Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Развитие информационно-образовательной среды высшего учебного заведения 16
1.1. Аспекты создания и развития информационно -образовательной среды ВУЗа 16
1.2. Функции и структура ЭИОС ВУЗа 20
1.3. Математическая модель ЭИОС ВУЗа. Оптимизация информационных потоков в ЭИОС ВУЗа 34
1.4. Готовность высшего учебного заведения к использованию ЭИОС 37
1.5. Технологические основы организации сетевых образовательных ресурсов ВУЗа 41
Глава 2. Электронная информационно-образовательная среда как основа педагогических инноваций высшего учебного заведения 56
2.1. Особенности учебного процесса в ЭИОС 56
2.2. Дидактические возможности ЭИОС ВУЗа 60
2.3. Использование ЭИОС ВУЗа в решении задач андрогогики 69
Глава 3. Виртуальное подразделение электронной информационно-образовательной среды ВУЗа 86
3.1. Виртуальное представительство кафедры как элемент управления знаниями в ВУЗе 86
3.2. Построение виртуального представительства кафедры в ЭИОС ВУЗа 98
3.3. Виртуальное подразделение в научно-исследовательской работе в ЭИОС ВУЗа 121
Глава 4. Электронный учебно-методический комплекс в условиях использования телекоммуникаций 124
4.1. Электронный учебно-методический комплекс как основа методического обеспечения ЭИОС ВУЗа 124
4.2. Теоретическая и практическая составляющие в электронном учебно-методическом комплексе 126
4.3. Методы оценки знаний в ЭИОС ВУЗа 133
Глава 5. Практические аспекты реализации электронной информационно-образовательной среды ВУЗа 135
5.1. Практика создания и эксплуатации электронных учебно-методических комплексов в ЭИОС ВУЗа 135
5.2. Примеры мультимедийных обучающих программных продуктов ЭУМК 150
5.3. Информационно-поисковая система для научных и образовательных потребностей ВУЗа 167
5.4. Практическая реализация телекоммуникационного учебного процесса в ЭИОС экономического ВУЗа 176
Заключение 196
Библиографический список 200
Приложения 226
- Аспекты создания и развития информационно -образовательной среды ВУЗа
- Особенности учебного процесса в ЭИОС
- Виртуальное представительство кафедры как элемент управления знаниями в ВУЗе
Введение к работе
Актуальность исследования. Учебный процесс в высшем учебном заведении (ВУЗ), научные исследования, проводимые в нем, управление учебным процессом и управление ВУЗом как организацией, а также множество других информационных процессов принято относить к информационно-образовательной среде (ИОС) ВУЗа.
В настоящее время происходит активное внедрение информационных и телекоммуникационных технологий (ИКТ) в сферу высшего образования. Компьютер становится доступным и мобильным устройством, обеспечивающим выполнение учебной работы и в аудиториях, и вне стен учебного заведения. Это приводит к глобальным изменениям условий функционирования ВУЗов, вызывающим необходимость пересмотра многих традиционных подходов к организации их работы и используемых образовательных технологий. Основой этого процесса становится содержательное и технологическое развитие ИОС ВУЗа, предполагающее в условиях использования ИКТ: постоянную модернизацию программного и технического обеспечения имеющейся вычислительной техники, регулярное повышение квалификации преподавателей и специалистов ВУЗа в области разработки и использования ИКТ в учебном процессе, совершенствование управления учебным процессом и ВУЗом в целом. В ВУЗе формируется его электронная информационно-образовательная среда (ЭИОС). Она представляет собой интегрированную среду информационно-образовательных ресурсов, программно-технических и телекоммуникационных средств, правил ее поддержки, администрирования и использования, обеспечивающих едиными технологическими средствами информационную поддержку, организацию и управление учебным процессом, научными исследованиями и профессиональное консультирование. Все это в совокупности способствует повышению качества обучения и научных исследований и их интенсификации [139-140].
В последнее время в научной литературе появилось большое количество
публикаций, посвященных проблемам создания, развития и функционирования информационно-образовательной среды в высшем учебном заведении. Примечателен и тот факт, что многие ВУЗы занимаются разработкой и внедрением ЭИОС для собственных условий. Известны попытки реализации межвузовских проектов, имеющих региональное, федеральное и даже международное значение. Все это свидетельствует о том, что в нашей стране постепенно складываются как отдельные аспекты теории, так и практика разработки и эксплуатации ЭИОС для высших учебных заведений.
Однако за пределами интереса исследователей остается ряд фундаментальных методических проблем развития ИОС ВУЗа в условиях активного использования ИКТ. Важнейшими из них являются:
- выявление подходов к структуризации ИОС ВУЗа как единой системы, определение наиболее важных направлений ее дальнейшего развития, исследование принципов соответствия ее структуры информационным потокам и дидактическим процессам в ВУЗе;
- изучение влияния специфики и профиля ВУЗа на функционирование в нем ЭИОС;
- определение влияния ЭИОС на возможности реализации методической системы обучения различным предметам, изучаемым в ВУЗе, и отдельных ее компонентов в условиях активного использования ИКТ;
- формирование критериев готовности ВУЗа к созданию и использованию ЭИОС на практике.
Многие направления развития образования в стране, отмеченные как приоритетные в "Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года", связаны с использованием ИКТ. Это инициирует научные исследования в данной области и определяет актуальность темы настоящей работы.
Проблема исследования вытекает из анализа современного состояния и тенденций развития ИКТ в сфере образования, осознания все возрастающей ро
ли и значимости разработки методических основ создания и развития ИОС ВУЗа в условиях активного использования ИКТ.
