авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |

«Московский городской педагогический университет Научно-исследовательский институт столичного образования БЮЛЛЕТЕНЬ лаборатории ...»

-- [ Страница 3 ] --

ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ, ОРИЕНТИРОВАННОГО НА ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ УЧАЩИХСЯ Е.А. Васенина (vel_l@list.ru) кандидат педагогических наук, доцент, Вятский государственный гуманитарный университет, Киров, Россия В условиях формирования информационного общества, которое ха рактеризуется значительным повышением роли и степени воздействия ин теллектуальных видов деятельности на все стороны жизни социума, объек тивной необходимостью является предъявление новых требований к уров ню подготовки молодых людей как в отношении владения инструментари ем интеллектуального труда (применение методов, средств, технологий работы с информацией, получение доступа к информационным ресурсам), так и в отношении достижения определенного уровня интеллектуальных способностей, позволяющих воспользоваться данным инструментарием и эффективно распорядиться полученным информационным ресурсом.

Это обуславливает приоритетное внимание к познавательному разви тию личности, которое, в соответствии с Концепцией государственного стандарта общего образования, является одной из основных образователь ных целей, что особенно актуально для информатики.

Во-первых, информатика, как и математика, имеет метадисциплинар ный характер, ее изучение играет ведущую роль в достижении метапред метных образовательных результатов и в формировании универсальных учебных действий, среди которых можно выделить как те, что в явном ви де носят информационный характер (моделирование, информационный поиск, отображение учебного материала и др.), так и те, овладению кото рыми способствует деятельность по освоению базовых понятий и методов информатики (планирование, прогнозирование, структурирование, ре флексия, коммуникативные действия и др.).

Во-вторых, объекты, явления и процессы, изучаемые информатикой как научной дисциплиной, сложны по своей структуре и обладают высо ким уровнем абстракции. Следовательно, с одной стороны, понимание и осознанное усвоение понятий и закономерностей, т.е. некоторого теорети ческого знания по информатике, требует достаточно высокого уровня сформированности абстрактного мышления, а с другой стороны, способ ствует достижению такого уровня: развитию способностей к анализу и обобщению, к установлению логических связей, выявлению причин и следствий, к планированию деятельности и прогнозированию ее результа тов.




В третьих, информатика является дисциплиной, освоение которой неразрывно связано с применением компьютера и других средств ИТ и в изучении которой данный инструментарий играет тройственную роль:

средства обучения, объекта изучения и инструмента познания, позволяю щего воздействовать на информационные объекты. Последнее обстоятель ство дает возможность осваивать теоретические понятия и положения, ме тоды и закономерности информатики в процессе практической работы над информационными объектами и системами, включать ученика в экспери ментальную деятельность, в ходе которой оптимально сочетается самосто ятельность и педагогическое руководство.

Такой подход к организации образовательного процесса в максималь ной степени способствует познавательному развитию личности, поскольку вполне согласуется с современными воззрениями, основанными на резуль татах психолого-педагогических исследований, в соответствии с которыми познавательное развитие личности требует определенных условий, к како вым относится активность ученика в познании, самостоятельность его по знавательной деятельности, сближение процесса обучения с процессом ре ального познания, индивидуализация и личностная направленность обра зовательного процесса.

Важным ресурсом для создания таких условий являются возможно сти, которые объективно предоставляются компьютером как универсаль ным инструментом для работы с информацией. Среди них отметим авто матизацию рутинных информационных процессов, информационный по иск и доступ к большим объемам информации, визуализацию информации, создание и преобразование разнообразных информационных продуктов с помощью инструментальных информационных сред, а также активизацию информационного взаимодействия, которая предполагает как предоставле ние новых каналов связи для его осуществления, так и расширение спектра субъектов взаимодействия. К последним можно причислить собственно компьютер в силу его способности реагировать на действия человека, со общая ему информацию о правильности выполненных действий, на основе которой можно судить о верности выбранного пути решения проблемы, а также о качестве имеющихся знаний и опыта.

Все это формирует потенциал, позволяющий в рамках информацион ной образовательной среды на новом уровне применить в образовательном процессе, и в особенности, в обучении информатике, новые педагогические теории, подходы и технологии, активно влияющие на познавательное раз витие учеников, такие как личностно-ориентированный подход и индиви дуализация обучения и воспитания;

деятельностный и задачный подходы;

проблемное обучение;

самостоятельность и активность познающего субъ екта;

активизация педагогического общения. Они базируются на глубоких психолого-педагогических исследованиях, апробированы практикой и прочно вошли в современный образовательный процесс, и в то же время, получают новое звучание в условиях информационной образовательной среды.

