Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЕЙ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ 14
1.1. Современный отечественный и зарубежный опыт применения телекоммуникационных технологий в системе образования 14
1.2. Принципы применения телекоммуникационных технологий для построения учебного веб-сайта 28
1.3. Применение телекоммуникационных технологий в процессе управления учебным заведением 40
ГЛАВА 2. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УЧЕБНОМ ЗАВЕДЕНИИ 45
2.1. Организация системы ИНТРАНЕТ в средней профессиональной школе 45
2.2. Совершенствования содержания учебных курсов в условиях использования системы ИНТРАНЕТ 57
2.3. Методы проведения и организация коммуникативного взаимодействия обучаемых в условиях использования сетевых технологий 62
2.4. Использование телекоммуникационных технологий для решения учебно — методических задач при профессиональной подготовке 67
2.5. Использование телекоммуникаций для управления учебным заведением 70
2.6. Телекоммуникации во внеучебной работе 71
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА, РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ» 72
3.1. Структура электронного учебного пособия 72
3.2. Реализация электронного учебного пособия 79
3.3. Опыт эксплуатации электронного учебного пособия 82
ГЛАВА 4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
ЛИТЕРАТУРА 97
ПРИЛОЖЕНИЯ 112
- Современный отечественный и зарубежный опыт применения телекоммуникационных технологий в системе образования
- Организация системы ИНТРАНЕТ в средней профессиональной школе
- Структура электронного учебного пособия
Введение к работе
Дальнейшее развитие информатизации системы образования непосредственно связано с широким проникновением средств и методов информатики во все сферы жизни человека. Этот процесс обусловлен объективно происходящими процессами информатизации общества, потребностями экономики, промышленности, социальной сферы.
Первые шаги, связанные с внедрением в сферу образования основ программирования и ЭВМ были сделаны еще в 60-70 гг. И.Н.Антиповым, А.А.Кузнецовым, В.С.Ледневым, В.М.Монаховым, Я.А.Ваграменко, С.Пейпертом, Б.Сендовым, С.И.Шварцбурдом и рядом других известных ученых. В 1985 году в учебный план отечественной школы был введен новый предмет "Основы информатики и вычислительной техники". В связи с этим потребовалось создание специального методического и программного обеспечение, разработки методической системы обучения информатики. В ее создании значительную роль сыграли работы отечественных ученых: А.П. Ершова, В.М. Монахова, С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна, С.Г. Григорьева, О.А. Козлова, А.А. Кузнецова, Э.И. Кузнецова, М.П. Лапчика, В.Г. Разумовского, И.В. Роберт, АЛО. Уварова и многих других. Эти исследования можно рассматривать как первый этап информатизации образования. Дальнейшая работа по решению этих проблем была направлена на реализацию всего комплекса вопросов, связанных с внедрением компьютеров в сферу образования.
В настоящее время в нашей стране проводится определенная работа по оснащению учебных заведений средствами вычислительной техники и телекоммуникаций. Тем самым создаются условия для использования информационных и телекоммуникационных технологий как в области управления учебным заведением, так и в дальнейшем развитии учебного процесса. Особое внимание в сфере образования все больше уделяется телекоммуникационным технологиям, под которыми понимается совокупность методов и процессов, обеспечивающих передачу информации при помощи средств вычислительной техники. Этим проблемам посвящены работы Д.В. Богдановой, С.Д. Каракозова, Н.Ю. Пахомовой, А.Ю. Уварова, Н.А. Юнерман. Интерес к телекоммуникационным технологиям вызван целым рядом обстоятельств, в числе которых реальное проникновение коммуникационных систем практически во все области человеческой деятельности, возможность использования компьютерных сетей в дистанционном образовании, необходимость подготовки выпускников к взаимодействию с телекоммуникациями при дальнейшем обучении и другие факторы.
