Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обоснование целесообразности комплексного тренинга при обучении информационным технологиям 13
Глава 2. Методическая система комплексного тренинга при обучении информационным технологиям 25
2.1. Комплексный офисный тренажер для отработки навыков оперативной работы в информационной среде современного предприятия 25
2.1.1. Обобщенная функциональная структура комплексного офисного тренажера 28
2.1.2. Информационная база дидактических материалов комплексного офисного тренажера 33
2.2. Классификация и описание типовых сценариев индивидуального и коллективного тренинга 42
2.2.1. Сценарии для индивидуальной отработки отдельных технических операций на локальном компьютере 45
2.2.2. Сценарии для индивидуальной отработки отдельных технических операций в компьютерных сетях 56
2.2.3. Сценарии для индивидуальной отработки техники решения типовых завершенных офисных задач 60
2.2.4. Сценарии для отработки техники коллективного решения офисных задач 62
2.2.5. Сценарии для отработки действий операторов в "нештатных" ситуациях 64
Глава 3. Исследование дидактических возможностей и анализ эффективности методической системы комплексного тренинга при обучении информационным технологиям 68
3.1. Структура и состав экспериментального стенда комплексного офисного тренажера 68
3.2. Исследование дидактических возможностей комплексного офисного тренажера 75
3.3. Сравнительный анализ дидактических и технологических возможностей комплексного офисного тренажера и компьютерного класса 86
3.4. Исследование возможностей индивидуального подхода к обучению на базе комплексного офисного тренажера 90
3.5. Организационные формы проведения учебных занятий на базе комплексного офисного тренажера 93
3.6. Комплексный офисный тренажер как инструментальное средство поддержки преподавательской деятельности 94
3.7. Возможности индивидуального и коллективного тренинга в дистанционном обучении 97
Заключение 100
Литература 105
Приложение 113
- Обоснование целесообразности комплексного тренинга при обучении информационным технологиям
- Комплексный офисный тренажер для отработки навыков оперативной работы в информационной среде современного предприятия
- Структура и состав экспериментального стенда комплексного офисного тренажера
Введение к работе
Современный этап развития общества характеризуется широким повсеместным внедрением на предприятиях вычислительной техники, локальных компьютерных сетей, средств телекоммуникаций, развитием систем управления производством на базе электронного документооборота. Внедрение информационных технологий в производство является не самоцелью, а необходимым условием решения важнейших задач, обеспечивающих устойчивость и конкурентоспособность предприятия: оперативность, гибкость и мобильность управления производством, автоматизацию производственных процессов, повышение качества конечного продукта.
Однако эффективность функционирования развитой информационной инфраструктуры предприятия напрямую зависит от умения специалистов (управленческого аппарата, работников структурных подразделений) грамотно использовать возможности современных информационных технологий, в том числе, самых массовых из них: информационных технологий обработки электронных документов. Зачастую, из-за отсутствия у большинства специалистов предприятия практических навыков работы с электронной информацией, внедрение информационных технологий не только не решает основных производственных задач, но, наоборот, становится источником новых проблем для руководства, ложится дополнительным бременем на бюджет предприятия.
Следовательно, формирование устойчивых практических навыков эффективной работы в информационной среде современного предприятия является важной составляющей общей профессиональной подготовки специалиста любого профиля. Этот факт нашел отражение в Государственных образовательных стандартах высшего образования, где для различных направлений и специальностей в раздел общих дисциплин включена «Информатика», в содержании которой необходимым элементом является освоение наиболее распространенных информационных технологий.
Повышение уровня подготовки специалистов в использовании современных информационных технологий невозможно без создания эффективной системы обучения и переподготовки. Сегодня этот вопрос является актуальным, что подтверждается Концепцией информатизации образования [1], работами ученых и педагогов среднего и высшего звена непрерывного образования.
Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных этой проблематике, и появление новых эффективных методик преподавания информатики, еще существует ряд нерешенных вопросов, существенно влияющих на уровень подготовки специалистов, среди которых можно отметить следующие:
• существующие методики обучения информатике в вузах не акцентируют своего внимания на формирование, закрепление и поддержку навыков оперативной деятельности в сложной информационной среде современного предприятия;
• методические системы проведения практических занятий в компьютерных классах не отличаются разнообразием моделей учебных заданий, выполняемых слушателями;
• не в полной мере решены вопросы интенсификации учебного процесса: более плотной подачи материала в рамках отведенных учебных часов, эффективного использования времени преподавателя;
• не решены вопросы индивидуального подхода к обучению информационным технологиям при проведении занятий в учебной группе;
• отсутствуют интегральные инструментальные средства, обеспечивающие поддержку преподавательской деятельности на всех этапах проведения учебных практических занятий по информационным технологиям;
• не разработаны инструментальные средства, обеспечивающие оперативную готовность к воспроизведению любых задействованных учебных сценариев по любой изучаемой теме; • не решены вопросы, связанные с поддержкой уровня полученных знаний и навыков по информационным технологиям на выпускных курсах вуза.
Таким образом, к настоящему времени еще не сформировалась целостная система методико- технологических решений, направленных на выработку у слушателей вузов устойчивых навыков оперативной деятельности в информационной среде современного предприятия.
Проблема исследования заключается в необходимости развития методико- технологического обеспечения процесса обучения информационным технологиям в вузах до уровня, удовлетворяющего потребности предприятий в специалистах, имеющих устойчивые навыки работы в современной информационной среде.
В качестве объекта исследования рассматривается процесс обучения информационным технологиям в высших учебных заведениях на практических занятиях в учебной группе.
Предметом исследования являются дидактические и технологические особенности процесса обучения информационным технологиям, построенного на базе методических и инструментальных средств комплексного тренинга.
Цель исследования - создание методической системы, обеспечивающей необходимые условия для формирования у слушателей в процессе обучения устойчивых навыков оперативной деятельности в информационной среде современного предприятия, оценка влияния комплексного тренинга на уровень подготовки слушателей и технологию ведения учебного процесса.
Гипотеза исследования предполагает, что внедрение методической системы комплексного тренинга в процесс обучения информационным технологиям обеспечит необходимые условия для формирования, закрепления и поддержки у слушателей устойчивых практических навыков работы в сложной сетевой информационной среде современного предприятия. Внедрение этой системы позволит интенсифицировать учебный процесс, обеспечит индивидуальный подход при обучении в учебной группе, поддержку преподавательской деятельности на этапах подготовки, проведения и анализа результатов учебных занятий.
Для достижения названной цели и подтверждения высказанной гипотезы в процессе исследований необходимо решить следующие задачи:
• проанализировать существующий опыт преподавания информационных технологий на всех этапах непрерывного образования и выявить особенности вузовского этапа преподавания информатики;
• обосновать целесообразность применения методов комплексного тренинга в процессе обучения информационным технологиям;
• разработать архитектуру инструментальных средств, структуру дидактических материалов, схемы сценариев для проведения комплексного тренинга;
• выявить дидактические и технологические свойства комплексного тренинга при обучении информационным технологиям;
• провести сравнительный анализ дидактических возможностей методической системы комплексного тренинга и традиционных методических систем проведения практических занятий по информатике;
• определить возможности индивидуального подхода к обучению в учебной группе на базе комплексного тренажера
• выявить особенности взаимодействия преподавателя со слушателями при проведении комплексного тренинга;
• определить возможные организационные формы проведения занятий на базе комплексного тренажера;
• оценить влияние инструментальных средств комплексного тренинга на педагогическую деятельность и нагрузку преподавателя. Методологической основой исследования являются работы
М.И.Башмакова, в области создания информационных сред обучения [3],
В.М.Монахова, в области технологии проектирования учебного процесса по информатике [4,5], Я.А.Ваграменко и И.В.Роберт, в области создания инструментальных средств обучения информатике [6,7], В.Е.Шукшунова, в области теории и практики обучения операторов на базе комплексных тренажеров [8,9].