Наиболее ценными для их реализации являются следующие возмож ности, предоставляемые использованием компьютера и других средств ИТ в образовательном процессе:

1. Компьютер реагирует на действия ученика и тем самым позволяет получить информацию а) о состоянии и поведении изучаемого информа ционного объекта;





б) о том, насколько действия ученика правильны и при ближают его к поставленной цели.

2. Компьютер визуализирует результат познавательной работы учени ка как для него самого, так и для учителя, позволяя последнему «увидеть мысль» ученика.

Эти два обстоятельства позволяют ученику достаточно длительное время работать без вмешательства учителя, повышая уровень его самосто ятельности, а учителю предоставляют новые возможности для управления познавательной деятельностью ученика, его познавательным развитием, а именно, расширяют возможности для диагностики состояния интеллекту альной сферы ученика и оказания индивидуальных управляющих воздей ствий. Временной ресурс, полученный учителем от увеличения доли само стоятельной работы, он может использовать для индивидуальной работы с учениками, для оказания дозированной помощи, для непосредственного общения, предметом которого является учебная проблема.

Кроме того, компьютер можно использовать для создания проблемной ситуации, в частности, путем подбора исходных данных, приводящих к неоднозначным результатам, которые экспериментально выявляют неко торую проблему.

Для процесса обучения информатике естественным и целесообразным является включение ученика в практическую деятельность по преобразо ванию информационных объектов, в ходе которой он может некоторое время работать самостоятельно, поскольку взаимодействует с различными структурами информационной образовательной среды (с инструменталь ными средами, с электронными образовательными ресурсами и т.д.). При этом деятельность ученика строится как последовательное разрешение си стемы учебных проблем и задач, он может экспериментировать в инстру ментальной среде, активно используя также возможности информационно го поиска и визуального отображения результатов своей деятельности, а поскольку информационные объекты, в особенности, разрабатываемые компьютерные программы, обладают сложной структурой и внутренней динамикой, то эксперимент и практико-преобразовательская деятельность над ними служит источником формирования теоретического знания и со провождается формированием фундаментальных понятий, таких как объ ект, система, модель, алгоритм и др.

В то же время активная познавательная деятельность ученика направ ляется и поддерживается учителем, получившим определенный временной ресурс, который направляется на индивидуальную работу с учениками, на непосредственное взаимодействие с каждым из них.

Кроме того, индивидуализация обучения может быть усилена за счет организации трехстороннего взаимодействия «учитель-ученик компьютер», в котором последний выступает в определенном смысле участником образовательного процесса, включенным в информационный обмен.

Таким образом, формируется совокупность педагогических условий, при которых информационные ресурсы и технологические средства ИТ становятся инструментальной базой реализации современных педагогиче ских идей, подходов и технологий. При этом педагогически осознанное и обоснованное применение средств ИТ обеспечивает эффективную образо вательную деятельность и формирование гармоничной творческой лично сти с высоким уровнем интеллектуального развития.

Содержательная сторона образовательного процесса по информатике в плане воплощения современных педагогических идей, подходов и техно логий достаточно глубоко проработана. Однако не менее важна его про цессуальная сторона – требуется выстроить образовательный процесс так, чтобы сама его структурная организация работала на реализацию указан ных подходов, применяемые методы помогали эффективно использовать средства ИТ в обучении, а информационное взаимодействие ученика и учителя имело целью педагогическую поддержку познавательной деятель ности ученика, строилось в соответствии с субъект-субъектной схемой, и в его организации учитывалось участие компьютера как своеобразного «субъекта взаимодействия», интерактивного партнера, реагирующего на действия как ученика, так и учителя, что позволило бы формировать новое теоретическое знание в процессе решения практических задач.

Выделим основные концептуальные положения организации обуче ния информатике с использованием средств ИТ, ориентированного на по знавательное развитие учащихся, его процессуальной составляющей, кото рая включает методы и структурную организацию обучения, а также орга низацию педагогической поддержки познавательной деятельности учени ков 1. Освоение нового знания следует строить на базе включения уча щихся в экспериментальную деятельность с использованием средств ИТ по преобразованию информационных объектов, обладающих сложной структурой, внутренней динамикой и высоким уровнем абстракции, обоб щение результатов которой создаст основу для формирования теоретиче ского знания.

Принцип «практика опережает теорию»

приближает процесс обучения к процессу реального познания;

соответствует внутренней структуре познавательной деятельности ученика;

способствует формированию как познавательных, так и регулятив ных УУД.