Многоаспектной проблеме использования ИКТ в сфере образования посвящены фундаментальные работы отечественных и зарубежных исследователей: А.А. Андреева [5,6], С.А. Бешенкова [21], Г.А. Бордовского [23], Я.А. Ва-граменко [32], С.Г. Григорьева [47,48], С.А. Жданова [61], В.А. Извозчикова [23], А.Д. Иванникова [157], С.Д. Каракозова [72], А.А. Кузнецова [85], В.В. Лаптева [89,90], B.C. Леднева [93], Е.И. Машбица [104,105], Е.С. Полат [131,132], И.В. Роберт [139-142], В.В. Рубцова [143], А.Я. Савельева [144], В.И. Солдаткина [151], Н.Ф. Талызиной [153,154], А.Н. Тихонова [156-158], С.А. Щенникова [174,175] и др. Однако вопросы структурного исследования информационных процессов в учебном заведении как в единой образовательной системе, в условиях активного использования ИКТ оказались вне интересов исследователей.
Информационная поддержка функционирования различных направлений деятельности учебных заведений является важным разделом информатизации образования. Вопросы формирования информационно-образовательных сред рассмотрены в работах А.А. Андреева [5,6], Ю.С. Брановского [26], С.Г. Григорьева [47], С.Л. Лобачева [123,124], В.Б. Моисеева [110,111], М.И. Нежуриной [116-118], Е.С. Полат [131,132], В.И. Солдаткина [151] и др. Наиболее популярны исследования в области информационно-образовательных сред образовательных учреждений разного уровня, являющихся основой для систем дистанционного образования. Вместе с тем тенденции развития современных средств ИКТ позволяют экстраполировать это понятие и на другие формы образования. Эта тенденция не была подробно изучена. Не вполне определены основные термины и понятия данной предметной области.
Важным компонентом развития ИОС является активное использование учебно-методических комплексов (УМК), ориентированных на различные учебные дисциплины. УМК содержит систему средств обучения по конкретно му предмету, к числу которых относятся разнообразные учебные материалы,
средства контроля знаний и т.д. Электронные учебно-методические комплексы (ЭУМК) образуются на основе использования электронных учебных материалов, электронных средств контроля знаний. Исследования в области разработки и применения электронных образовательных изданий и ресурсов чрезвычайно актуальны в последнее время. Имеется богатый опыт создания, разработаны концептуальные принципы построения и использования этого вида учебной литературы. Исследования в этой области связаны с именами следующих исследователей: С.Г. Григорьев [47,48], В.В. Гриншкун [47,48], Л.Х. Зайнутдинова [63], СИ. Макаров [101], А.В. Осин [122], И.В. Роберт [139-142], А.В. Соловов [149] и многих других. Использование электронных изданий и ресурсов в учебном процессе связано с созданием системы контроля знаний. Наиболее известные системы контроля знаний построены на основе тестовых систем. Разработки в области различных аспектов теории систем тестирования, использования тестов в процессе автоматизации оценки знаний рассмотрены в работах: B.C. Аванесова [2-4], Н.В. Макаровой [99], А.Г. Шмелева [173], М.Б. Челышко-вой [170], G.Rasch [184], G.Sax [185] и других ученых. УМК посвящен, как правило, определенному учебному предмету. Он обеспечивает реализацию методической системы обучения данному предмету, понимаемой как иерархии целей, содержания, методов, форм и средств обучения. В доступной литературе не рассматривалось влияния ЭИОС на возможности реализации методической системы обучения различным предметам, изучаемых в ВУЗе.
Таким образом, проблема исследования обусловлена противоречием между потребностью в разработке общих концептуальных и методических подходов к формированию ЭИОС ВУЗа, позволяющей гибко реагировать на новые возможности ИКТ, учитывающей специфические особенности ВУЗа, создающей условия для реализации методической системы обучения различным предметам, изучаемым в данном ВУЗе, с одной стороны, и отсутствием целостной и пол ной системы методических принципов и технологий формирования, использования
и развития информационно-образовательной среды ВУЗа, с другой стороны.
Объект исследования. Объектом диссертационного исследования выступает информационно-образовательная среда высшего учебного заведения.
Предмет исследования. Предметом диссертационной работы является теория и практика формирования и развития информационно-образовательной среды ВУЗа на основе ИКТ.
Цель исследования. Цель диссертационного исследования состоит в разработке целостной функционально полной системы методических основ формирования и развития информационно-образовательной среды ВУЗа в условиях использования ИКТ.
Гипотеза исследования. Гипотеза исследования заключается в предположении о том, что совокупность методических принципов формирования ИОС ВУЗа в условиях использования ИКТ должна обеспечить создание функционально полной целостной системы, образуемой включением в нее недостающих компонентов. Это позволит достичь существенного повышения качества и эффективности процесса функционирования ВУЗа. Существующий набор методических компонентов, лежащих в основе создания и развития ИОС ВУЗа, приобретает свойство функциональной полноты и замкнутости, если будут: сформулированы принципы структуризации ЭИОС ВУЗа как единой системы; определены наиболее важные направления ее развития; формализованы соответствия ее структуры информационным потокам и дидактическим процессам в ВУЗе; изучено влияние специфики ВУЗа на ЭИОС; определены условия адекватности ЭИОС методическим системам обучения предметам, преподаваемым в данном ВУЗе; сформулированы критерии готовности ВУЗа к созданию и использованию ЭИОС.