Большинство исследователей сконцентрировало свое внимание на использовании внешних сетей (Internet) и организации учебного процесса с использованием широких информационных возможностей WWW. Использование принципов и методов организации Интернет может быть перенесено на внутренние (локальные) сети учебного заведения. Это позволяет объединить учебные компьютеры, компьютеры, используемые для методической работы преподавателей, компьютеры, задействованные в решении задач управления учебным процессом и всем учебным заведением как единой организационной структурой. В результате в учебном заведении может быть создана система Интранет.
В настоящее время методические и дидактические аспекты использования внутренних телекоммуникаций в системе среднего профессионального образования остаются вне сферы внимания исследователей. При этом очевидно существенное влияние подобных технологий на методическую систему обучения информатике. Внедрение средств телекоммуникаций изменяет содержание и методику преподавания данного предмета.
Кроме того, практикуемые в средних профессиональных учебных заведениях подходы к взаимодействию обучаемых с информацией, размещенной в телекоммуникационных системах, как правило, подразумевают их пассивность на занятиях. Не существует учебных курсов, при изучении которых учащиеся смогли бы сами участвовать в конструировании сетей и решать вопросы, связанные с разработкой и информационным наполнением сайтов.
Внедрение телекоммуникационных технологий в систему среднего профессионального образования может и должно осуществляться на основе активного участия обучаемых в этом процессе. Однако привлечение обучаемых к реализации телекоммуникационных процессов внутри учебного заведения потребует от обучаемых дополнительных знаний и навыков в области информатики и информационных технологий. Вместе с тем, реализация Интранет - проектов, таких, например, как создание учебных Web — приложений потребует дополнительного изучения материала конкретных учебных предметов и повысит интегрирующую роль информатики в профессиональной подготовке.
Все сказанное выше определяет актуальность тематики исследования.
Проблема исследования заключается в развитии и совершенствовании методической системы обучения информатике и информационных технологий студентов средних профессиональных учебных заведений обеспечивающее возможность привлечения их к реализации телекоммуникационных процессов в учебном заведении в соответствии с современными тенденциями развития информационных и телекоммуникационных технологий.
Работа над диссертацией направлялась гипотезой о том, что внедрение основ телекоммуникационных технологий в содержание курсов информатики и информационных технологий в системе среднего профессионального образования обеспечит учащимся овладение навыками работы с современными информационными технологиями, приблизит уровень подготовки выпускников к требованиям современного информационного общества, повысит эффективность усвоения содержания не только курса информатики, но и других, прежде всего профессиональных дисциплин.
Объектом исследования является методическая система обучения информатике и информационным технологиям в системе среднего профессионального образования, в условиях внедрения телекоммуникационных технологий.
Предметом исследования является процесс обучения информатике и информационным технологиям в системе среднего профессионального образования.
Цель исследования состоит в развитии структуры и содержания курсов информатики и информационных технологий, позволяющих раскрыть достоинства современных телекоммуникационных технологий и разработки методов обучения и предусматривающих активную роль обучаемых в работе с интрасетями.
Цель исследования конкретизируется в следующих основных задачах:
1. Проанализировать тенденции развития содержания существующих учебных курсов информатики и информационных технологий, принципов и сфер применения средств телекоммуникаций в системе образования;
2. Обосновать принципы развития структуры и содержания курсов информатики и информационных технологий в учебном заведении на основе активного взаимодействия обучаемых с современными телекоммуникационными технологиями;
3. Разработать принципы построения сетевой информационной системы, интегрирующей задачи учебного процесса, процесса управления учебным заведением, внеучебной деятельности, реализовать электронное учебное пособие по предмету «Объектно-ориентированное программирование», пригодное для эксплуатации в данной системе;
4. Осуществить проверку разработанных методических положений посредством педагогического эксперимента.
Методы исследования: анализ теоретических и практических исследований, изучение и анализ опыта работы преподавателей, наблюдение и эксперимент.