В работе использовались следующие методы исследования:
• математические методы теории систем для описания информационной среды предприятия, как коллективно управляемой системы, и выявлении ее сходства с другими управляемыми техническими производственными системами или управляемыми сложными техническими объектами с точки зрения профессиональной подготовки операторов этих систем на комплексных тренажерах;
• метод аналогии, на основании которого делается вывод о возможности восприятия методического и технологического опыта подготовки операторов сложных производственных систем в процессе обучения информационным технологиям в вузах;
• метод эксперимента, на основании которого проводится изучение функциональных и дидактических возможностей методической системы комплексного тренинга в условиях реального педагогического процесса;
• метод сравнительного анализа, на основании которого выявляются особенности методической системы комплексного тренинга в сопоставлении с известными методическими системами.
На защиту диссертации выносится:
• обоснование целесообразности применения комплексного тренинга при обучении информационным технологиям в вузах;
• требования, предъявляемые к методической системе комплексного тренинга;
• структура инструментальных средств и информационной базы дидактических материалов, сценарии и организационные формы проведения учебных занятий на базе комплексного тренажера;
• результаты исследования свойств, дидактических и технологических возможностей методической системы комплексного тренинга;
• обоснование эффективности методической системы комплексного тренинга.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность комплексного тренинга при обучении информационным технологиям в вузах;
• выявлено одно из возможных направлений развития современных компьютерных классов - комплексный офисный тренажер;
• предложены средства для описания сценариев тренировочных заданий, включающие понятия логической магистрали взаимодействия "преподаватель-слушатель", модели задания, тактики контроля и управления заданием;
• описаны и апробированы модели тренировочных заданий, сценарии индивидуального и коллективного тренинга в режиме реального времени;
• определена структура и формат электронных дидактических материалов и сценариев взаимодействия преподавателя со слушателями, которые могут быть использованы в дистанционном обучении информационным технологиям.
Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в следующем.
Результаты исследования развивают и создают новые методические и технологические возможности обучения слушателей вузов современным информационным технологиям. Они могут быть использованы в учебном процессе высших учебных заведений для общей профессиональной подготовки и переподготовки специалистов по дисциплине «Информатика», а также, в учебных центрах подготовки пользователей персональных компьютеров.
Результаты исследований легко реализуются на практике и не приводят к существенному удорожанию традиционного комплекса технических средств обучения.
В первой главе диссертации выдвигается и обосновывается предположение о необходимости и возможности применения комплексного тренинга при изучении информационных технологий (ИТ) в вузах. Для подтверждения высказанного предположения проводится обзор научных публикаций по вопросам обучения информатике в средней и высшей школе, анализ информационной среды предприятия как сложной управляемой многопараметрической системы, функционирующей в режиме реального времени, рассматривается опыт применения комплексного тренинга при профессиональной подготовке операторов аналогичных систем. На основании проведенного анализа делается вывод о целесообразности применения комплексного тренинга при обучении информационным технологиям в вузах.
Во второй главе излагаются требования к методической системе комплексного тренинга, предлагается структура и состав инструментальных средств: пульта контроля управления и моделирующей системы комплексного офисного тренажера, определяются форматы дидактических материалов, выявляются особенности взаимодействия преподавателя со слушателями в процессе выполнения тренировочных заданий. На основании предложенных решений и выявленных особенностей проектируются типовые сценарии проведения комплексного тренинга.