Задачи исследования. В соответствии с целью и гипотезой определяются следующие задачи исследования:
1) обосновать понятийный аппарат, систему методических принципов и подходов, составляющую основу формирования ЭИОС ВУЗа;
2) определить принципы структуризации ИОС ВУЗа как единой системы и выбрать наиболее важные направления ее развития;
3) сформулировать принципы соответствия структуры ЭИОС информационным потокам и дидактическим процессам в ВУЗе;
4) изучить влияние специфики ВУЗа на формируемую в нем ЭИОС;
5) определить влияние ЭИОС на возможности реализации методической системы обучения различным предметам, изучаемым в данном ВУЗе;
6) определить совокупность критериев готовности ВУЗа к созданию и использованию ЭИОС на практике в условиях использования ИКТ.
Содержание поставленной проблемы определило теоретико-экспериментальный характер исследования.
Экспериментальная проверка разработанных методических положений в практике работы высших учебных заведений возможна лишь при создании большого объема соответствующих компьютерных программ и электронных образовательных ресурсов. Тем не менее, для проверки достоверности основных результатов исследования, помимо их теоретического обоснования, в диссертации предпринята попытка практической реализации отдельных элементов предлагаемых методов и технологий в учебном заведении.
Для решения проблем исследования автором были использованы следующие методы:
- анализ научной литературы по философским, социальным, психолого-педагогическим проблемам, связанным с информатизацией общества, ее влиянием на личность и систему образования;
- анализ научной литературы по информатике, вычислительной технике, методике преподавания информатики и математики в ВУЗе;
- анализ вузовских программ, учебников и учебных пособий;
- использование системного подхода для развития ИОС;
- изучение и обобщение отечественного и зарубежного опыта информатизации образования;
- педагогический эксперимент.
База опытно-экспериментальной работы. Базой опытно-экспериментальной работы послужила Самарская государственная экономическая академия.
Теоретическая и методологическая основа исследования. Теоретическую и методологическую основу работы составили:
- теория познания и деятельности; системный подход; теория социально-общественной обусловленности образования; логико-методологические аспекты теории содержания непрерывного образования (B.C. Леднев [93]);
- теория моделирования, в частности, методы представления знаний в интеллектуальных и обучающих системах;
- теория и методика информационного моделирования в дидактических исследованиях, в частности, с применением графовых моделей (С.А. Бешенков [21], М.В. Швецкий [172] и др.);
- труды педагогов, психологов, в которых рассматриваются проблемы образования, его роль в развитии личности обучаемого (Ю.К. Бабанский [9,10], В.П. Беспалько [17-20], П.Я. Гальперин [43], Б.С. Гершунский [45], В.В. Давыдов [52], В.В. Краевский [82], B.C. Леднев [93], И.Я. Лернер [94], А.Г. Мордко-вич [112], A.M. Пышкало [138], Е.С. Полат [131,132] и др.);
- работы в области развития концепций и структуры высшего профессионального образования (Ю.С. Брановский [26], В.Г. Кинелев [79], B.C. Леднев [93], В.Л. Матросов [1] и др.);
- положения о принципах формирования содержания образования (А.А. Вербицкий [36,37], В.В.Краевский [82] и др.);
- работы в области информатизации образования (Е.П. Велихов [35], С. Г. Григорьев [47,48], А.П. Ершов [54-60], В.Г. Кинелев [79], А.А. Кузнецов [85], К.К. Колин [75], И.В.Роберт [139-142], Б.Я. Советов [148], В.П. Тихомиров [155], А.Ю. Уваров [160] и др.);
- работы в области формирования методологии обучения информатике (С.А. Бешенков [21], Т.А. Бороненко [24], С.А. Жданов [61], А.П. Ершов [54-60], А.А. Кузнецов [85], Э.И. Кузнецов [86], В.В. Лаптев [90], М.П. Лапчик [91], Н.В. Макарова [99], М.В. Швецкий [172] и др.);
- теоретические основы оценки качества образовательных услуг (Н.А. Селезнева [145] и др.);
- Существенное значение в концептуальном плане имели положения о сущности педагогического процесса в условиях системного подхода (Ю.К. Ба-банский [9,10], В.П. Беспалько [17-20] и др.).
Научная новизна и теоретическая значимость. Научная новизна и теоретическая значимость проведенного исследования состоят в следующем:
- обоснована система методических принципов, подходов и понятий, составляющая научную базу методики развития ИОС ВУЗа с использованием ИКТ;
- предложено представление ЭИОС ВУЗа в виде системы унифицированных виртуальных подразделений (кафедр, лабораторий, структур управления и т. д.), обеспечивающих в совокупности информационные потребности ВУЗа как единой функционально полной целостной системы;
- разработана математическая модель ЭИОС ВУЗа, позволяющая оптимизировать использование технических, информационных и телекоммуникационных ресурсов ВУЗа, оценить влияние специфических особенностей ВУЗа на ЭИОС, сформулировать критерии готовности ВУЗа к формированию ИОС на основе ИКТ;
- на основе использования технологии управления знаниями разработана структура виртуальной кафедры, обеспечивающая возможность интегрированного использования интеллектуальных ресурсов ВУЗа, реализацию методических систем обучения конкретным учебным предметам, изучаемым в данном ВУЗе;
- определены структура и место электронного учебно-методического комплекса (ЭУМК) в реализации методической системы обучения конкретным предметам;
- определены принципы, методы построения и разработана информационно-поисковая система для обеспечения научных и образовательных потребностей ВУЗа в информационно-образовательных ресурсах.
