неопределенность.

Рассмотрим возможность применения формальной логики данного понимания информации при организации процесса обучения на примере решения учащимися школьных физических задач. «Под событием после приема сообщения» мы будем понимать выполненные правильные действия ученика, которые приводят его к решению задачи. Очевидно, вероятность такого события должна быть равной 1, в этом случае формула (2) приобретает вид:

80

Н =Log2 Р0 , где Р0 - Вероятность данного события до приема сообщения. Пусть ученику будет предложена задача на тему, в пределах которой

вводится 8 формул и 8 физических величин. Ученик знает, по какой теме будет задача, но еще не видел ее условий. Если не предъявлять ученику условия задачи, или если условие понято неправильно, то учащийся будет выбирать необходимую формулу и величины случайно (это допущение необходимо в рамках выбранной нами формальной логики теории информации, тогда как в реальности, конечно, никто не будет просить ученика решить задачу без предъявления ее условия). При этом вероятность угадывания формулы и каждой из физических величин равны 1/8. При правильном анализе условия задачи вероятность выбора нужной формулы равна 1. Таким образом, условие задачи позволяет повысить вероятность правильных действий учащегося с 1/8 до 1, и по формуле (2) содержит 3 информационных единицы.

Интересным представляется тот факт, что количество информации в одной задаче может меняться в зависимости от внешних условий. Так, если задача предлагается школьникам в рамках более узкой темы, то число выборов сокращается, следовательно, и меняется количество информации. Понятно, что задача вызывает при решении больше затруднений, если предлагается в рамках более обширного материала, так как число выборов при этом увеличивается и уменьшается вероятность правильного угадывания.

Таким образом, можно сказать, что прослеживается прямая корреляция между количеством информации в данной задаче и сложностью ее решения учащимся: чем больше информации содержится в задаче, тем сложнее ее решать. Однако, при таком подходе к оценке сложности решения задачи есть существенное ограничение – сравниваемые задачи должны содержать одинаковое число действий. Понятно, что при решении задачи, где требуется применение не одной формулы, а нескольких, количество информации будет большим, чем в задаче с одним действием, независимо от реальной сложности ее решения. Этот недостаток устраним, если в качестве меры сложности задачи использовать энтропию информации, предложенную Шенноном (1):

где Pj – вероятность угадывания правильного действия учеником, а Н – средняя информация на одно правильное действие ученика.

Подобный подсчет информации также обладает существенным недостатком: количество информации на действие может быть равным в двух задачах, но количество действий в одной из задач будет большим, а, следовательно, и ее решение более сложным. Иначе говоря, судя о сложности задачи по значению энтропии, мы не учитываем число операций.

Возможно устранение и этого недостатка. Однако, дальнейшее усложнение подсчета количества информации в задаче все более показывает ограниченность вероятностного подхода: подсчет количества информации трудоемок; не удается учесть всевозможные нюансы, иногда являющиеся основным фактором, определяющим сложность и трудность решения задачи для учащихся; подсчет количества информации возможен только для расчетных, достаточно простых, алгоритмических задач и невозможен для качественных, изобретательских, творческих задач, требующих эвристических действий. Гораздо более точным и быстрым методом является метод экспертной оценки.

81

Эти же самые трудности возникают при сравнении количества информации в различных демонстрационных опытах, лабораторной работе т.д. Поэтому попытка дать количественные характеристики информации, получаемой учащимся на всех этапах урока физики, а не только при решении задачи, еще более усложняет и без того громоздкие расчеты. Тем более не представляется возможным использовать данный подход при подсчете информации во взаимодействиях воспитательного характера, так как они очень трудно поддаются формальной оценке.

Столь подробное описание вероятностного подхода потребовалось нам для того, чтобы показать всю сложность проблемы оценки информации при взаимодействии субъектов обучения и нецелесообразность стремления к тотальной формализации, позволяющей использовать математический аппарат теории информации (ее вероятностного толкования).

Вопрос о количестве информации в педагогических системах неизбежно приводит к вопросу о ценности информации, ответ на который не может быть получен в рамках статистической теории.

Каждое взаимодействие учителя и ученика (а не только сведения об объекте изучения, переданные учителем ученику) будет каким-то образом влиять на вероятность достижения образовательной цели. Количество информации в каждом таком взаимодействии будет зависеть от степени увеличения вероятности достижения цели. При этом вовсе не обязательно, что все действия учителя будут приближать к цели, некоторые из действий будут ее даже уменьшать.

Ценностные аспекты понятия информации изучаются прагматическими концепциями теории информации. Шенноновское (вероятностное) понимание ценности информации, как повышения вероятности достижения цели, верно только для частного случая, когда приемник информации и цель являются фиксированными. В этом случае ученик является объектом, приемником информации становится учитель, который использует поступающую от объекта информацию для достижения поставленной цели (получения определенных характеристик этого объекта). В теории управления эта информация служит для осуществления обратной связи и является одним из важнейших компонентов функциональной системы, в данном случае важным представляется случай, когда ученик является приемником. При получении информации, наряду с вероятностью достижения цели, непрерывно меняется сам приемник и его цель. Цель, поставленная учеником перед собой, все время уточняется и корректируется. В идеальном варианте ее конечное состояние совпадает или превышает цель, поставленную учителем. При подобном совпадении можно говорить о включении механизмов внутренней саморегуляции ученика. Тогда основная цель деятельности учителя (приобретение учеником определенных характеристик) становится опосредована другой промежуточной целью: сведением желаемой цели с внутренней целью учащегося.