В третьей главе описываются условия проведения экспериментов, исследуемые характеристики и результаты исследований процесса обучения информационным технологиям в режиме комплексного тренинга: • представляется структура экспериментального стенда комплексного офисного тренажера, на базе которого проводились исследования в условиях реального педагогического процесса;
• проводится анализ дидактических свойств и технологических особенностей отдельных тренировочных сценариев, их влияние на уровень подготовки слушателей;
• выявляются и описываются рациональные, с методической точки зрения, последовательности учебных заданий;
• проводится сравнительный анализ параметров процесса обучения в традиционных компьютерных классах и на базе комплексного офисного тренажера;
• исследуются возможности индивидуального подхода к обучению при проведении занятий в учебной группе;
• оценивается влияние инструментальных средств комплексного тренажера на педагогическую деятельность преподавателя;
• формируются рекомендации по проведению учебного процесса в режиме комплексного тренинга.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Материалы исследования доложены и обсуждены на X и XI конференциях- выставках "Информационные технологии в образовании" (Москва, 2000, 2001гг.), на всероссийской школе- семинаре "Информационные технологии в управлении качеством образования и развитии образовательного пространства" (Москва, 2000, 2001гг.), на Научно- практической конференции "Качество подготовки специалистов в негосударственных вузах" (Москва, 2000г.), опубликованы в Сборнике научных трудов "Математические методы исследования сложных систем, процессов и структур" Вып.4, /Отв. редактор А.И.Нижников, -М.,Редакционно- издательский центр МГОПУ, 2000г [73-79].
Результаты исследования в полном объеме внедрены в учебный процесс НОУ Московская академия экономики и права, где используются для обучения студентов 1 и 2 курсов по дисциплинам "Основы информационных технологий" и "Сетевые информационные технологии", учащихся Колледжа экономики и менеджмента (г. Москва) и Московской школы №104 по дисциплине "Основы информационных технологий", а также, для переподготовки слушателей Комитета труда и занятости по программе "Пользователь ПЭВМ".
Разработанная программа, дидактические материалы и методика работы с ними используется при обучении студентов Московского государственного открытого педагогического университета имени М.А.Шолохова по дисциплине "Информатика".
Обоснование целесообразности комплексного тренинга при обучении информационным технологиям
Для обоснования предположения о необходимости и возможности применения комплексного тренинга при изучении ИТ в вузах проведены:
анализ научных публикаций по вопросам преподавания информатики в средних и высших учебных заведениях;
анализ информационной среды предприятия как управляемой информационно- технической производственной системы;
изучение опыта применения комплексного тренинга при профессиональной подготовке операторов аналогичных систем.
Анализ отечественной и зарубежной литературы по вопросам преподавания ИТ показывает, что к настоящему времени успешно решен ряд вопросов по уточнению содержания дисциплины информатика, совершенствованию методики преподавания, развитию инструментальных средств поддержки учебного процесса. [2,14-32,56.]
В основном определены и зафиксированы в нормативных документах задачи и содержание дисциплины "Информатика" в средней школе [27-29,43]. Основной задачей преподавания информатики в средней школе является формирование у школьников мировоззренческих, фундаментальных знаний в области информатики, элементарных практических умений и навыков работы с информацией [14-32]. Содержание недавно изданных учебников и практикумов для общеобразовательной школы включает изучение следующих основных понятий информатики: информация и информационные процессы, представление информации, архитектура компьютера, моделирование, алгоритмы и введение в программирование, информационные технологии обработки текстовой, числовой, графической информации, компьютерные коммуникации [33-42]. В целом, содержание школьного курса информатики органически сочетает теоретические основы информатики и информационные технологии [20-22, 27-29, 33, 38-42].
Созданы методологические основы проектирования учебного процесса по информатике [4,5], разработаны и апробированы многочисленные авторские курсы и методики, охватывающие все этапы преподавания информатики в средней школе [56-60,62-64,67,70-72], определены методики оценки качества подготовки учащихся [22,23,28,43].
Разработаны требования к средствам вычислительной техники, применяемой в образовании, определена архитектура современного компьютерного класса, позволяющего вести занятия на отдельном компьютере, в локальных и глобальных компьютерных сетях [6,7].
Значительно меньше научных работ посвящено особенностям преподавания информатики в вузах. В настоящее время основной акцент делается на изучение общепрофессиональной составляющей спектра информационных технологий, которая включает обработку текстовых документов, электронных таблиц, баз данных, систематизацию и хранение электронных документов, работу в локальных и глобальных компьютерных сетях [44-55,67,69]. Такой подход представляется верным, поскольку наиболее важным и широко распространенным информационным объектом, с которой имеют дело специалисты любой профессии, является электронный документ в широком понимании этого слова. Специалист, имеющий высшее образование, с необходимостью должен обладать высокой культурой обработки электронных документов в сложной сетевой информационной среде.