Практическая значимость. Практическая значимость полученных результатов заключается в следующем:
- создана методика, обеспечивающая унифицированный подход к формированию ЭИОС ВУЗа, заключающаяся в единообразной автоматизированной технологии обработки информационных ресурсов, поступающих от виртуальных подразделений;
- на основе применения математической модели ЭИОС разработаны количественные критерии оценки готовности ВУЗа к формированию ИОС на основе ИКТ;
- разработана система ЭУМК для различных специальностей и специализаций. Система состоит из мультимедийных обучающих программ, обеспечивающих потребности общепрофессиональных и специальных экономических дисциплин учебного плана. Все мультимедийные продукты прошли рассмотрение и одобрены научно-техническим советом Самарской государственной экономической академии, зарегистрированы региональной Торгово-промышленной палате и в отраслевом Фонде алгоритмов и программ;
- определены принципы построения и реализации информационно-поисковой системы для обеспечения научных и образовательных потребностей ВУЗа;
- разработана и внедрена в Самарской государственной экономической академии внутривузовская информационно-поисковая система научных и образовательных ресурсов.
Результаты работы внедрены в учебный процесс Самарской государственной экономической академии, а также в ряде других ВУЗов страны.
Апробация результатов исследования. Результаты, содержащиеся в диссертационном исследовании, возникли в процессе продолжительной педагогической, научно-методической и исследовательской работы автора.
Результаты доложены: на семинаре Центра информатики и информационных технологий в образовании ИСМО РАО, Москва, 2004 г.; семинаре кафедры информатики и прикладной математики Московского городского педагогического университета, Москва, 2004 г.; Международном научном конгрессе "Проблемы качества экономического роста", Самара, 2004 г.; Международной конференции "Информационные технологии в образовании ИТО-2003", Москва, 2003 г.; Международной российско-германской конференции "Структурно-экономические проблемы занятости и безработицы", Самара, 2003 г.; Международной научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении", Санкт-Петербург, 2001 г.; Российской научно-методической конференции с международным участием "Управление экономикой: методы, модели, технологии", Уфа, 2001 г.; Всероссийской научной конференции с международным участием "Проблемы развития и интеграции науки, профессионального образования и права в третьем тысячелетии", Красноярск, 2001 г.; VII Международной научно-методической конференции "Высокие интеллектуальные технологии образования и науки", Санкт-Петербург, 2000 г.; X Всероссийской научно-методической конференции "Проблемы качества образования", Уфа, 2000 г.; V Международной научно-технической конференции "Математические методы и информационные технологии в экономике", Пенза, 2000 г.; Международной научно-практической конференции "Российская экономика на пороге XXI века", Уфа, 2000 г.; Всероссийской научно-практической конференции "Региональные проблемы развития системы образования", Пенза, 2000 г.; II Международной научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права", Москва, МГАПИ, 1999 г.; Научно-методической конференции "Актуальные проблемы университетского технического образования", Самара, 1998, 1999 гг.; Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы экономического роста", Самара, 1999 г.; Международной научно-практической конференции ученых и практиков сфер культуры и образования,
Самара, 1997 г.; Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы
формирования и развития рынка в регионе", Пенза, 1997 г.; Международной научно-практической конференции "Педагогический процесс как культурная деятельность", Самара, 1997 г.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Функциональная полнота и целостность системы методических принципов формирования и развития информационно-образовательной среды ВУЗа в условиях использования ИКТ придают этой системе новое качество, обеспечивающее существенное повышение педагогической эффективности ИОС ВУЗа. Обеспечение функциональной полноты и целостности системы методических принципов связано с принципами структуризации образовательных и научных ресурсов, определяющими структуру и функции ЭИОС ВУЗа, принципами унификации, определяющими совокупность виртуальных подразделений, являющихся компонентами ЭИОС и технологии формирования информационных образовательных ресурсов, наполнения и использования ЭИОС.
2. Функционирование ЭИОС ВУЗа реализуется ее представлением в виде системы унифицированных виртуальных подразделений (кафедр, лабораторий, структур управления и т. д.), обеспечивающих в совокупности информационные потребности учебного процесса и научных исследований ВУЗа как единой функционально полной образовательной системы.
3. Формирование и развитие ИОС ВУЗа обеспечивают возможность интегрированного представления и использования образовательных информационных ресурсов. Интегрированное использование образовательных ресурсов осуществляется на основе унификации ЭУМК и создаваемых виртуальных представительств кафедр, осуществляющих разработку, актуализацию и администрирование ЭУМК в структуре ЭИОС.
4. Эффективность создаваемой ЭИОС обеспечена унифицированной структурой и местом электронного учебно-методического комплекса в реализации методической системы обучения конкретным предметам и обоснована многолет ним опытом эксплуатации реализованной системой ЭУМК для различных специальностей и специализаций экономического профиля.
5. Создание, актуализация, администрирование ЭИОС осуществляется на основе унифицированной, автоматизированной технологии обработки информационных образовательных и научных ресурсов, поступающих от виртуальных подразделений.
6. Выявленные и разработанные критерии оценки готовности ВУЗа к формированию ЭИОС на основе ИКТ представляют собой систему показателей, определяющих уровень оснащения ВУЗа программно-техническими средствами, кадровыми и финансовыми ресурсами, методическими материалами и способность принятия новых организационных решений.
Аспекты создания и развития информационно -образовательной среды ВУЗа
В настоящее время традиционные факторы производства (земля, сырье, финансово-промышленный капитал), бесспорно, играют огромную роль, однако они имеют свои пределы. Экономические достижения государства все в большей степени определяются уровнем образования граждан, их профессиональной подготовкой. Безграничен только человеческий капитал, выражаемый в знаниях и духовности людей. В такой ситуации система образования становится приоритетной производственной отраслью. Образование не должно ограничиваться обучением в учебном заведении, оно должно быгь непрерывным, охватывающим все возрастные группы. Подъем общего уровня образования невозможен без объединения усилий учебных заведений региона, совокупности регионов, всей страны. Огромную роль в этом процессе играют телекоммуникации. Они позволяют осуществить связь между учебными заведениями, между учебными заведениями и обучаемыми. Поскольку большинство ВУЗов находятся в пределах определенного региона, решая образовательные задачи данного, конкретного региона, наиболее актуальной представляется рассмотрение информационно-образовательной среды региона (РИОС).