Ценность же информации представляет в общем виде как отношение субъекта, информации и цели. Урсул А.Д. отмечает, что «информация выступает как объективный фактор, или носитель, ценности, тогда как субъект (в общем случае – кибернетическая система) – и лишь он один – является субъективным фактором ценности» [6, с.129]. Именно поэтому ценность не может являться только объективной, или только субъективной. Информация, полученная учащимся, будет ценной объективно, так как приближает достижение цели, поставленной учителем (внешней и объективной относительно учащегося). Кроме того, эта информация будет ценной и субъективно, но только в том случае, если приближает достижение

82

внутренней субъективной цели учащегося. Таким образом, прагматическое толкование информации позволяет сделать вывод о том, что ценность информации имеет два аспекта: субъективный и объективный. Объективная составляющая ценности информации приближает состояние субъекта к желательному (целевому), тогда как субъективная составляющая приближает внутреннюю цель к внешней. Субъективно ценная информация будет ценной и объективно, поскольку побуждает субъекта к действиям по приобретению объективно ценной информации, следовательно, приближает его к цели. Саморегуляция в аспекте прагматической теории информации – это отбор объективно ценной информации самим учеником, условие саморегуляции – совпадение объективной и субъективной цели. В этом плане эмоциональное воздействие учителя на учащегося, побуждающее последнего к познавательной деятельности, несет в себе ценную информацию. Тогда как в традиционном понимании, принятом в дидактике, такому воздействию отказывается в информационности. Становится формально объяснимым феномен эффективности внеклассных мероприятий по учебному предмету, несущих большой эмоциональный заряд (вечер, слет исследователей природы и т.д.). Подобные мероприятия не обеспечивают надежное усвоение большого объема новых сведений, так же как и не позволяют сформировать умения и устойчивые навыки деятельности, для которых требуется достаточно большое количество репродуктивных упражнений. Несмотря на это, внеклассные мероприятия вносят огромный вклад в достижение конечной образовательной цели. Этот вклад с трудом поддается формальной, количественной оценке, так как передаваемая информация имеет не количественное, а ценностное значение.

Рассматривая вопрос о ценности информации, следует помнить, что ценность информации «осмысливается» кибернетической системой и отбирается ею для принятия какого-то решения, позволяющего приблизить систему к поставленной цели. Возникает проблема понимания смысла информации, без которого невозможен отбор и использование этой информации. В семантической концепции информации количество информации представляется как измеренное содержание суждения.

Наиболее интересным, невероятностным представлением семантической информации можно назвать понимание, предлагаемое Войшвилло Е.К. [2].

Одна из его основных идей заключается в том, что величина семантической информации не абсолютна, а относительна к какому-либо вопросу. Величина информации «которую содержит суждение по отношению к некоторой проблеме, определяется тем, насколько доказательство или допущение истинности этого суждения уменьшает энтропию проблемы» [2, с.289].

Для нас интересным, в контексте объяснения функционирования педагогических образовательных систем, представляется использование идей Войшвилло Е.К. для объяснения процесса формирования научных понятий: Если высказывание А является логическим следствием высказывания В, то «если исходить из того, что информация, которую несет высказывание, это и есть его содержание, то указанное отношение между А и В означает, что содержание А составляет часть содержания В» [2, с.203]. Таким образом, самое общее, абстрактное понятие будет содержать информацию о большом классе объектов, объединенных этим понятием. С другой стороны, это понятие содержит минимум информации об отдельном объекте, так как в процессе выделения общих свойств для большого количества объектов неизбежно происходит абстрагирование от различий между ними и утрата информации об особенностях данного единичного

83

объекта. Так, например, понятие скорости информативно, так как объединяет все физические тела, участвующие в движении, но при этом дает информацию только об одной стороне отдельного объекта, совершенно не касаясь других его характеристик (объема, формы, начальных координат и т.д.).

Продолжая развивать идеи Войшвилло Е.К., Урсул А.Д. так объясняет этот процесс: «в процессе абстракции отождествления с увеличением множества объектов, отражаемых понятием, растет степень тождественности (т.е. растет экстенсиональное разнообразие), ибо убывает количество различий каждого объекта (точнее: убывает интенсиональное разнообразие)» [6, с.241]. Далее Урсул А.Д. выделяет два вида информации: интенсиональную информацию – определенность признаков понятий, то есть разнообразие признаков понятий, и экстенсиональную информацию – определенность объема понятия, разнообразие предметов, охватываемых объемом понятия [6, с.241].

Подобное разделение информации на два вида позволяет объяснить особенности использования той или иной информации в различных педагогических концепциях. Так, например, в концепции развивающего обучения В.В. Давыдова [4] приоритет отдается первоначальному усвоению экстенсиональной информации, полученной в результате абстракции, тогда как сторонники исторически «правильного» пути познания отдают предпочтение информации интенсиональной, когда изучение начинается не с самой общей и абстрактной теории, а с непосредственного наблюдения конкретных объектов.

Отметим еще одну модель теории семантической информации, предложенную Шрейдером Ю.А.[11], где информацией обладают только те сведения, которые изменяют запас знаний (тезаурус) приемника информации. Эта модель интересна тем, что в настоящее время находит свое применение и развитие именно в теории обучения.

Рассматривая информационное взаимодействие в учебном процессе, Шилова О.Н. дает такое определение: тезаурус – это:

«сложная знаниево-информационная система, один из основных компонентов способа жизнедеятельности любого человека,

присутствующий во всех сферах его жизни и деятельности, особого рода «накопитель» информации, где происходит ее переживание,

целостное переосмысление, а также информационная и семиотическая подготовка человека к последующим целеустремленным действиям» [9, с. 127].

