Введение
Информатизация образовательной системы в современном обществе должна базироваться на полнофункциональном формировании информационного пространства и широком использовании информационных технологий [152].
Наиболее важными признаками, характеризующими требования к современному человеку, являются: разум и интеллект, стремление к творчеству и свободе, владение современными технологиями созидания [171]. Доминирующей задачей всех звеньев и структур системы образования является ориентация на формирование и развитие этих параметров, что является залогом продуктивной деятельности и развития.
Информатизация высшей школы - всеобъемлющий, целостный процесс развития образовательной среды в рамках единого информационного пространства. Развитие информационного пространства требует повышения профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса. Основным фактором и необходимым условием успешного применения вычислительной техники в практике преподавателя является достижение максимально возможного уровня компьютерной грамотности. Высокий уровень предполагает не только умение использовать компьютер и информационные технологии, но и значительные изменения сознания и структуры профессиональной культуры преподавателя.
Под воздействием информационных технологий процесс профессиональной подготовки претерпевает серьезные изменения, его составные компоненты вступают друг с другом в четкие смысловые связи и отношения, совершенствование одних ведет за собой изменение других. Основы применения информационных ресурсов в обучении представлены в трудах ученых: В.П. Беспалько [8; 9], Б.И. Зобова [19; 48; 49], А.А. Кузнецова [75; 76], Я.А. Ваграменко [10; 14; 15; 16; 17; 19; 20], Б.С. Гершунского [26], А.П. Ершова [43], Л.П. Куракова [53; 80; 82; 81], Е.И. Машбица [91], В.М. Монахова [100; 101; 102], СП. Плеханова [117], В.Е. Шукшунова [50; 104;
4 113; 163; 164; 165] и др., в которых анализируются психолого-педагогические и
методологические проблемы информатизации образовательной среды.
На интегрирующий характер применения информационных технологий в обучении указывают И.И. Баврин [7], С.А. Бешенков [10], Г.Д. Глейзер [27; 28], М.И. Зайкин [46], Г.Л. Луканкин [44; 47; 86; 87; 88; 85; 90], А.И. Нижников [106], И.В. Роберт [125; 126; 127; 129], М.Н. Скаткин [138; 139] и др., отмечая их специфические свойства, важнейшими из которых являются индивидуализация учебного процесса и усиление деятельностного подхода при использовании новых познавательных сред.
Отдельные аспекты использования информационных технологий в обучении рассматриваются в диссертационных исследованиях Ю.В. Бусова, Д.А. Грамакова [34; 35], Ю.Н. Егоровой, Н.Д. Коваленко, И.Н. Кутового, Л.В. Мизиновой, А.Н. Павлова, О.И. Соколовой, Е.Г. Ториной [145; 146; 147; 148] и др. Методам и средствам построения образовательных порталов посвящены монография В.И. Солдаткина [134; 142], работы А.И. Башмакова, А.Д. Иванникова [51; ПО], Б.М. Позднеева [118] и др.
В настоящее время ведутся масштабные разработки компонентов единого образовательного информационного пространства, выполняемые в рамках федеральных целевых программ «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)» [152], «Электронная Россия», проектов Национального фонда подготовки кадров, а также научных программ Министерства образования и науки РФ. Все они сопровождаются обеспечением правовой и нормативно-технической базы (стандарты министерства образования и науки, регламенты, рекомендации), гармонизированным с требованиями национальных (ГОСТ Р) и международных (ИСО, МЭК) стандартов и обеспечивающей создание информационной продукции конкурентоспособного качества [118].
5 Диссертант регулярно принимает участие в Интернет-семинарах
«Интернет-порталы: содержание и технологии» [51], на которых обсуждается проект стандарта Министерства образования и науки РФ «Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Образовательные порталы. Информационные образовательные ресурсы. Рубрикация и спецификация метаописания». Применение настоящего стандарта должно обеспечить, в первую очередь, упорядочение процессов рубрикации и подготовки метаописаний информационно-образовательных ресурсов на этапе их разработки. Упорядочение рубрикации должно обеспечивать также более строгое структурирование содержания (контента) образовательных порталов, и, следовательно, способствовать более эффективному их применению.