Научная новизна исследования заключается в развитии структуры и содержания курса информатики и информационных технологий в учебном заведении в области изучения средств телекоммуникаций; определении методов преподавания с учетом принципов активного взаимодействия обучаемых с современными средствами телекоммуникаций; определении областей применения телекоммуникационных технологий в деятельности системы среднего профессионального образования; разработке принципов построения сетевой информационной системы, интегрирующей задачи учебного процесса, процесса управления учебным заведением, внеучебной деятельности; реализации принципов построения электронного учебного пособия, пригодного для эксплуатации в данной системе.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработаны содержание и технология преподавания курсов информатики и информационных технологий, основанные на широком использовании локальных коммуникационных систем, ориентированная на учащихся средних профессиональных учебных заведений, привлекаемых к работе по созданию интрасети учебного заведения. Определены способы внедрения средств телекоммуникаций, как в учебный процесс, так и во внеучебную деятельность.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Принципы внедрения телекоммуникационных технологий в содержание курса информатики в системе среднего профессионального образования, предусматривающие активную деятельность учащихся по конструированию и использованию интрасетей;
2. Принципы построения сетевой информационной системы, интегрирующей задачи учебного процесса, процесса управления учебным заведением, внеучебной деятельности, реализации электронного учебного пособия по предмету «Объектно-ориентированное программирование», пригодное для эксплуатации в данной системе.
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных выводов обеспечиваются:
выбором необходимых показателей для . подтверждения целесообразности предложенной методики развития содержания курса;
- согласованностью выдвигаемой гипотезы исследования с результатами педагогического эксперимента.
Внедрение результатов работы. Методический комплекс использования средств телекоммуникаций внедрен в Якутском государственном инженерном техническом институте (ЯГИТИ).
Апробация результатов работы. Материалы исследования докладывались и получили одобрение на: XI - й Международной конференции «Информационные технологии в образовании » (ИТО-2001) (Москва, ноябрь 2001); II - й Всероссийской научно-практической конференции «Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития» (Томск, сентябрь, 2002); III - й Российско-американской региональной конференции «Пути развития образования в XXI веке. (Йошкар-Ола, октябрь 2002); XII - й Международной конференции «Информационные технологии в образовании » (ИТО-2002) (Москва, ноябрь 2002).
Основные результаты работы опубликованы в 6 публикациях автора, перечень работ приведен в прилагаемом списке литературы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.
В первой главе работы рассмотрено современное состояние в области использования сетей в сфере образования. Глава состоит из трех параграфов, в которых освещены зарубежный и отечественный опыт использования телекоммуникационных технологий, принципы применения телекоммуникационных технологий при создании учебных веб приложений и при решении задач управления учебным заведением.
Вторая глава посвящена использованию телекоммуникационных технологий в системе профессионального образования. Глава содержит шесть параграфов. В первом параграфе главы рассмотрен подход создания системы ИНТРАНЕТ в средней профессиональной школе. Второй параграф посвящен проблеме совершенствования содержания учебных курсов в условиях использования системы ИНТРАНЕТ. В третьем параграфе рассмотрены методы осуществления коммуникативного взаимодействия учащихся в условиях использования сетевых технологий. Использованию телекоммуникационных технологий для решения учебно — методических задач при профессиональной подготовке посвящен четвертый параграф главы. В пятом параграфе главы рассмотрены вопросы использование телекоммуникаций для целей управления учебным заведением. В шестом параграфе рассмотрены проблемы использования телекоммуникаций во внеучебной работе.
" •
Третья глава посвящена проблемам разработки учебно — методического содержания (контента) веб приложений для средней профессиональной школы на примере создания и использования электронного учебного пособия. В трех параграфах главы рассмотрены вопросы разработки структуры, реализации и опыт эксплуатации электронного учебного пособия.
В главе четыре организация и проведение педагогического эксперимента.
Список литературы содержит 96 единиц печатных изданий и 24 ссылки на электронные ресурсы, размещенные в WWW.