Это определение тезауруса по смыслу почти тождественно пересекается с понятием репрезентативных когнитивных структур, активно развиваемым в современной психологии [1]. Н.И. Чуприкова [7] отмечает, что эти структуры представляют собой не только системы хранения знаний, но и средство познания. Они являются своего рода внутренними умственными психологическими формами (матрицами, шаблонами, схемами, планами, сетками, «ситами», моделями), «сквозь которые» или посредством которых человек смотрит на окружающий мир и на самого себя. Это те структуры, с помощью которых человек извлекает информацию, с помощью которых происходит анализ и синтез всех поступающих новых впечатлений и сведений. Н.И. Чуприкова подчеркивает: «Чем больше они (когнитивные структуры) развиты, тем больше возможности получения, анализа и синтеза информации, тем больше видит и понимает человек в окружающем его мире и в самом себе. В когнитивных структурах записаны не только сами знания в виде отображения множества связей между разными сторонами, свойствами, и отношениями действительности, но и способы их получения, способы перехода от одних знаний к

84

другим, способы перехода от сырых чувственных данных к их все более абстрактным и обобщенным репрезентациям»[7, с.10]. Иначе говоря, знания находятся между собой в сложнейших связях и отношениях, которые и составляют когнитивную структуру. В свою очередь, знания, которые включаются в когнитивную структуру, не просто дополняют ее фактами, а меняют и усложняют саму эту структуру.

Таким образом, процесс обучения заключается в развитии репрезентативных когнитивных структур (тезауруса), где под развитием подразумевается не столько увеличение информации тезауруса за счет появления в нем новых знаний, сколько за счет усложнения и совершенствования его внутренней структуры, заключающейся в многообразии связей между имеющимися знаниями. Такое развитие будет более интенсивным, если приоритет в учебном процессе будет принадлежать экстенсиональной информации, так как именно она объединяет разнообразные предметы внутри одного понятия.

Семантическое понимание информации позволяет достаточно интересно интерпретировать отличия технологий развивающего обучения от интериоризаторских, выделить особенную роль информации теоретического «фундаментального» характера в настройке когнитивно-репрезентативного «фильтра» учащегося.

Представление кибернетических процессов, протекающих в функциональной системе, будет не полным, если не отметить еще одну концепцию информации. Рассматривая целостные системы (множества), плодотворная идея определения информации и ее количества дана Эшби У.Э. [12]. Понятие информации он связывает с понятием разнообразия, а количество информации определяет как степень этого разнообразия. Так, например, состоящее из одинаковых элементов множество не имеет «никакого» разнообразия [12, с.250]. Для описания свойств такого множества достаточно описания одного единственного его элемента. В этом случае количество информации (разнообразие множества) получается равным нулю как логарифм единицы. Если взять другое множество, где нет ни одного одинакового элемента, то его разнообразие будет максимальным, а следовательно, максимальным будет и количество информации, заключающейся в нем. Оставляя за пределами различные классы разнообразия: статистические, динамические, комбинаторные, алгоритмические, топологические и др., и не анализируя различные аспекты, подтверждающие продуктивность концепции разнообразия, предложим рассмотрение закона необходимого разнообразия, сформулированного Эшби У.Р.

Урсул А.Д. придает этому закону статус фундаментального закона кибернетики [8]. Этот закон вскрывает связь между информацией и способностью к выживаемости, устойчивости кибернетических систем, именно поэтому подробное его рассмотрение представляется нам очень важным.

Рассматривая задачу блокировки помех при передаче информации через средства связи Шеннон К.Э. [8, с.267] сформулировал теорему, в которой указывалось, что для коррекции шумов необходимо передавать дополнительное количество информации. При этом было выяснено, что шумы уничтожаются информацией. Рассматривая информацию как разнообразие, Эшби У.Р. высказывает предположение, что «шум по существу не отличим от любой другой формы многообразия. Установить различие между сообщением и шумом можно только в том случае, когда имеется некоторый получатель, решающий, какая информация, имеет для него значение»[12, с.267]. Сущность такого получателя заключается в блокировании возмущений внешней среды и выполнении роли

85

регулятора. Под возмущениями понимаются любые преобразования системы. Если преобразования не вызывают изменения состояния системы, то такая система является устойчивой.

Понятно, что функциональная система стремится сохранить свою стабильность, которая адекватна ее существованию, и которая всецело зависит от возможностей регулятора противостоять внешним возмущениям и предохранять таким образом систему от разрушения и гибели. Так как подавляемый шум (помехи), по сути, есть информация, которая должна компенсироваться не меньшей дополнительной информацией, Эшби У.Р., исходя из концепции разнообразия, формулирует основной закон кибернетики следующим образом: «только разнообразие может уничтожить разнообразие» [12, с.294]. Следовательно, кибернетическая система сможет противостоять внешней среде только тогда, когда ее разнообразие (ее регулятора) не ниже, чем разнообразие внешней среды.

Так, например, организм животного может любому воздействию внешней среды противопоставить адекватные действия, позволяющие сохранить жизненно важные параметры системы неизменными. Так при понижении температуры поднимается шерсть и уменьшается теплопроводность, при повышении температуры начинается потоотделение, при появлении в организме инфекции начинают вырабатываться антитела, появление хищника заставляет животное убегать и т.д. Как только находится такое воздействие, которому организм не может ничего противопоставить, наступает разрушение организма и прекращение его жизнедеятельности.

Закон необходимого разнообразия позволяет по-новому взглянуть на цели и функционирование педагогических систем. Основной целью образования становится передача информации ученику. Это утверждение банально, и совершенно справедливо опровергаемо современной дидактикой в общепринятом понимании информации как сведений. Если под информацией понимать разнообразие, то понятно, что обучение и воспитание и есть, собственно, повышение этого разнообразия. Идеальный выпускник выходит из стен школы всестороннее подготовленным к любым воздействиям внешней среды, на каждое из которых у него есть адекватное качество, позволяющее ему использовать эти воздействия в своих целях.