Разработка, внедрение и использование в системе образования комплекса по информационно-коммуникационным технологиям является стратегической задачей, решение которой с учетом специфики учебных заведений позволит обеспечить интеграцию информационных ресурсов для всех уровней образования и будет способствовать продвижению российского образования на международном рынке. Решение этой задачи обуславливает актуальность выбранной темы диссертационной работы.
Проблема исследования состоит в поиске оптимальной формы информационно-образовательных ресурсов высшего учебного заведения, реализующих требования профессиональной направленности их применения при подготовке специалистов различного профиля.
Объектом исследования является организация профессиональной подготовки специалистов в высших учебных заведениях, включая использование учебно-методического обеспечения естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин.
Предмет исследования - проектирование информационных ресурсов образовательного учреждения как основной базы при формировании профессиональной подготовки специалиста.
6
Цель исследования заключается в теоретическом обосновании, разработке методического обеспечения, выборе оптимальных технологий для построения информационного банка образовательных ресурсов.
Гипотеза исследования: информационно-образовательные ресурсы окажут ключевое воздействие на формирование профессионального уровня подготовки специалиста, если будут соблюдены следующие условия:
• при построении информационно-образовательных ресурсов вуза используются открытые информационные технологии;
• организация информационной системы вуза позволит реализовать учебно-методическое обеспечение различных учебных дисциплин на высоком технологическом и содержательном уровне;
• при применении информационно-образовательных ресурсов в учебном процессе будут соблюдены принципы усиления прикладной направленности, обеспечения единства содержания и учебно-познавательной деятельности студентов, повышения согласованности специальных дисциплин и их межпредметных связей;
• спроектированное ядро учебно-методического обеспечения содержит единую точку входа для различных форм учебного процесса, которая может использоваться в локальном и глобальном контексте.
Для достижения поставленной цели и проверки достоверности выдвинутой гипотезы потребовалось решить следующие основные задачи:
1) провести анализ содержания и способов реализации информационно-образовательных ресурсов вуза, а также возможностей их интеграции с мировым информационным пространством;
2) рассмотреть различные аспекты применения информационных технологий в образовании при обучении на различных специальностях математического, педагогического, инженерного и экономического профиля;
7
3) создать учебно-методические комплексы для ряда
общепрофессиональных, естественнонаучных и специальных дисциплин, в том числе для специальности «Математика»;
4) исследовать степень влияния разработанных информационных ресурсов на повышение уровня профессиональной подготовки специалистов, оценить их результативность в ходе экспериментальной проверки.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют основные положения дидактики, системный подход, концепция учебной деятельности, теории формирования мотивации и проблемного обучения.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
• изучение и анализ психолого-педагогической, научно-методической и математической литературы по проблеме исследования, а также государственных образовательных стандартов, примерных учебных программ, учебных пособий и дидактических материалов;
• анализ учебных планов, состава учебно-методического обеспечения дисциплин естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных циклов;
• анализ содержания информационных ресурсов высшей школы, Министерства образования и науки РФ;
• наблюдение и обобщение опыта практической работы преподавателей высших учебных заведений г. Чебоксары;
• обсуждение результатов исследования в печати, на теоретических и научно-практических конференциях и семинарах;
• педагогический эксперимент и обработка его результатов. Диссертационное исследование проводилось с 1998 по 2004 годы. Основные этапы исследования:
1. Определение состояния рассматриваемой проблемы в практике работы вузов. Изучение теоретических основ, педагогической и учебно-
8 методической литературы. Определение цели и задач исследования
(1998-1999 гг.).
2. Научное обоснование проблемы. Поиск путей решения и средств реализации. Выработка методики формирования информационно-образовательных ресурсов вуза (2000-2002 гг.).
3. Проведение педагогического эксперимента и его анализ. Обобщение и систематизация результатов исследования (1998-2004 гг.).
Научная новизна диссертационного исследования заключается в научном обосновании использования информационно-образовательных ресурсов вуза в процессе формирования профессиональной подготовки специалиста; в разработке методики построения образовательных ресурсов и учебно-методических комплексов на базе современных информационных технологий; в определении влияния информатизации на общую информационную культуру студентов и преподавателей.