Приложение на 15 страницах содержит: Концепцию информатизации ЯГИТИ, содержание электронного учебного пособия, интерфейс электронного учебного пособия, образец электронного параграфа.
Общий объём диссертации составляет 127 страниц.
Современный отечественный и зарубежный опыт применения телекоммуникационных технологий в системе образования
На протяжении последних 10 лет важнейшим направлением развития информатизации образования является активное внедрение телекоммуникационных технологий, в частности технологий интернет. В развитых странах к сети Интернет подключены практически все университеты и школы, и сетевые технологии активно применяются в самых разных сегментах образовательной инфраструктуры.
В России постоянное соединение с глобальными сетями имеют практически все высшие учебные заведения, неуклонно растет число школ, имеющих доступ в Интернет, в ряде регионов уже близки к полному охвату. Задача подключения к сети всех школ включена в президентскую программу «Дети России». Правительством принята рассчитанная до 2006 года федеральная целевая программа «Развитие единой информационной образовательной среды РЕОИС". В решении этой задачи принимает участие и крупный бизнес, например, нефтяная компания «Юкос», создавшая «Федерацию Интернет образования» (www.fio.ru) и развернувшая совместно с Министерством образования масштабный проект по созданию Интернет-центров в регионах Российской Федерации и подготовке специалистов-тьюторов, в том числе и для сельской школы.
Все крупные мировые интернет-порталы содержат иерархические каталоги ссылок, посвященные страницам образовательных учреждений и образовательным ресурсам. Ведущие российские образовательные порталы («Информика» - www.informika.ru, «Все образование» - cata-log.alledu.ru и т.п.) организуют их рубрикацию и снабжают краткими аннотациями. Впрочем, даже они не могут претендовать на исчерпывающее представление информации об образовательных ресурсах, но такова уж сетевая специфика.
Специфика же образования состоит в том, что знания приобретаются обучаемыми в ходе специально организованной учебной деятельности со специальным образом организованной информацией.
Общепринятая классификация образовательных ресурсов на сегодня еще не сложилась. Например, в обзоре Н.Н. Соболевой и др. [Соболева и др., 2000] полезные для школ ресурсы, разбиты на следующие разделы:
- информационные тематические ресурсы;
- официальные ресурсы;
- проекты дистанционного обучения;
- on-line издания;
- обмен опытом и общение учителей, школьников.
Возможен и другой подход к классификации, например, по характеру хранимой информации и способу ее представления и использования:
- библиотеки и архивы текстов и программ;
- каталоги и коллекции ссылок;
- визитки, витрины и т.д.;
- справочники и базы данных;
- тестовые системы;
- телеконференции и форумы;
- демонстрационные и интерактивные модели и т.п.
Рассмотрим типичные примеры образовательных ресурсов и особенности их использования.
Первыми в этом ряду стоят библиотечные ресурсы, электронные архивы по всем отраслям знаний и искусств, электронные средства массовой информации и т.п., играющие базовую роль первоисточников, имеющие, впрочем, весьма сложные и разветвленные организационные и продукционные структуры. Определенную положительную роль в развитии современного понимания этого направления играют так называемые «электронные библиотеки» (digital library). [Арме В., 2001]. Достоинство Электронных Библиотек (ЭБ) состоит в том, что они позволяют доставлять информацию лучше, чем это было бы при использовании традиционной бумажной технологии. Можно, следуя цитированной работе, привести несколько аргументов в пользу ЭБ:
ЭБ доставляют книгу непосредственно пользователю. ЭБ доставляет информацию прямо на стол пользователя, будь то дома или на работе.