Данный принцип является базой построения модели структурной ор ганизации освоения нового знания по информатике, ориентированной на познавательное развитие.

Ключевыми моментами ее построения являются:

применение компьютера в качестве инструмента познавательной деятельности, который позволяет в динамике исследовать информацион ные объекты и системы, обладающие сложной структурой и высоким уровнем абстракции;

организация деятельности учащихся как процесса последователь ного разрешения учебных проблем и задач.

2. Активизация и обогащение спектра взаимодействий между участ никами образовательного процесса в ходе познавательной деятельности, инструментальную базу которой обеспечивает применение компьютера в качестве интерактивного партнера учителя и ученика, является основным направлением педагогической поддержки познавательной деятельности учащихся, обеспечивает оптимальное соотношение между самостоятель ностью учеников в познании и педагогическим руководством их познава тельной деятельностью и способствует познавательному развитию уча щихся, формированию у них познавательных и коммуникативных УУД.

3. Ориентация образовательного процесса по информатике на позна вательное развитие требует выбора методов применения средств ИТ на ос нове характеристики и оценки их эффективности с позиций познаватель ного развития личности, а также соблюдения условий требований и прие мов их применения, которые позволяют повысить данную эффективность и оптимально сочетать познавательное развитие с минимизацией затрат времени и усилий для передачи знаний и опыта будущему поколению.

Важнейшим инструментом реализации проблемно-деятельностного подхода к обучению и индивидуализации образовательного процесса по информатике является система учебных задач, которая строится, исходя из дидактической функции каждой задачи на конкретном структурном этапе освоения нового знания. При этом система задач служит: организующим началом в экспериментальной и практико-преобразовательской деятельно сти над информационными объектами, которая является для ученика ис точником нового знания;

инструментом индивидуализированного педаго гического воздействия на интеллектуальную сферу ученика и средством диагностики ее состояния.

РАЗВИТИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ ШКОЛЬНИКА В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ Н.Е. Воробьева (vorobjeva-n@yandex.ru) «Модернизация и инновационное развитие – единственный путь, ко торый позволит России стать конкурентным обществом в мире XXI века, обеспечить достойную жизнь всем нашим гражданам. В условиях решения этих стратегических задач важнейшими качествами личности становятся инициативность, способность творчески мыслить и находить нестандарт ные решения, умение выбирать профессиональный путь, готовность обу чаться в течение всей жизни. Все эти навыки формируются с детства.

Школа является критически важным элементом в этом процессе.

Главные задачи современной школы – раскрытие способностей каждого ученика, воспитание порядочного и патриотичного человека, личности, го товой к жизни в высокотехнологичном, конкурентном мире. Школьное обучение должно быть построено так, чтобы выпускники могли самостоя тельно ставить и достигать серьёзных целей, умело реагировать на разные жизненные ситуации» - говорится в Национальной образовательной ини циативе «Наша новая школа».

Для того, чтобы поддержать стратегию Национальной образователь ной инициативы педагогам необходимо пересмотреть подходы к препода ванию, т.к. существующие подходы не могут дать новых образовательных результатов. Особенностью стандарта нового поколения является соедине ние системного и деятельностного подхода в обучении как методологии ФГОС. Системно-деятельностный подход применим к любой теории, тех нологии или системе обучения. В любом типе обучения выделяются опре делённые виды деятельности, и эти виды деятельности, как правило, зада ются, организуются и реализуются с помощью той или иной системы.

Основная идея деятельностного подхода заключаются в том, что глав ный результат образования – это не отдельные знания, умения и навыки, а способность и готовность человека к эффективной и продуктивной дея тельности в различных социально-значимых ситуациях.

Системный подход — это подход, при котором любая система рас сматривается как совокупность взаимосвязанных элементов. Умение уви деть задачу с разных сторон, проанализировать множество решений, из единого целого выделить составляющие или, наоборот, из разрозненных фактов собрать целостную картину. Деятельностный подход позволяет конкретно воплотить принцип системности на практике.

В системно-деятельностном подходе категория "деятельности" зани мает одно из ключевых мест и предполагает ориентацию на результат об разования как системообразующий компонент cтандарта, где развитие личности обучающегося на основе усвоения универсальных учебных дей ствий, познания и освоения мира составляет цель и основной результат об разования. Теоретические, по сути, и энциклопедические по широте зна ния, которые долгое время были главной целью образовательного процес са, должны стать средством. Знаниевая ориентация школы должна сме ниться компетентностно-ориентированным образованием, нацеленным на формирование у выпускника готовности эффективно соорганизовывать внутренние (знания, умения, ценности, психологические особенности и т.п.) и внешние (информационные, человеческие, материальные и т.п.) ре сурсы для достижения поставленной цели.