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что:
• раскрыто содержание информационно-образовательных ресурсов для педагогических, математических, экономических и инженерных специальностей, состоящее из учебно-методических материалов, необходимых на всех стадиях учебного процесса;
• научно обоснованы педагогические условия применения новых информационных технологий в процессе профессиональной подготовки студентов, активно использующие дидактические методы;
• разработана система учебно-методического обеспечения общепрофессиональных, естественнонаучных и специальных дисциплин, включающая комплексы с единой точкой входа.
Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что разработанный подход может быть использован для формирования учебно-методических комплексов различных дисциплин, а также улучшения качества
9 образовательных услуг и повышения уровня информационной культуры
студентов и преподавателей.
Методологической основой исследования явились:
• общедидактическая теория обучения (СИ. Архангельский [2; 3; 4], Ю.К. Бабанский[5; 6], В.В. Краевский [39; 73; 74], И.Я. Лернер [83]);
• теория педагогических систем и технологий в обучении математическим и специальным дисциплинам (В .П. Беспалько [8; 9], Л.С. Выготский [23], Н.В. Кузьмина [77], Г.Л. Луканкин [87], Н.И. Мерлина [93], А.Г. Мордкович [103], А.И. Нижников [106], Г.И. Саранцев [135], Л.М. Фридман [153; 154]);
• исследования по методике обучения информатике и применению информационных технологий (Я.А. Ваграменко [15; 20], А.П. Ершов [43], А.А. Кузнецов [75; 76], Е.И. Машбиц [91], В.М. Монахов [102], И.В. Роберт [127], В.Е. Шукшунов [104]);
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечены опорой на фундаментальные исследования педагогов, математиков и методистов; использованием системного подхода, теоретических и экспериментальных методов, адекватных цели, задачам и логике исследования; корректным применением статистических методов обработки эмпирических данных, положительным результатом и апробацией разработанных материалов.
Апробация и внедрение результатов исследования проводилась в форме докладов и обсуждений на международных и всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (Чебоксары, 2004 г.), «Математика в высшем образовании» (Чебоксары, 2004 г.), «Информационные технологии в электротехнике и энергетике» (Чебоксары, 2004 г.), «Проблемы повышения качества образования в условиях модернизации общества» (Чебоксары, 2004 г.), симпозиуме «Информатизация сельской школы» (Анапа, 2004 г.), публикаций статей в журналах, сборниках тезисов. Диссертант неоднократно
10 выступал на научных и учебно-методических семинарах, в том числе на
межвузовском научно-методическом семинаре по преподаванию математики в высшей и средней школе, выпустил несколько практических пособий и конспектов лекций, а также опубликовал книгу по современной технологии программирования Java (Санкт-Петербург, 2001 г.). Материалы и результаты исследования одобрены и внедрены на кафедрах вычислительной техники, методики преподавания математики Чувашского государственного университета, а также на кафедре информационных систем в экономике Чебоксарского кооперативного института.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Способы и форма организации информационно-образовательных ресурсов высшего учебного заведения играют фундаментальную роль для различных составляющих учебного процесса в вузе.
2. Принципы построения учебно-методического обеспечения должны базироваться на базе современных информационных технологий, реализующих интерактивность, прикладную направленность обучения и интеграцию с другими информационными ресурсами.
3. Организация на выбранной технологической платформе учебно-методических комплексов дисциплин естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных циклов обеспечит высокий уровень профессиональной подготовки специалистов различного профиля.
4. Использование информационно-образовательных ресурсов в учебном процессе способствует повышению качества знаний и общего уровня информационной культуры будущих специалистов.
Структура диссертации: диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, приложений и списка литературы, ее объем составляет 184 страницы машинописного текста. Библиография насчитывает 186 наименований.
11
Глава 1. Теоретические аспекты формирования информационно-образовательных ресурсов вуза
Современный уровень развития информатики, прикладной математики, компьютерной техники и средств телекоммуникации позволяет по-новому взглянуть на проблему развития информатизации вуза в интересах эффективного управления им [113; 165]. Основные отличительные черты современной системы автоматизированного управления вузом следующие: непрерывный мониторинг состояния всех сторон деятельности вуза, сетевое построение информационной инфраструктуры с интеграцией в глобальную сеть Интернет, функционирование системы автоматизированного
документооборота, обеспечение функций интеллектуальной поддержки процессов управления [22].