Читателю не надо ходить в библиотечное здание. Библиотека располагается там, где есть компьютер, подключенный к сети;
Компьютер расширяет возможности по поиску и обработке информации. Несмотря на то, что бумажный документ удобно читать, но поиск информации может быть достаточно сложным и трудоемким делом. Во многих аспектах, компьютерные системы уже сейчас лучше ручных способов поиска информации, кроме того, они постоянно улучшаются. Особенно достоинства компьютеров проявляются в реферативной работе;
Информацией можно легко делится. Библиотеки и архивы содержат много уникальной информации. Размещение цифровых материалов в сети делает их доступными для всех. Большинство ЭБ размещается на центральном сервере, возможно с несколькими дублирующими «зеркалами», продуманно размещенными в различных точках планеты. Это значительно упрощает решение дорогостоящей задач физического дублирования мало-используемых материалов. Позволяет сделать доступным уникальный документ, для знакомства с которым ранее требовалось приехать в данное хранилище;
Информацию легче поддерживать актуальной. Большинство важных источников необходимо поддерживать в актуальном состоянии постоянно. Печатные документы весьма сложно обновлять, требуется перепечатывать весь документ, изъять и заменить все старые экземпляры. Эта трудоемкая операция становится существенно проще, если версия документа хранится в цифровом формате на центральном компьютере;
Организация системы ИНТРАНЕТ в средней профессиональной школе
Внедрение сетевых технологий в учебном заведении может дать определенные преимущества и выгоды. К их числу можно отнести:
1. Сокращение расходов на печать, бумагу, распространение учебных и методических материалов, почтовые услуги, обработку корреспонденции и телефонную связь;
2. Облегчение и ускорение доступа к технической, методической и нормативной документации;
3. Разделяемый доступ к информации, определяемый степенью компетентности пользователя;
4. Более полные, модернизируемые базы данных;
5. Возможность взаимодействия между преподавателями и обучаемыми с использованием коммуникационных систем;
6. Своевременность и точность поступающей информации;
7. Единообразный пользовательский интерфейс;
8. Своевременное повышение квалификации преподавателей, контроль над ходом повышения квалификации преподавателей;
9. Контроль успеваемости обучаемых как внутри учебного, так и вне его стен;
10. Упрощение доступа к информации;
11. Сокращение времени поиска необходимых данных;
12. Совместное использование программных средств и информации;
13. Сокращение времени на установку и модернизацию программного обеспечения;
14. Сокращения расходов на корпоративные лицензии, документацию и техническое обслуживание и сопровождение;
15. Снижение затрат на создание и поддержание документов с избыточной информацией;
16. Ускорение и удешевление процесса создания документов;
17. Единовременные затраты на создание архива;
18. Совместное использование дефицитных ресурсов и оборудования.
Использование сети Интранет и Web - совместимых приложений приведет к определенной экономии средств, например, снижению расходов на печать методических и нормативных документов и распространение информации. Однако одним из самых больших преимуществ оказывается повышение доступности информации, но, к сожалению, эту величину трудно измерить.
Одним из важных вопросов является вопрос о единообразии Web -страниц. С точки зрения реализации оказывается, что проще реализовы-вать их на основе единой формы, с тем, чтобы конкретные пользователи лишь заполняли бы определенные клетки своей, актуальной для них информацией. Однако такой подход существенно снижает творческое начало в работе над созданием сети Интранет. Вместе с тем, потребность в определенных внутренних стандартах нельзя полностью исключить. Наличие стандартных форм документов позволяет и быстрее их заполнять и быстрее читать их.
Вероятно, наилучшим вариантом решения задачи внедрения интра-сетей является поэтапная реализация Интранет в учебном заведении. Обозначим основные этапы этой работы.
1. Реализация полного проекта Интранет в «бумажном» виде. Этот проект должен учитывать все возможные гиперсвязи;
2. Создание рабочей демонстрационной версии проекта, в которой реализованы отдельные фрагменты будущей сетевой интраси-стемы.
3. Тщательная проработка интерфейса главной страницы и всех меню, обеспечение интуитивного оперативного доступа к необходимой информации.