В учебно-воспитательном процессе разнообразие ученика повышается до разнообразия внешней среды: обучение – до разнообразия природной, технической и информационной среды, а воспитание – социальной. Понятно, что разнообразие идеального выпускника должно в точности соответствовать внешнему разнообразию. Недостаток разнообразия говорит о том, что ученик не готов к самостоятельной жизни. В качестве иллюстрации приведем высказывание Ясвина В.А., критикующего педагогическую систему Ж.-Ж. Руссо: «Социальная изоляция воспитанника до 15 лет делает его во взрослом состоянии крайне неустойчивым против воздействия социальной среды обитания. Это можно сравнить с гипотетической ситуацией, когда ребенка до 15 лет, пока не окрепнет, держат в комнате не выпуская на улицу, а затем «окрепшему» к 15 годам разрешают отправиться во двор. Совершенно очевидно, что такой ребенок обязательно простудится. Примерно тоже и должно произойти в социальном плане с воспитанником Руссо» [13, с.74].

Выше мы уже говорили, что отличительной чертой настоящего времени является очень быстрая изменчивость окружающей среды, это означает, что ее разнообразие непрерывно повышается. Следовательно, для того чтобы выпускник

86

был готов к грядущим изменениям среды, ему необходимо передать бесконечное разнообразие, что в принципе невозможно.

Решение противоречия между бесконечным повышением разнообразия среды и конечным разнообразием выпускника находится только тогда, когда выпускник рассматривается не как объект с неизменяемым разнообразием, а как динамическая система, изменяющая свое состояние в определенных допустимых пределах. Действительно, если в процессе обучения мы каким-то образом повышали разнообразие объекта обучения и являлись при этом по отношению к нему внешней средой, то, следовательно, объект имеет свойство повышать собственное разнообразие. Нет никаких оснований считать, что по окончании обучения это свойство объектом утрачивается.

Если информационное понятие «тезаурус» оказалось применимым в психологии как синоним понятия когнитивно-репрезентативных структур, то понятие разнообразия, применимое к характеристике выпускника, оказалось очень близко по смыслу с пониманием компетентности.

Действительно, компетенция, по смыслу, это нечто другое, чем просто знания и умения в какой-либо области. Компетенция – «это общая способность, основанная на знаниях, опыте, ценностях, склонностях, которые приобретены благодаря обучению. Компетенция не сводится ни к знаниям, ни к навыкам, быть компетентным – не означает быть ученым или образованным»[10, с 79]. Шишов С.Е. и Кальней В.А. рассматривают компетенцию как «способность найти, обнаружить процедуру (знание и действие), подходящую для проблемы» [10, с 79]. При этом особо подчеркивается, что компетенция и умение – разные понятия: «умение – это действие в специфической ситуации. Это проявление компетенции или способности, более общей подготовленности к действию или возможность совершать действие в специфической ситуации» [10, с 79]. Как видно из данного определения, компетенция проявляется тогда и только тогда, когда внешняя среда создает проблему или, иными словами создает «специфическую ситуацию». Специфичность этой ситуации заключается в том, что среда в определенной области вдруг повышает свое разнообразие, создавая тем самым проблему для субъекта. Если в этой ситуации субъект может отреагировать адекватным повышением своего разнообразия, то он будет компетентен в этой области. Компетенция, так же как и разнообразие, это, прежде всего, свойство самого объекта, его потенциал, проявляющийся в действии, но совсем не само это действие. Таким образом можно определить, что человек компетентен в той или иной области, если его разнообразие не ниже разнообразия этой области.

Приобретение необходимых компетенций (разнообразия) невозможно в процессе усвоения знаний, если этот процесс не сопровождается общением, самостоятельной познавательной деятельностью и выходом за пределы классно-урочной системы.

Это обстоятельство было замечено Шишовым С.Е. и Кальней В.А, которые подвергли сомнению возможность приобретения этих вышеуказанных компетенций в рамках когнитивного образования с «помощью методических приемов и специальных тренировочных средств» [10, с. 100]: «многие недавние работы имеют тенденцию ставить под сомнение тот факт, что образование ключевой компетенции можно направлять и формировать серией систематических упражнений» [10, с. 101].

Необходимость повышения разнообразия в процессе обучения доказывается Ясвиным В.А., который вводит понятие широты образовательной среды: «Широта образовательной среды служит структурно-содержательной характеристикой,

87

показывающей, какие субъекты, объекты, процессы и явления включены в данную образовательную среду» [13, с. 119]. Чем выше широта образовательной среды, тем выше ее образовательные возможности. В качестве примера с высоким показателем образовательной среды Ясвин В.А. приводит среду столичного города, а с низким – среду «затерянного» таежного поселка [13, с. 120].

В новом свете представляется организация внеклассной работы, которой до сих пор придается второстепенное значение как некоего вспомогательного по отношению к основным занятиям средства. Без внеклассной работы, выхода за пределы класса, школы принципиально невозможно приобрести необходимое разнообразие, потому что сама школьная система не обладает разнообразием окружающей ее среды.

Применение «в полевых» условиях полученных на уроках знаний или важно не только потому, что показывает связь теоретических знаний с жизнью, повышает познавательный интерес и т.д. В первую очередь, принципиальная значимость выхода учебного процесса за пределы класса и школы заключается в том, что повышается разнообразие действующей на ученика окружающей среды. Это в свою очередь, повышает разнообразие самого ученика и готовит его к дальнейшей жизни вне стен школы.

Заканчивая анализ основных концепций информации и их применения для объяснения учебно-воспитательных процессов, можно выделить следующее:

- Вероятностная концепция информации приводит к ее общеупотребляемому значению как сведений, данных. Применение этой концепции позволяет произвести формальное сравнение количества информации в однотипных данных (задачах, эксперименте, тексте), но при этом невозможно учесть смысловые, эвристические трудности.

- Прагматическое толкование информации позволяет объяснить саморегуляцию как отбор объективно ценной информации самим учеником, при условии совпадения объективной и субъективной цели. Таким образом, становится объяснимым феномен эффективности внеклассных мероприятий, которые сближают объективные и субъективные цели учащегося, увеличивают вероятность приближения к объективной цели, следовательно, несут в себе ценностную информацию.

- Понимание информации как отраженного разнообразия позволяет нам сформулировать требования, предъявляемые к выпускнику, как соответствие его разнообразия разнообразию окружающей среды.