Разработка информационных ресурсов высшего учебного заведения состоит из нескольких этапов, может базироваться на различных технологиях и реализовываться на базе гетерогенных архитектур (как современных, так и унаследованных).
Основой информатизации любой организации служит сетевая инфраструктура, на которой строится информационное обеспечение и с помощью наладки информационных потоков наполняются информационные ресурсы.
Информационное обеспечение - это система информационных ресурсов организации, на основе которых формируются целевые информационные потоки с заданной периодичностью.
При наличии четкой регламентации в отношении делопроизводства информационное обеспечение формируется как составная часть информационной системы с помощью технологий сбора, передачи, хранения и преобразования информации [71].
Кафедры,
деканаты,
службы
12 Репозитарий
(База данных, Электронная Portal Server)
? почта
\>щ о 1 |П 11
Web-сайт
Публикация
D
Информационные потоки определяются внутренними горизонтальными (между подразделениями) и вертикальными (между различными уровнями управления вузом) связями [56].
Постановка задачи построения автоматизированной системы управления вузом не нова. Практически в каждом вузе действуют элементы этой системы. Вместе с тем задача качественного совершенствования управления вузом на основе компьютерных технологий далека от своего удовлетворительного решения [164].
Одна из основных причин неудач построения автоматизированных систем управления заключалась в наличии следующего объективного диалектического противоречия. С одной стороны практически каждое должностное лицо испытывает необходимость использовать в своей деятельности информацию, рождаемую в других структурных подразделениях вуза. С другой -должностные лица не обеспечивают требования руководства о введении в компьютер всеобъемлющей и актуальной информации рождаемой в данном подразделении. Иначе говоря, каждый ведет базу только в той мере, в которой она нужна лично ему, а не всему вузу, заявляя при этом невозможность качественной работы без полномасштабного информационного обеспечения. Ни применение жестких административных мер, ни введение посредников-операторов проблему не разрешали.
Сегодня разумное объединение достижений техники и науки об управлении в организационных системах позволяет надеяться на положительное разрешение данной проблемы [13].
13 В основу построения информационной инфраструктуры должны быть
положены принципы системности и функционально-структурный подход. В этом случае в системе информационного обеспечения процессов управления вузом функции будут иметь приоритет над его структурой. Дело в том, что вуз -единая динамическая организация, и все элементы будущей компьютерной системы должны быть ориентированы на обеспечение информационной поддержки единого процесса его жизнедеятельности. Поскольку основные реализуемые управленческие функции в каждом вузе практически одинаковы и относительно постоянны, целесообразно ориентироваться на приоритет функций перед организационными структурами.
При обосновании программы построения инфраструктуры вуза на основе новых информационных технологий логично руководствоваться следующим принципом: каждое подразделение вводит в систему только рождающуюся в процессе его целевого функционирования информацию, а использует (в рамках принятых ограничений) информацию всей инфраструктуры вуза.
Конфиденциальность информации и ответственность подразделений может быть соблюдена только при развитых средствах аутентификации (личных паролей) и аудите вводимых данных (ведении журнала изменений). Для этого в системе используется служба Novell Directory Services (NDS), которая соответствует уровню безопасности С2 и сертифицирована для использования в Российских государственных органах. Каждое подразделение вуза (кафедра, факультет и др.) имеет личный пароль, с помощью которого осуществляется доступ к системе и разграничение прав.
Среди файловых ресурсов, расположенных на нескольких серверах, существуют каталоги для общего использования, а также личные для хранения персональной информации. Объем каталогов ограничен дисковым пространством, поэтому для каждого каталога установлены ограничения, после превышения которых выдаются предупреждения о невозможности записи новой информации.
14 Пароли не привязаны к компьютерам, поэтому доступ можно осуществить
с любой станции, принадлежащей внутренней сети (но не из внешней). Кроме того, аутентификационные данные не привязаны к конкретным людям, а соответствуют подразделению в целом. Таким образом, по мнению диссертанта, достигается оптимальный баланс между соблюдением безопасности системы и свободными методами доступа сотрудников к необходимой информации. При этом соблюдается конфиденциальность, регулярно проводятся смены паролей и защита от их подбора. Целостность информации обеспечивается службами каталогов, а сохранность - регулярным резервным копированием (сначала на магнитооптические, а сейчас уже на DVD-диски).