В концепции региональной информационно-образовательной среды [78] РИОС определяется как программно-телекоммуникационная среда, обеспечивающая едиными технологическими средствами ведения учебного процесса, его информационную поддержку и документирование в среде Internet любому числу учебных заведений независимо от их профессиональной специализации и уровня образования. РИОС, являясь распределенной, должна иметь единые средства навигации, обеспечивающие пользователю возможность быстро и простыми средствами найти: необходимую информацию об учебном заведении, полный список учебных заведений, обеспечивающих получение образования по конкретной специальности, любой информационный ресурс независимо от места его физического нахождения. В соответствии с Концепцией, каждая РИОС содержит виртуальные представительства (ВП) учебных заведений своего региона.
Виртуальное представительство учебного заведения [78] - это программный комплекс, который предполагает полный набор сервисных служб и информационных ресурсов, обеспечивающих учебный процесс именно в этом конкретном учебном заведении. Состав и содержание информационных ресурсов определяются учебным заведением, а набор сервисных служб обеспечивается типовым программным обеспечением (ТПО).
Администрирование ВП ведет учебное заведение, реализуя свою методику формирования электронной библиотеки, набора учащихся, обучения и проводя собственную образовательную политику. Это обеспечивает полную независимость каждого конкретного учебного заведения. Объединение ВП учебных заведений данного региона и образует РИОС.
Виртуальное представительство учебного заведения реализуется в виде программных модулей. Модули могут быть двух типов: основные, являющиеся неотъемлемой частью любого ВП и дополнительные, генерируемые по мере необходимости.
Учебное заведение через свое ВП предлагает обучение по одной или нескольким специальностям или по отдельным курсам вне учебного плана. Программное обеспечение ВП предоставляет возможность обучаемому выбрать преподавателя, у которого он желает проходить обучение. По каждой дисциплине обучаемые обеспечиваются обязательным и дополнительным учебным материалами и доступом в электронную библиотеку ВП данного учебного заведения.
В рамках РИОС каждое ВП имеет возможность использовать все предоставляемые Internet-возможности - от электронной почты до видеоконференций.
Каждое ВП предоставляет возможность обучаемому использовать в процессе обучения определенный набор сервисных функций, обеспечивающих процесс обучения. Виртуальные представительства учебных заведений региона образуют в совокупности систему телекоммуникационных средств сферы образования, которой является РИОС.
Предлагаются следующие этапы создания региональной информационно-образовательной среды.
Этап 1. Организационный (предпроектный).
На этом этапе производится рассмотрение концепции построения РИОС и формируется рабочая группа ответственных исполнителей. Разрабатываются и согласуются между исполнителями базовые системные соглашения и протоколы. Создается опытный сегмент РИОС, где проводятся экспериментальные работы по отработке базовых технологий. Определяются источники финансирования. Формируется схема организации работ распределенного коллектива разработчиков РИОС. Проводится разработка проектов отраслевых стандартов, ориентированных на внедрение технологий открытого обучения.
Основными результатами первого этапа являются следующие:
- разрабатывается и утверждается межвузовская программа "Создание системы открытого образования";
- назначается головной исполнитель;
- составляется список ответственных исполнителей и осуществляется распределение работ между ними;
- разрабатывается план-график создания РИОС;
- подготавливается комплект базовых системных соглашений;
- создается опытный сегмент РИОС на базе 2-3 ВУЗов;
- оформляются соглашения об источниках финансирования;
- разрабатываются проекты отраслевых стандартов по открытому образованию (00). Этап 2. Проектный.
Проводится разработка основного объема программного обеспечения и его комплексная отладка. Разрабатывается конструкторская и эксплуатационная документация. Проводится планомерная разработка и интеграция в РИОС удаленных практикумов по дисциплинам. Отрабатывается регламент взаимодействия региональных РИОС и механизмы финансовых расчетов. Осуществляются разработка и утверждение комплекта отраслевых стандартов по технологиям 00.
Основные результаты второго этапа:
- разрабатывается комплект документации на программные компоненты РИОС и комплект типовых методик сетевого учебного процесса, опробованных на опытном сегменте РИОС;
- создается фонд удаленных практикумов, обеспечивающий потребности учебных планов по нескольким специальностям;
- составляются акты о передаче в эксплуатацию региональных РИОС;
- формируется согласованное и утвержденное положение о регламенте взаимодействия региональных сегментов РИОС;
- составляется соглашение о финансовых расчетах между организациями - участниками РИОС;
- подготавливается комплект проектов отраслевых стандартов по ОО.
Этап 3. Опытная эксплуатация.
Проводится генерация множества ВП учебных заведений различного уровня и профиля, и на основании типовых методик организуется учебный процесс. Осуществляются 100%-й опрос учащихся и выработка рекомендаций по совершенствованию методик и технологий обучения. Проводятся доработки программного обеспечения. Осуществляется ввод в действие системы формирования рейтинга организации учебного процесса
различными учебными заведениями. Разрабатывается механизм взаимозачетов дисциплин, изученных учащимся в другом учебном заведении РИОС. Сеть региональных РИОС расширяется, охватывая и другие страны.
Таким образом, информационно-образовательная среда ВУЗа (ИОС ВУЗа) является частью РИОС.
Программной реализацией ИОС ВУЗа оказывается телекоммуникационный портал, обеспечивающий персонификацию для конечных пользователей; организацию удаленного индивидуального клиентского места для всех типов пользователей; распределение ресурсов ИОС; отслеживание и протоколирование действий пользователей; обеспечение активного доступа и отображения информации из баз данных ИОС.