Литература

1. Величковский Б.М. Современная когнитивная психология. -М.: Изд. МГУ, 1982. - 336 с.

2. Войшвилло Е.К. Понятие. М., 1967. 3. Голдман С.Теория информации. – М: Изд. иностр. лит-ры. 1957. - 446 с. 4. Давыдов В.В. Виды обобщения в обучении. - М.: Педагогика, 1972.- 423 с. 5. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное

пособие. -М.: Народное образование, 1998. -256 с. 6. Урсул А.Д. Информация: методологические аспекты. - М: Наука, 1971.

295с. 7. Чуприкова Н.И. Умственное развитие и обучение. (Психол. основы

развивающего обучения.). - М.: АО Столетие, 1994. - 192 с.

88

8. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. – М: Изд. иностр. лит-ры, 1963. - 819 с.

9. Шилова О.Н. Роль и место тезауруса в учебном процессе как процессе информационного взаимодействия // Методика обучения физике в школе и вузе. С-Петербург. Изд-во РПГУ им. А.И.Герцена, 1999. -182 с.

10. Шишов С.Е., Кальней В.А. Школа: мониторинг качества образования /М.:Педагогическое общество России, 2000. 320 с.

11. Шрейдер Ю.А. Об одной модели семантической теории информации / Сб.: "Проблемы кибернетики". В.66 1965.

12. Эшби У.Р. Введение в кибернетику. - М. 1959. 13. Ясвин В.А. Образовательная среда: от моделирования к проектированию.

- М.: Смысл, 2001. -365 с.

А.Н. Шильман Воронежский государственный педагогический университет

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ РЕГИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА НА БАЗЕ ГИС

Ввиду возникновения множества новых образовательных учреждений

(центров тестирования, консультационных пунктов и т.д.) в настоящее время в сфере управления образованием остро встает вопрос научного планирования их территориального размещения с учетом природных, социально-экономических и организационно-педагогических факторов.

В качестве методологической базы проектирования размещения сети образовательных учреждений могут служить работы Жамина В.А., Черпинского Н. и Степанюка В.Е., которыми еще в конце 60-х - начале 70-х годов ХХ века были разработаны основные принципы и методы размещения объектов системы образования (на примере школьной сети). Данная методология послужила основой для научного планирования ввода новых образовательных учреждений и реформирования сети уже имеющихся, позволяя учитывать многие факторы, оказывающие влияние на формирование структуры образовательного пространства (плотность населения, тип населенного пункта, транспортная доступность образовательного учреждения, численность учащихся и т.д.), однако она требует больших трудозатрат и значительного количества времени для сбора данных и проведения по ним расчетов. Существует необходимость в технологии более оперативного проектирования территориального размещения объектов образовательного пространства и сборе данных о работе уже имеющихся объектов системы образования. Весьма перспективным при этом является применение геоинформационных систем (ГИС) – компьютерных средств, позволяющих на основе обработки и анализа пространственно- распределенной информации производить моделирование природных и социально- экономических систем.

Моделирование образовательного пространства региона на базе ГИС-технологий проводится в несколько этапов:

1. Инвариантный этап – включает в себя выбор программного обеспечения ГИС, подготовку картографической подосновы и отбор объектов.

а) Выбор ГИС

89

На первом этапе разработки геоинформационной системы должен быть проведен выбор программного обеспечения ГИС с точки зрения их использования при решении задач проектирования территориального размещения объектов образовательного пространства.

Оценка программного обеспечения проводится по следующим критериям: 1) наличие особых требований к профессиональным качествам работающих

специалистов; 2) возможность анализа природных факторов и условий района

исследования; 3) встроенные возможности сетевого анализа, позволяющие использовать

групповые процедуры пространственного анализа для проведения расчета радиусов транспортной доступности образовательного учреждения с учетом состояния автомобильных дорог выбранной территории;

4) возможность анализа демографических показателей района исследования;

5) возможности учета качественных характеристик образовательных учреждений различного типа, спектра предоставления ими образовательных услуг и сервисов;

6) функции учета и анализа организационно-педагогических условий регионального образовательного пространства: наполняемость классов, уровень подготовки педагогических кадров (наличие базового образования, категория, прохождение курсов повышения квалификации, наличие/отсутствие переподготовки по преподаваемым предметам и т.д.), количество обучающихся, качество образования, уровень научно-методической и научно-исследовательской активности и т.д.

7) простота пользовательского интерфейса, 8) многофункциональность. На основе проведенного анализа был сделан выбор в пользу ГИС AutoCAD

Map, как наиболее соответствующей задачам проектирования регионального образовательного пространства

б) Подготовка картографической подосновы Основой для построения геоинформационной модели образовательного

пространства могут являться: 1) отсканированная карта исследуемой территории, по которой проводиться

оцифровка изображения, 2) набор точных координатных характеристик объектов исследования, 3) уже существующие данные в растровом или векторном формате, 4) автоматически оцифрованные космоснимки. Ввод в компьютер точных координат объектов хотя и является максимально

точным способом создания геоинформационной модели, в то же время чрезвычайно трудоемкий процесс, подверженный ошибкам со стороны оператора. Ввод уже имеющихся данных в векторном или растровом формате напрямую возможен только в том случае, если такие данные уже созданы и имеются в зоне свободного доступа к ним. Автоматическая оцифровка космоснимков является перспективным направлением системы ввода данных геоинформационного моделирования, но, в то же время, и крайне дорогостоящим мероприятием, требующей специальной аппаратуры (прецизионного фотограмметрического сканера с высоким пространственным разрешением, точностью и стабильностью) и непосредственного доступа в отрасль космического картографирования.