Система взаимосвязей позволяет передавать информацию посредством сообщений внутри локальной сети, через электронную почту и на электронных носителях (дискетах, компакт-дисках). Практика применения всех форм обмена информацией показала высокую эффективность и надежность электронной почты как средства для автоматизации внутреннего документооборота.
Дело в том, что каталоги общего доступа даже при наличии средств аутентификации пользователей и гибкого распределения их прав на запись, чтение и изменение данных имеют тенденцию к заполнению второстепенной информацией. Необходимые данные найти в таких случаях сложно ввиду большой вложенности каталогов, длинных имен и пр. Поэтому более эффективным средством является использование почтовых клиентов с прямой рассылкой информационных писем. Кроме того, этот способ является более безопасным с точки зрения конфиденциальности (письмо читает только получатель, а не все пользователя каталога) и, естественно, более простым.
Для оповещения о различных системных работах, критических ситуациях и коротких сообщений используется служба сообщений клиентов Novell, которая доказала свою простоту и эффективность. Сообщение можно рассылать сразу нескольким пользователям, оно появляется во всплывающем окне и
15 сопровождается звуковым сигналом. Данное окно содержит список всех
сообщений и имеет кнопку для быстрого ответа пользователю. Кроме того, данный сервис легко позволяет следить за активностью пользователей в сети.
Кафедры
Отдел научной работы
Центр
информационных технологий
Отдел
учебно-методической работы
16
С начала внедрения в 1999 году объем почтовой корреспонденции Чебоксарского кооперативного института неуклонно растет, что отражено на диаграмме:
В Внутренняя, Мб ¦ Внешняяя, Мб
1999 2000 2001 2002 2003 2004
На диаграмме видно, что внешняя почта имеет темпы опережающего роста по отношению к внутренней, в некоторые месяцы даже превышая ее. Если рассмотреть динамику объёма почты по месяцам, то тут замечена тенденция плавного увеличения корреспонденции к концам семестров и спада в начале учебного и календарного года, что связана с цикличностью учебных занятий.
Действует глобальная адресная книга, содержащая справочные сведения обо всех абонентах сети. Адресная книга (в формате Outlook Express) синхронизируется с почтовыми записями сервера и регулярно обновляется на рабочих местах системы.
Станции
Почтовый сервер
Почтовые адреса
Списки рассылки
D
D
Адресная книга
?
Для целевого распространения информации применяются списки рассылки, которые автоматически доставляют письма группам пользователей.
17 Таким образом, осуществляется рассылка новых поступлений в библиотеку,
объявлений для кафедр, деканатов и др. Почтовый сервис используется также при формировании сборников статей и тезисов с последующей автоматизацией сбора файлов по авторам и создания рубрикаторов и оглавления в Microsoft Word.
Несмотря на лавинообразные эпидемии вирусов - почтовых червей, в письмах разрешается использование вложенных файлов, т.к. реализована многоуровневая антивирусная защита (на самом сервере, сканирование вложений в письма, на станциях пользователей). При появлении вируса в письме он удаляется, а адресатам и администратору высылаются предупреждения. Антивирусные средства обновляют свои базы данных по расписанию (сейчас раз в день, раньше было достаточно раз в неделю), а также в случае появления новых опасных вирусов (т.н. срочные обновления - urgent updates).
Сервер
Norton AntiVirus
Файловая система
•4----> Станция
Антивирус Касперского 4—)» Файловая система
Проверка
Почтовый -*- вложений
сервер * Почтовый клиент
Т.о. во внутренней инфраструктуре вуза одной из первоочередных задач после построения фундамента сети является обеспечение защиты на всех уровнях работы. Политика информационной безопасности вуза формировалась несколько лет с учетом пожеланий пользователей и оказала значительное влияние на формирование информационной культуры, т.к. строится не на запретах, а гибких методах защищенного доступа ко всем источникам данных. |