Реализация ИОС ВУЗа в виде телекоммуникационного портала определяет развитие ИОС ВУЗа на современном этапе и трансформацию ИОС ВУЗа в электронную информационно-образовательную среду (ЭИОС).
Особенности учебного процесса в ЭИОС
Внедрение электронной информационно-образовательной среды (ЭИОС) в ВУЗе заставляет пересмотреть свои взгляды на саму суть и содержание образования. Во-первых, ЭИОС изменяет способы представления информации, во-вторых, учитывает результаты исследования и анализа проблем обучения и изменяет способы предоставления образовательных услуг, в-третьих, ИОС влияет на постановку и методы исследования проблем образования и может изменить способы принятия решений. Таким образом, новые информационные технологии, реализованные в ЭИОС, предстают как новые интеллектуальные средства, затрагивая саму суть образования (М. Клейнман [74]).
Информационно-образовательная среда создает условия для интеграции учебных дисциплин, формирования единой, целостной образовательной системы. Интеграция, развитие междисциплинарных связей, формирование системы обобщенных понятий предполагают формирование информационного пространства знаний на современной дидактической и организационной основе. Проблема интеграции в условиях осуществления непрерывного образования приобретает особую остроту и актуальность.
Предоставленные естественному ходу традиционные образовательные процессы не обеспечивают целостного осознания реальности и лишены синтезирующих тенденций. Этим определяется настоятельная необходимость сознательного, обоснованного, целенаправленного и систематического внесения в образовательные процессы интегрирующих аспектов как условия превращения этих процессов в процессы подлинного развития личности. Эта задача становится особенно значимой в случае ее рассмотрения в системе непрерывного образования. Создание такой системы предполагает выделение в ней отдельных звеньев, элементов и сторон, обеспечивающих удовлетворение разноплановых образовательно-познавательных потребностей личности как на последовательных стадиях и этапах ее жизненной эволюции, так и с точки зрения их ориентации и содержания. Интеграция представляет собой отнюдь не простое объединение произвольного множества элементов в связанный лишь внешними условиями существования конгломерат. Она является процессом, ведущим к образованию внутренне взаимосвязанной целостности, обладающей свойствами, отсутствовавшими у составляющих ее компонентов или частностей, реализующихся за счет соответствующего подбора последних, специфического их сочетания и организации.
Соответственно, интеграционными образовательными процессами будем называть такие образовательные процессы, содержание которых характеризуется приобретением ими новых качеств и свойств, которое достигнуто вследствие надлежащего объединения прежде автономных элементов, либо изменения отношений между входившими в образовательные процессы составляющими.
Традиционному образованию присуща дисциплинарная модель обучения, а вся его организация направлена на информационно-репродуктивный подход к обучению. При этом под влиянием информационного бума все более углубляется и без того порочная тенденция: в ограниченное время обучения втискивать все больше разноплановых, лоскутных сведений, бесконечно наращивать количество узкопрофессиональных предметов. Сейчас уже понятно, что проблемы определения и структуризации образования нельзя решить на основе экстенсивного развития. Необходим поиск путей интенсификации системы образования. Определенные решения в этом направлении уже реализованы.
В условиях необходимости решения новых проблем, к которым подошла Российская система образования (фундаментальность, качество образования, доступность, гуманизация, индивидуализация, эффективность и демократизация), все более очевидной становится проблема перехода от дисциплинарно 58 ориентированной системы обучения к проектно-созидательной. Эта система характерна, прежде всего, личностно-деятельностным подходом в обучении.
Дальнейшее развитие, особую ценность и новую трактовку личностно-деятельностный подход может приобрести именно в проектно-созидательной системе обучения, когда на первое место в образовательном процессе выходит деятельность (сотворение образа мира и познание его в контексте сотворения) и личность (персональная ответственность за свои творения).
Характерной чертой проектно-созидательной системы является изменение функций знаний. Процесс его усвоения перестает носить характер рутинного заучивания, репродукции и организуется в многообразных формах поисковой мыслительной деятельности, как продуктивный творческий процесс.
Знания в информационно-образовательной среде систематизируются и структурируются в соответствии с иерархией познаваемых объектов. Студент должен иметь к ним открытый доступ (через компьютерную сеть, базу данных или учебник) и усваивать в контексте процесса проектирования, моделирования, конструирования или исследования. Структура их предъявления должна быть таковой, чтобы студент смог уяснить генезис этого знания, причем не только в хронологической последовательности, но и как неизбежный итог разрешения противоречий при возникновении нового его элемента. Таким образом, в новой образовательной модели знания должны быть не объектом, а средством развития обучаемого.
В традиционной системе содержание преподносится в виде готового знания, которое необходимо понять, усвоить и запомнить. Причем знание представляется в форме учебника или дополнительной литературы, задачника или сборника лабораторных работ. При этом основным средством трансляции знаний служит текст. В случае информационно-образовательной среды в традиционный учебный процесс добавляются электронные учебники, обучающие системы, тренажерные и контролирующие программы и т.д.
В проектно-созидательном обучении готовое знание существует наряду со знанием, синтезированным самим студентом. Синтезированное знание "рождает" сам обучаемый в контексте реализации проекта. В нем можно выделить, по крайней мере, два типа знаний: косвенное и результирующее. Косвенное можно представить с помощью вспомогательных материалов. Это могут быть массивы оригинальной справочной научной информации, которые мы будем называть информационными полями. Они должны быть представлены в форме компьютерных образовательных баз данных одна и та же информация в них может быть представлена различными способами: списком по полям и объектам, в виде оригинальных таблиц, например, в виде периодической гипертекстовой таблицы, в виде интерактивных графиков, в которых можно проводить различные исследования в виде видео изображений.