90

Целям решения задач геоинформационного моделирования образовательного пространства полностью соответствует способ сканирования имеющихся картографических изображений территории и дальнейшего «цифрования по подложке», когда отсканированное изображение выводится на экран монитора, а само цифрование осуществляется по этой подложке, обычно с помощью мыши. Наиболее оптимальным для большинства отсканированных картографических произведений является разрешение 300-400 dpi. Использование более высокого разрешения, во-первых, замедляет оцифровку, так как используется формат представления графической информации, требующий большого объема оперативной памяти, а, во-вторых, сильное увеличение разрешающей способности практически не сказывается на качестве изображения.

в) Отбор объектов Следующим пунктом инвариантного этапа построения геоинформационной

модели образовательного пространства региона является отбор объектов для проведения дальнейших исследований. Для удобства структурные элементы системы образования разбиваются на группы и, в зависимости от типа, распределяются по слоям: вся многообразная пространственно-распределенная информация о территории организуется в виде серии тематических слоев, отвечающих конкретным задачам. Каждый слой содержит информацию, относящуюся только к одной или нескольким темам и содержит определенный набор типов объектов, характеризующихся именем, геометрической характеристикой (точечный, площадной, растр, текст, линейный), стилями изображения (заливка, штриховка, стиль линии, условное обозначение, шрифт и т.д.) и др. Геоинформационная модель образовательного пространства, в зависимости от сложности, может состоять из произвольного количества слоев.

2. Задачно-ориентированный этап. Включает создание базы данных геоинформационной модели и установка связи между атрибутивной и пространственно-распределенной информацией.

В настоящее время наибольшее использование получили следующие типы БД: InterBase, SQL, Oracle. Все они отличаются между собой по количеству записей и стоимости. Первый тип – InterBase является БД первого уровня, поддерживает относительно небольшое количество записей и распространяется бесплатно. Самой сложной и мощной БД является Oracle, преимуществами решения которой являются защищенность, надежность, интеграция, универсальный поиск и доступ через любое устройство

Выбор БД определяется задачами, которые будут решаться на основе ГИС. Можно выделить два подхода к построению БД ГИС:

1) задачно- ориентированный – построение геоинформационной модели с целью решения определенных задач;

2) подход, ориентированный на предметную область – подразумевает построение мощной и полной геоинформационной модели образовательного пространства региона с учетом возможностей дополнения и изменения данных.

В первом случае, для однократного проведения исследований можно использовать бесплатную Interbase. Для подхода, ориентированного на предметную область, где требуются возможности учета, анализа, хранения и постоянной работы с большими объемами информации, используют SQL или Oracle.

Расчеты показывают, что стоимость создания задачно-ориентированной БД обходится примерно в 30 раз дешевле, чем БД, ориентированной на предметную область, но ее построение экономически обоснованно только с целью решения

91

отдельных задач. В качестве постоянной основы для построения геоинформационной модели, на базе которой будет проводиться, например, все управление региональным образовательным пространством, экономически более выгодно создание БД, ориентированной на предметную область.

3. Этап непосредственного проектирования Следующим этапом построения геоинформационной модели

образовательного пространства является собственно проведение расчетов по поставленным задачам. В качестве примера предлагаем методику проектирования сети центров тестирования в регионе, апробированную нами для Воронежской области.

а. Выбор типа сети ЦТ. Построение сети ЦТ должно начинаться с постановки педагогических задач, которые будут ими решаться, и с учетом возможной перспективы использования ЦТ.

В настоящее время существует два варианта проектирования размещения ЦТ:

• ориентированный на проведение единовременного тестирование школьников выпускных классов (ЕГЭ);

• ориентированный на решение задач текущего мониторинга качества образования учащихся.

Основываясь на Постановлении Правительства РФ о Федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды» от 28.01.2001, при построении геоинформационной модели сети ЦТ на территории Воронежской области мы основывались на предположении их перспективного развития и постепенного перехода от единовременного тестирования по ЕГЭ к постоянному контролю качества знаний учащихся. Таким образом, был сделан выбор в пользу ЦТ, ориентированных на решение текущих задач мониторинга качества образования учащихся.

б) Выделение наиболее существенных факторов, формирующих пространственную структуру сети ЦТ. Проектирование сети центров тестирования (ЦТ) в рамках регионального образовательного пространства должно осуществляться с учетом следующих природных, социально-экономических и организационно-педагогических факторов и условий.

Факторы и условия, определяющие пространственное размещение ЦТ

Факторы и условия

Характеристика основных показателей Параметры воздействия

Природно-географические

Характер и рельеф местности, расположение и величина рек, озер, болот, лесов, климатические характеристики территории, индекс кривизны дорог.

Территориальная диверсификация образовательной сети (пешеходная и транспортная доступность образовательного учреждения), психофизиологические показатели состояния обучаемого (валеологическая составляющая).

92

Демографические Темпы воспроизводства

населения, его плотность и миграция, рождаемость, доживаемость детей до возраста, в котором они поступают в первый класс.

Контингент учащихся, загруженность образовательного учреждения.

Социально - экономические

Уровень экономического развития региона, уровень личных доходов населения, степень развития социальной инфраструктуры, социальное благополучие региона, классность дорог.

Степень финансирования органов системы образования, время транспортной доступности, контингент учащихся, психофизиологические показатели состояния ребенка (валеологическая составляющая) и динамика состояния его здоровья; социальная структура учащихся и наличие системы адресной поддержки детей.

Организационно-педагогические

Общие характеристики сети образовательных учреждений основного и дополнительного образования, характеристики отдельных структурных элементов образовательного пространства региона, подход к развитию образования с позиций качества и доступности.

Уровень подготовки педагогических кадров, наличие оборудованных помещений, отвечающих условиям создания и требованиям, предъявляемым к ЦТ, модели управления образованием в целом и образовательным процессом в отдельно взятом структурном элементе регионального образовательного пространства.

Законодательные Федеральные и местные законы и постановления, регламентирующие деятельность учебных заведений, нормы и правила СанПин.