Таким образом, если в средней школе основная цель изучения информатики - формирование у школьников общемировоззренческих, базовых знаний, то в вузах - формирование устойчивых навыков работы с электронными документами в сложной информационной среде предприятия.
В некоторых публикациях [56,77] отмечаются важные особенности условий преподавания информатики в вузах:
различный стартовый уровень подготовки студентов, что делает совершенно необходимым индивидуальный подход к обучению;
обучение проходит в достаточно жестких временных рамках, что требует максимально возможной интенсификации учебного процесса;
необходимой является поддержка полученного уровня знаний и навыков на последних курсах вуза.
Различия в целях и наличие особенностей школьного и вузовского этапов преподавания информатики требуют применения в вузах иных (отличных от школьных) методических систем, иных подходов к использованию средств вычислительной техники при проведении практических занятий по информатике. Так, если в школе компьютер, главным образом, является наглядным пособием, позволяющим демонстрировать учащимся архитектуру вычислительной техники, информационные объекты и информационные процессы, то в вузах компьютер рассматривается как производственный инструмент, работу с которым необходимо освоить для решения производственных задач.
Однако, существующие методики обучения ИТ в вузах отличаются от школьной, главным образом, более широкой тематикой занятий, но используют те же инструментальные средства и те же общие методико-технологические решения, которые применяются в средней школе, не уделяя первостепенного внимания вопросам формирования, закрепления и поддержки у слушателей навыков профессиональной деятельности в сложной информационной среде и инструментальной поддержке деятельности преподавателя в ходе интенсивно и динамично протекающего процесса обучения ИТ.
В настоящее время перспективные методические системы в педагогике создаются на базе инструментальных информационных сред обучения (ИСО). Конструирование таких сред становится важной задачей методики преподавания [1,3,13].
Комплексный офисный тренажер для отработки навыков оперативной работы в информационной среде современного предприятия
Комплексный офисный тренажер разработан как инструмент для проведения аудиторных практических занятий по «Информатике» в высших учебных заведениях. КОТ предназначен для формирования, закрепления и поддержки практических навыков индивидуальной и коллективной деятельности в сложной сетевой информационной среде с применением наиболее распространенных современных офисных информационных технологий.
КОТ разработан в соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к комплексным тренажерным системам, а также, с учетом специфики его целевого назначения.
Следуя общим требованиям [8], комплексный тренажер включает две основные подсистемы:
моделирующую среду, детально воспроизводящую для обучаемого условия оперативной деятельности по управлению реальной системой;
средства контроля и управления, обеспечивающие инструктору условия для методической и технологической поддержки учебного процесса.
Моделирующая среда комплексного тренажера воспроизводит на рабочем месте учащегося оперативную обстановку, максимально приближенную к той, которая существует на рабочем месте оператора реальной системы, в том числе, обеспечивает соответствие:
оперативного окружения: интерьера рабочего места, органов управления, средств визуализации параметров системы;
алгоритмов оперативной деятельности;
реакций системы на оперативные воздействия.
Средства контроля и управления комплексного тренажера размещаются на рабочем месте инструктора и совместно с другими компонентами образуют пульт контроля и управления (ПКУ) инструктора. ПКУ, располагаясь в том же или соседнем помещении с рабочими местами слушателей, должен обеспечивать инструктору следующие функциональные возможности для тренинга:
демонстрацию нового материала;
моделирование широкого спектра разнообразных оперативных ситуаций различного уровня сложности;
повторение и многократное воспроизведение моделируемых ситуаций;
оперативную инициацию начальных условий и исходных параметров для реализации конкретного сценария индивидуального или коллективного тренинга;
оперативное наблюдение за действиями слушателей;
оперативное вмешательство в действия слушателей;
оценку деятельности обучаемых с демонстрацией допущенных ошибок;
регистрацию результатов тренинга.