Таким образом, при переходе от дисциплинарно-ориентированных моделей обучения к проектно-созидательным происходит переход от традиционной парадигмы образования, которую принято называть текстовой, к новой образовательной парадигме.
М. White [190] отмечает в этой связи, что наиболее важной чертой информационно-образовательных сред, определяющих их революционизирующее воздействие на процесс обучения, являются новые возможности представления учебной информации. Представляя информацию не в виде текста, а в виде образов на экране компьютера, информационные технологии вносят совершенство в сферу образования. Это связано с тем, что образы оказывают значительно большее воздействие на обучаемого, его чувства и эмоции, чем текст, а, следовательно, информация в таком виде усваивается существенно лучше. По мнению М. White, визуализация информации в виде образа позволяет более эффективно отслеживать связи и отношения в изучаемом процессе, объекте, тенденции их развития. Образность -мощный инструмент мышления и его радикальному совершенствованию способствуют новые информационные технологии обучения.
Поскольку элементы содержания образования, во-первых, достаточно разнородны по содержанию и, во-вторых, имеют сложные и многоуровневые взаимосвязи и отношения, постольку усложняется задача их организации в единый учеб 60 ный процесс. На современном уровне эта задача решается на основе новых информационных технологий Волошина Т.П., Кашицин В.П., Молчанова О.П. [38]. В связи с этим, говоря о влиянии информационно-образовательной среды на организацию и структурирование содержания образования, многие исследователи G.A. Hutchings, W. Hall, D.R. Spitzer [180,187 и др.] подчеркивают возможности информационных гипертехнологий, мультимедийных и сетевых технологий в организации учебного процесса. Использование технологии гипертекста в организации содержания обучения позволяет устанавливать ассоциативные связи (гиперсвязи) между отдельными понятиями, терминами, фрагментами текста в учебном материале, благодаря чему учебный текст оказывается организованным не только по последовательности введения и развития понятий, но и по тематическим линиям, определенным индексам, библиографическим указателям и т.д., т.е. в соответствии с установленной разработчиком такого средства обучения структурой связей.
Виртуальное представительство кафедры как элемент управления знаниями в ВУЗе
Управление знаниями в высшем учебном заведении - это направление деятельности, которое обеспечивает интегрированный подход к эффективному формированию знаний у студентов на основе создания, сбора, организации, доступа и использования всех его информационных ресурсов. Эти ресурсы включают структурированные базы данных, информацию в текстовой, графической, мультимедийной форме.
Методологической основой управления знаниями в ВУЗе предлагается рассмотреть следующие принципы:
- генерация, развитие и апробация педагогических инноваций;
- обеспечение возможности получения необходимых знаний посредством сетевых технологий;
- обеспечение возможности постоянного общения студентов и преподавателей посредством сетевых технологий;
- повышение компетентности профессорско-преподавательского состава.
Рассмотрим эти принципы подробнее.
Генерация, развитие и апробация педагогических инноваций - деятельность, необходимая для дальнейшего продвижения и развития высшего учебного заведения. Педагогические нововведения являются центральным элементом стратегии ВУЗа. Педагогические инновации необходимы для того, чтобы ВУЗ поддерживал свою конкурентоспособность на рынке образовательных услуг. Управление знаниями здесь заключается в координации совместной деятельности профессорско-преподавательского состава и других сотрудников, чтобы реализовать генерацию новых педагогических идей, апробировать их в учебном процессе и эффективно применять на занятиях. Самым сложным является орга 87 низация информационной технологии, способствующей генерации инноваций.
Подход к созданию такой технологии заключается в разработке и дальнейшем широком использовании дискуссионных баз данных по педагогическим инновациям. Дискуссионные базы данных - это место для совместной работы распределенных коллективов преподавателей. Каждая дискуссия имеет своего организатора, координатора. Это методист, на ком лежит обязанность вести дискуссию к цели. Если кто-то отклоняется от цели, то организатор заставляет его вернуться к теме обсуждения. Участники дискуссии совместно создают документ, миссию группы, определяющий цель дискуссии таким образом, чтобы каждый участник понимал предмет дискуссии. Все участники дискуссии работают вместе, и каждый понимает ту цель, которую преследует эта дискуссия. Кроме того, в дискуссии определяют роли, поскольку в ней могут участвовать как опытные педагоги, так и молодые, преподаватели-новички. Если в конструктивной дискуссии появляется преподаватель-новичок, то все участники хотели бы знать - кто это такой, есть ли ему что сказать или он здесь просто для того, чтобы получить информацию. Но если перед тем, как вступить в дискуссию, новичок заполнит свой профиль, свои данные, то изначально всем все ясно. Теперь, когда участники дискуссии знают все это, им легче оценить ответы вновь прибывшего. В этом случае дискуссия становится более динамичной.
Процесс создания инноваций (в том числе и педагогических) имеет ряд дискретных этапов, т.е. инновационный процесс цикличен. Когда в ВУЗе генерируются инновации, то не рассматривают какую-то одну идею, а собирают вместе целые десятки идей. Затем, когда идей достаточно, преподаватели, участвующие в процессе генерации идей, совместными усилиями выбирают одну, самую лучшую. После того, как эта идея выбрана, начинается мозговой штурм о наилучшем способе воплощения ее в жизнь. И здесь применяется такой тип "мозгового штурма", когда в его результате выбирается лучшая идея, но никак не обсуждается вопрос ее осуществления. Этот процесс - генерация множества идей, выбор одной и затем снова генерация множества идей уже ее воплощении. Созидательность, генерация идей - существенная часть процесса инноваций. Генерация новых, нестандартных идей требует "расширяющегося" мышления, что является процессом, имеющим количественные характеристики. Реализация перспективных идей требует "сужающегося", концентрирующегося мышления, и представляет собой процесс, определяемый качественными характеристиками.