Определяет региональную специфику взаимодействия федеральных, региональных и муниципальных органов власти и управления по функционированию и развитию образования.

Анализ основных факторов и условий, определяющих территориальную

структуру образовательного пространства Воронежской области показал, что наибольшее воздействие оказывают природные (климатические и гидрографические факторы), социально-экономические (классность дорог, уровень жизни населения, контингент учащихся и т.д.) и организационно-педагогические (общие характеристики образовательного пространства региона и его отдельных структурных элементов).

93

в) Расчет радиуса доступности образовательного учреждения. Важным показателем при проектировании пространственного размещения сети ЦТ является радиус доступности каждого образовательного учреждения, который рассчитывается с учетом ряда показателей в несколько приемов.

1. Время доступности. На первом этапе расчета радиуса доступности образовательного учреждения в качестве норматива принимается не расстояние от дома до ЦТ в км, а время, которое может быть затрачено учащимися на переход или переезд без нарушения режима дня, отрицательного влияния на физическое состояние детей и на последующую успешность прохождение тестов. На основании «Гигиенических требований к условиям обучения школьников в различных видах современных общеобразовательных учреждений», общее время на дорогу не должно превышать 40-45 мин, при этом время, затрачиваемое на переезд, не должно превышать 30 минут (для учащихся среднего и старшего звена).

2. Радиус доступности. На основании правил дорожного движения и правил перевоза пассажирского транспорта, скорость движения транспортного средства с детьми не должна превышать 60 км/ч, а в среднем, с учетом скорости движения по населенному пункту (не более 40 км/ч) и с учетом возможных остановок, его скорость будет равна 50 км/ч., вычисляем радиус охвата ЦТ местности с учетом индекса кривизны дорог. Для Воронежской области он составляет 21 км.

3. Транспортировка детей в ЦТ. Оптимальным решением является оборудование ЦТ специальным транспортом, который будет осуществлять подвоз детей из образовательных учреждений, расположенных в пределах радиуса транспортной доступности ЦТ.

г) Определение требований к населенным пунктам, в которых будут размещаться ЦТ.

Населенный пункт, в котором будет размещен ЦТ, должен соответствовать следующим требованиям: большая численность населения, хорошо развитая сеть автомобильных дорог и инфраструктура, достаточный экономический потенциал и наличие крупных, хорошо оборудованных школьных помещений.

Данные требования справедливы для сельской местности, т.к. в условиях города дети и так находятся в условиях охвата радиусами доступности образовательных учреждений различного типа, а ЦТ могут быть созданы на Бахе тех, которые наиболее соответствуют с точки зрения организационно-педагогических факторов.

д) Выбор населенных пунктов для размещение ЦТ 1 порядка. С учетом требований, предъявляемых к населенным пунктам, в

которых будет размещаться ЦТ, можно сделать вывод, что наиболее подходящими с этой точки зрения являются районные центры, как обладающим соответствующей материально-технической базой, наиболее обеспеченные педагогическими кадрами и имеющими наибольшую в районе численность детского населения. Это ЦТ первого порядка (рис. 1).

2 порядка. Ввиду смещенности большинства районных центров относительного географических центров административных районов, а так же большой площади районов, часть населенных пунктов оказалась неохвачена радиусами транспортной доступности ЦТ (рис. 1). В этом случае возникает необходимость в выделении дополнительных ЦТ – второго порядка, которые, как правило, размещаются во втором по величине населенном пункте административного района.

94

3 порядка. Анализ покрытия радиусов доступности ЦТ первого и второго порядка показал, что в ряде случаев некоторые населенные пункты административных районов с большой площадью территории все равно остались неохваченными. В этом случае целесообразным является выделение ЦТ третьего порядка, которые располагаются на базе крупных по величине населенных пунктов, обладающих подходящей материально-технической базой и развитой сетью автомобильных дорог, с таким расчетом, чтобы максимально покрыть всю территорию административного района.

Рис. 1. ЦТ первого порядка

Межрайонные ЦТ. Как правило, совокупность радиусов доступности ЦТ

первого, второго и третьего порядков полностью покрываются всю площадь исследуемой территории, местами перекрывая друг друга (рис. 2). Исходя из положения, что ЦТ не являются образовательными учреждениями, подчиненными районным отделам образования, мы предлагаем сделать их межрайонными. Межрайонным может являться такой ЦТ, который отвечает организационно-педагогическим требованиям, предъявляемым к ЦТ и не имеет в пределах своего радиуса доступности серьезных природных преград (крупных водных артерий, болот, крупных орографических форм рельефа и т.д.), затрудняющих доступ к нему..

95

Рис. 2. Перекрытие радиусов доступности ЦТ третьего порядка

На основании проведенного исследования была предложена следующая модель размещения ЦТ на территории Воронежской области (рис. 3).

Рис. 3. Размещение ЦТ по территории Воронежской области

96

В АКАДЕМИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Н.В. Софронова Институт информатизации образования РАО А.А. Бельчусов Чувашский региональный институт образования

ЧУВАШСКИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ ВОШЛИ В СООБЩЕСТВО

УЧЕНЫХ-ИНФОРМАТИКОВ РОССИИ

Повсеместное распространение средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), в том числе, и в сфере образования, порождает множество проблем как технического, так и экономического, педагогического, социального и др. аспектов. Сегодня уже недостаточно установить в школе компьютеры, сегодня надо знать, как их использовать в учебно-воспитательном процессе. Ученые и практики поднимают и решают проблемы в области создания и использования электронных средств образовательного назначения, разрабатывают педагогико-эргономические требования к компьютерам и программному обеспечению, используемым в школе, создают технологии обучения, ориентированные на применение средств ИКТ, в том числе, дистанционно, определяют социальное значение внедрения средств ИКТ и т.д. Многогранность и многообразие проблем и способов их решения инициирует потребность в обмене теоретическими и практическими разработками. С целью консолидации «интеллектуальных сил и материальных средств для создания условий эффективного использования научного потенциала в решении проблем информатизации образования» (из Устава Академии) в 1996 году была создана Академия информатизации образования, действующая на территории России. В нее вошли многие (практически все ведущие) ученые, занимающиеся проблемами информатизации образования России. Академия имеет двенадцать филиалов (в Екатеринбурге, Красноярске, Курске, Орле, Пензе, Ростове-на-Дону, Рязани, Санкт-Петербурге, Хабаровске, Серпухове, Туле и Перми). В текущем году был создан еще один филиал – Чувашское отделение Академии информатизации образования (ЧО АИО) в Чебоксарах. Членами Чувашского отделения академии являются ученые Чувашии, внесшие значительный вклад в дело информатизации образования: профессора Н. В. Софронова (председатель научного совета ЧО АИО), В. Н. Иванов, В. И. Возяков, О. И. Березкин, Н. И. Мерлина, доценты А. А. Бельчусов, А. В. Богомолов и др.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА

2’2005

97

Основные задачи вновь созданного отделения Академии информатизации образования – «содействовать:

• разработке и осуществлению стратегии информатизации образования в рамках единой концепции информатизации Чувашской Республики;

• осуществлению исследований в области научно-педагогических проблем информатизации образования, разработке и выполнению проектов оснащения учебных заведений средствами информационных технологий;

• выполнению работ по информационному обслуживанию образования на основе бюджетного и хозрасчетного финансирования;

• экспертизе программных, технических и технологических проектов, представляемых на рынок продукции, ориентированной на систему образования, а также участию в патентовании, сертификации, лицензировании и ротации программно-аппаратных средств информатизации;

• выработке рекомендаций администрации органам Чувашской Республики по финансированию научно-обоснованных плановых мероприятий информатизации образования;

• организации и проведению международных, всероссийских и региональных научных конференций, школ-семинаров и других мероприятий по развитию научно-педагогического потенциала Российской Федерации и программно-технической базы информатики в образовании;

• изданию научных трудов и периодических журналов по проблемам информатики и информатизации образования;

• выполнению представительских функций по поручению Правительства и административных органов Чувашской Республики;

• взаимодействию с научно-исследовательскими институтами и учреждениями, научными фондами, музеями и библиотеками как в стране, так и за рубежом по вопросам развития информатизации образования;

• охране прав ученых и специалистов – членов Академии и интеллектуальной собственности Академии;

• иной деятельности, соответствующей целям и задачам, отмеченным в Уставе, и не противоречащей действующему законодательству» (из Устава ЧО АИО).

Несмотря на молодость Чувашского отделения АИО, уже можно говорить о проведенных мероприятиях. Это, прежде всего, организация в 2003 и в 2004 годах Всероссийских конференций «Проблемы информатизации образования: региональный аспект». Конференции проводились в апреле и имели достаточно серьезное представительство. Так, в 2004 году в конференции приняли участие более ста человек из 27 городов России. Открыла конференцию министр образования Чувашии Г. П. Чернова. Она отметила важность и своевременность подобных мероприятий, призвала ученых быть ближе к практике, активнее внедрять научно-методические разработки в реальный процесс общеобразовательной и профессиональной школы. С поздравительным словом к конференции обратился Президент Академии информатизации образования, профессор Я. А. Ваграменко. В обсуждении вопросов конференции приняли участие профессора В. В. Альминдеров, О. А. Козлов, Н. И. Мерлина, С. В. Панюкова, Н. В. Софронова, секретарь ученого совета Академии информатизации образования, доцент С. В. Богданова, проректор по научно-методической работе, доцент А. А. Бельчусов, главный специалист

98

Министерства образования РФ И. М. Аксянов и др. Здесь уместно заметить, что конференцию активно поддерживают Министр образования Чувашской Республики Г. П. Чернова, ректор Чувашского республиканского института образования В. Д. Данилов. В следующем году конференция намечена на 29-30 апреля 2005 года. Надеемся, что преподаватели, учителя и руководители образовательных учреждений не упустят возможность лично пообщаться с ведущими представителями научного знания в области информатизации образования.

В планы Чувашского отделения АИО входит интенсификация процессов развития общеобразовательного курса информатики. С этой целью на кафедре новых информационных технологий Чувашского республиканского института образования разрабатывают учебные тетради и соответствующие методические пособия для проведения уроков информатики в начальной школе (авторский коллектив: Н. В. Софронова, Н. В. Бакшаева, А. А. Бельчусов), регулярно проводится обучение учителей (в том числе, дистанционно), учителя приобретают специальность «учитель информатики» на базе первого высшего образования и др. В этом учебном году планируется провести заочную олимпиаду по информатике для всех желающих школьников Чувашии со 2 по 11 классы.

Как видите, деятельность ученых не ограничивается написанием толстых опусов для библиотеки. Они приходят в школу, к детям. Хотелось бы, чтобы и учителя откликнулись на эти начинания, проявили активность участием в конференциях, олимпиадах, да и просто не боялись обратиться с любым вопросом. Для учителей – это вопросы, а для ученых, возможно, научная проблема. Такое общение благотворно для всех. Мы ждем всех, кого волнуют проблемы информатизации образования Чувашии на кафедре новых информационных технологий Чувашского республиканского института образования по адресу.

99

Индекс журнала в каталоге агентства «Роспечать» - 72258 Технический редактор Горюшкина Т.Н.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации №01854 от 24.05.94. Выдано Комитетом Российской Федерации по печати

Адрес редакции: 109240, Москва ул. Верхняя Радищевская, 16-18 Тел.: (095) 170-58-07 Факс: (095) 170-53-45 E-mail: ininfo@mgopu.ru Http:// www.mgopu.ru

Сдано в набор 10.03.05 Бумага офсетная

Подписано в печать 21.03.05 Печать офсетная Заказ №

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