В соответствии с названными общими требованиями к комплексным тренажерам и с учетом существующего опыта преподавания «Информатики» в средних и высших учебных заведениях разработаны следующие требования к КОТ.
КОТ должен обеспечить:
отработку навыков как индивидуальной, так и коллективной деятельности на отдельном компьютере, в локальных и глобальных компьютерных сетях;
воспроизведение широкого спектра типичных практических ситуаций различной степени сложности в рамках изучаемых информационных технологий, возможность многократного оперативного воспроизведения любой из этих ситуаций;
реализацию разнообразных методических решений, моделей выполняемых заданий, сценариев учебного процесса для отработки навыков выполнения как отдельных технических операций и элементарных офисных задач, так и комплексных офисных задач;
накопление, актуализацию и развитие методических приемов и дидактического материала;
сбор, хранение и анализ результатов выполненных слушателями заданий;
автоматизированный контроль и управление учебным процессом с рабочего места преподавателя, в том числе оперативное наблюдение за действиями обучаемых, оперативная оценка ситуации на компьютерах
слушателей, удаленную передачу исходного дидактического материала и т.п.;
функционирование в режимах обучения, поддерживающего тренинга, тестирования;
техническую поддержку полного цикла учебного процесса, включающего подготовку, проведение и анализ результатов проведенного учебного занятия;
адаптацию к уровню подготовки слушателей.
Структура и состав экспериментального стенда комплексного офисного тренажера
За основу для разработки экспериментального стенда принята обобщенная структура КОТ (см. 2.1.1).
Экспериментальный стенд (ЭС) КОТ предназначен для проведения практических занятий по изучению основ общих информационных технологий и основ сетевых информационных технологий.
На базе ЭС проводились учебные занятия по изучению следующих вопросов:
основные элементы и свойства электронного документа;
основные элементы и свойства программных интерфейсов;
методы создания и редактирования электронных документов различного типа (текстовый, табличный, графический, презентация, комплексный);
структуры и методы хранения электронных документов;
методы пересылки электронных документов и сообщений в локальных и глобальных компьютерных сетях;
методы поиска документов на отдельном компьютере, в локальных и глобальных сетях;
методы создания персональных средств автоматизации деловых операций на компьютере;
методы персонального и группового делопроизводства на компьютерах.
Структурная схема ЭС с конкретными техническими решениями по реализации отдельных структурных блоков КОТ представлена на рис. 6.
Минимальный комплект ЭС КОТ включает ПКУ и от 15 до 24 РМУ, функционирующих на базе современных персональных компьютеров следующей конфигурации:
процессор Intel Celeron 333;
оперативная память 32 мегабайта;
объем жесткого диска 4,3 гигабайта;
мониторы 15";
стандартные органы управления: клавиатура, «мышь».
Все компьютеры ЭС КОТ объединены в одноранговую ЛВС по схеме «витая пара». Наличие ЛВС позволяет проводить как индивидуальную, так и коллективную совместную работу за компьютерами с использованием информационных технологий передачи файлов и сообщений между компьютерами.
Блок базового комплекта программного обеспечения (ПО) ПКУ ЭС включает:
операционную систему Windows98/2000, как системное ПО и ПО изучаемых ИТ;
MS Offke97/2000, в составе: MS Word, MS Excel, MS PowerPoint, MS Outlook - как ПО изучаемых ИТ;
MS Internet Explorer и MS Outlook Express - как ПО изучаемых сетевых ИТ.
Такой выбор базового программного обеспечения является типичным и позволяет проводить занятия по изучению общепринятых, широко распространенных офисных ИТ, а также методов взаимодействия между ними. Базовый комплект ПО может расширяться по мере необходимости, например, включением ПО распознавания текстов при сканировании и других.
Структура ПКУ ЭС КОТ включает также:
средства отображения коллективного пользования;
совместные периферийные устройства;
общедоступную область жесткого диска;
подсистему контроля и управления;
информационную базу дидактических материалов.
Средства отображения коллективного пользования реализуются широкоформатным телевизором, подключенным к ПКУ и синхронно передающим аудитории изображение с монитора ПКУ.