4. Создание специальной формы подачи информации, способствующей лучшему восприятию идей Интранет со стороны руководства учебным заведением;
5. Разработка пиктограмм и визуально — цветовых решений, придающих пользовательскому интерфейсу согласованность, а так- же показывающему переход между различными областями системы;
6. Адаптация системы для разных типов мониторов с различными техническими параметрами. Обеспечение комфортной работы пользователей компьютеров, имеющих различные технические возможности;
7. Разработка главных страниц для ведущих подразделений: директора, его заместителей, основных предметных блоков и т.д.;
8. Создание плана, определяющего последовательность внедрения частей проекта. Какие именно разделы нужно вводить в первую, вторую и третью очередь;
9. Разработка шаблонов и сценариев дальнейшего развития интра-системы.
Структура электронного учебного пособия
Представляемое Электронное учебное пособие (ЭУП) является совокупностью программных аппаратных и дидактических средств обеспечивающих решение методических проблем связанных с преподаванием Объектно ориентированного программирования для студентов, обучающихся по специальности для специальности 002204.
Основой построения структуры ЭУП является выделение входящих в него компонентов и установление взаимосвязей между ними.
ЭУП рассматривается как целостная обучающая и интерактивная программная система, соответствующая определению, данному в первой главе. В связи с этим целесообразно проведение исследования структуры электронного учебника с разных точек зрения: оценка содержания учебного материала, отражения дидактических и методических функций и с позиций реализации.
Отражение содержания учебного курса в традиционном учебнике а также функции такого учебника рассматриваются многими исследователями [Бейлинсон и др., 1977; Беспалько, 1988; Зуев, 1983; Лернер, 1991; Назарова, Полат, 1998; Талызина, 1978] и др. Электронный учебник как любой другой учебник является носителем содержания образования и средством обучения рассмотрен в работе [Зайнутдиновой, 1988].
Структура как философская категория есть форма существования содержания. Для исследования структуры учебника необходимо вычленить его существенные компоненты и взглянуть на него как на органическую часть целого, как на необходимый элемент мета структуры. Такой мета структурой, является система средств обучения. В случае электронного учебника его роль как ядра средств обучения не только сохраняется, но он, используя вычислительные и коммуникационные возможности компьютера, способен заменить сборники упражнений и задач, руководства для самостоятельной работы, справочную литературу, наглядные средства, экспериментальные принадлежности, приборы и даже имитировать натуральные объекты, вместе с тем электронный учебник может использовать функцию управления процессом представления учебного материала. Это делает электронный учебник многофункциональной системой, способной не только заменить традиционные средства обучения, но и расширить их возможности.
Понятие структурного компонента учебника дано в работе [Зуев, 1983, с.94]. Оно может быть перенесено и на электронный учебник. «Под структурным компонентом учебника понимается необходимый структурный блок (система элементов), который, находясь в тесной взаимосвязи с другими компонентами данного учебника (образуя в совокупности с ними целостную систему), обладает определенной формой и осуществляет свои функции лишь ему присущими средствами».
Важнейшими частными структурными системами учебника являются тексты, внетекстовые компоненты и компоненты управления представлением учебного материала.
Традиционно «Текст - является «основным скелетом» учебника, раскрывает его содержание, обеспечивая последовательное и максимально полное изложение и аргументацию учебного материала; текст - носитель основной информации, определяющей сущность и объем содержания образования» [Зуев, 1983, с. 99]. Текстовый компонент подразделяется на основной, дополнительный и пояснительный тексты.
Внетекстовые компоненты призваны служить тексту, организовывать его усвоение, облегчать его понимание, способствовать мотивации обучения. Восприятие внетекстовых форм информации в издании рассматривается в работе [Антонов, 1972]. Аппарат организации усвоения - это вопросы и задания (в вербальной форме), ответы к ним, а также систематизирующие и обобщающие таблицы. Иллюстративный материал представляется в виде рисунков, схем, карт, фотографий и т.п.