В связи с этим в информационные технологии управления знаниями должны включать в себя экспертные системы и их оболочки с элементами самообучения, а также программные среды в виде пространства решений, в которых имеется возможность создания ИДЕИ, кнопка для голосования за идею и возможность подсчета голосов. Когда идея выбрана, дискуссия архивируется и участники переходят к следующей.
Обеспечение возможности получения необходимых знаний посредством сетевых технологий.
Этот принцип определяет доступность информации для обучаемых и сотрудников в рамках высшего учебного заведения. Он может быть реализован посредством решения следующих задач.
1. Поиск и представление знаний - это делает возможным, во-первых, направленный предметный поиск в Internet посредством дополнительных каталожных систем по тематике научных исследований ВУЗа, во-вторых, сбор индивидуальных знаний для коллективного использования в ВУЗе.
2.Периодическая систематизация (организация): классификация и категоризация знаний с целью их последующего целенаправленного извлечения; поддержание целостности данных.
3. Обеспечение доступа к знаниям, которые запрашиваются конкретным пользователем. В качестве пользователя может выступать как студент, так и сотрудник ВУЗа.
4. Применение знаний в процессе обучения, а также принятии решений сотрудниками и удовлетворение их научных и методических интересов. По 89 следнее является рекурсивным процессом в том плане, что в результате генерируется обратная связь, влияющая на научно-исследовательскую и учебно-методическую деятельность ВУЗа.
Обеспечение доступа к нужным знаниям информации вытекает из категоризации знаний и создания профессионального тезауруса. К этим технологиям должна быть добавлены средства для лингвистического, интеллектуального анализа, самообучения и составления карт содержимого. Средства для лингвистического анализа - это Web-роботы. Они просматривают хранилища документов и пытаются выделить из них ключевую информацию и связи с другими документами. Хотя средства лингвистического анализа могут создать профессиональный тезаурус в автоматическом режиме, тем не менее, необходим штат методистов-библиотекарей, занимающийся категоризацией знаний в рамках ВУЗа. Библиотекари знаний на самом деле помогают правильно определить те базы данных, в которых находится нужная информация и знания. Таким образом, они определяют для них соответствующий электронный адрес. Пользователь должен знать, в каких базах данных надо осуществлять поиск. Нужно только, чтобы кто-нибудь один раз определил, какие базы данных адекватным учебно-методическим базам данных.
Библиотекари знаний должны определять, каким обучаемым и каким преподавателям будут необходимы те или иные знания.
Здесь широко могут использоваться push-технологии (технологии принудительного распространения информации). В этой новой технологии пользователь создает свой профиль и система начинает поиск того, что могло бы быть интересно пользователю в соответствии с его настройками. Это может быть информация о расписании, зачетах, экзаменах, учебно-методических комплексах. Профиль дает знать системе, чем пользователь интересуется и считает важным для себя.
Важным элементом поиска знаний является система внутривузовских порталов, заданных как предметными областями (предметно-ориентированные порталы, так и учебно-методическими и организационными связями). Порталы сегодня популярны в Internet в качестве отправных точек навигации.
Эти сайты обеспечивают пользователя персональным местом, которое быстро и интуитивно сообщает ему об информации, которая может быть ему интересна. Модель для таких порталов основана на том, что пользователи используют портал при входе в Internet, и это хорошее место для помещения баннеров и другой рекламы.
В случае с корпоративной внутривузовской сетью или Intranet используется другой подход. Здесь используется размещение ссылок на ценную информацию внутри и вне организации, которая была бы полезна пользователю.
Таким образом, Intranet-порталы ВУЗа помогают пользователю находить ту информацию, которая нужна ему для его текущих задач, а также соединять его с нужными людьми (это могут быть преподаватели или обучаемые). Эта модель прямо соответствует определению управления знаниями, как систематического процесса организации помощи отдельному пользователю в поиске информации. Такой поиск обеспечивает человека той информацией, которая ему нужна и тогда, когда она ему нужна.
Можно выделить четыре типа технологий, обеспечивающих возможность получения необходимых знаний, это: семантические технологии, технологии совместной работы, визуализации и масштабирования.
Под семантическими технологиями понимаются средства установления взаимосвязей между терминологией пользователей и терминологией, используемой в информационной системе. Семантическая функциональность использует технологии кластеризации, категоризации, лингвистического анализа, извлечения данных и семантических сетей, которые обеспечивают соответствие доставляемой информации запросам пользователей. Здесь можно встретить как тактические решения, делающие, например, выборки документов, в которых встречается определенный термин, так и стратегические с более сложным семантическим анализом, дающим более точные результаты запросов.
Под технологиями совместной работы понимаются возможность отбора пользователями знаний и средства взаимодействия с экспертами для реше 91 ния своих задач. Сюда включаются средства фильтрации, идентификации экспертов и объединения пользователей в сообщества людей, объединенных общими интересами (это такие средства систем групповой работы, как дискуссионные БД, сетевые справочники и пр.). Эти средства бывают тактическими, обеспечивающими удобный доступ только к собственным знаниям, так и стратегическими, обеспечивающими доступ к корпоративным знаниям ВУЗа, экспертам, сетям и сообществам.
Средства визуализации используются для выполнения навигации и быстрого извлечения информации в информационной среде ВУЗа, а также поддержки анализа содержимого знаний.