Другими словами, одним из приоритетов региональной системы обра зования должно стать достижения нового образовательного результата формирование ключевых компетентностей учащихся. Конкурентоспособ ность на современном рынке труда во многом зависит от способности приобретать и развивать умения, навыки, которые могут применяться или трансформироваться применительно к целому ряду жизненных ситуаций, осваивать новые технологии, принципиальная смена которых происходит примерно раз в пять лет.

Одной из важнейших ключевых компетентностей нынешних школь ников становится информационная компетентность, которая представляет собой систему знаний умений и навыков и способов деятельности в обла сти информатики и информационных и коммуникационных технологий, обеспечивающую высокий уровень информационной деятельности.

Принципиальная смена технологий очень быстро происходит в со временном мире, значит и информационная компетентность тоже должна постоянно развиваться, чтобы наш выпускник был конкурентно – способ ным на рынке труда и, закончив обучение, продолжал самостоятельно раз вивать свою информационную компетентность, и сделать это лучше ис пользуя системно – деятельностный подход, т.к. данный подход основы вается на дидактических принципах:

Принцип деятельности - заключается в том, что ученик, получая зна ния не в готовом виде, а добывая их сам, осознает при этом содержание и формы своей учебной деятельности, понимает и принимает систему ее норм, активно участвует в их совершенствовании, что способствует успешному формированию его общекультурных и деятельностных спо собностей, общеучебных умений.

Принцип целостности – предполагает формирование учащимися обобщенного системного представления о мире (природе, обществе, самом себе, социокультурном мире и мире деятельности, о роли и месте каждой науки в системе наук).

Принцип непрерывности – означает преемственность между всеми ступенями и этапами обучения на уровне технологии, содержания и мето дик с учетом возрастных психологических особенностей развития детей.

Информационная компетентность означает способность выпускника интерпретировать, систематизировать, критически оценивать и анализиро вать полученную информацию с позиции решаемой им задачи, делать ар гументированные выводы, использовать полученную информацию при планировании и реализации своей деятельности в той или иной ситуации, структурировать имеющуюся информацию, представлять ее в различных формах, адекватных запросам потребителя информации. Но, как говорил А. Н. Леонтьев: «Горе нашего образования заключается в том, что в нашем образовании наблюдается обнищание души при обогащении ин формацией». Другими словами, объем изучаемой информации увеличива ется из года в год, но при этом страдают формы преподнесения этой ин формации, в результате чего она плохо усваивается учащимися. Это также является причиной того, что необходимо развивать информационные компетентности на основе системно-деятельностного подхода, который нацелен на развитие личности, на формирование субъектной позиции, по могающей определить ценностные ориентиры, которые могут привести учащихся к самоопределению, на развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества, инновационной экономики.

Основные задачи

образования сегодня – не просто вооружить ученика фиксированным набором знаний, а сформировать у него умение и желание учиться всю жизнь, работать в команде, способность к самоизменению и саморазвитию на основе рефлексивной самоорганизации.

Системно-деятельностный подход предполагает, что новые знания не даются в готовом виде. Дети «открывают» их сами в процессе самостоя тельной исследовательской деятельности. Задача учителя при введении нового материала заключается не в том, чтобы все наглядно и доступно объяснить, показать и рассказать. Учитель должен так организовать работу детей, чтобы они сами додумались до решения проблемы урока и сами объяснили, как надо действовать в новых условиях.

В своей статье «Модель системно-деятельностного обучения и само реализации учащихся» Хуторской Андрей Викторович, говорит об отсут ствии проработанной инновационно-внедренческая составляющей стан дартов. Поддерживая данную точку зрения, я считаю необходимым созда ние модели развития информационной компетентности на основе системно – деятельностного подхода, которая поможет учителю – предметнику реа лизовать на практике новые требования ФГОС.

Литература 1. Хуторской А.В. Дидактические основы эвристического обучения:

автореф. дис.... д-ра пед. наук. – М., 1998. – 37 с.

2. Асмолов А. Г. Системно-деятельностный подход в разработке стан дартов нового поколения // Педагогика. – 2009. – № 4. – С. 18–22.

3. Сухов В.П. Системно-деятельностный подход в развивающем обу чении школьников. – СПб.: РГПУ им. А.И.Герцена, 2004.

4. Босова Л.Л. Цели и содержание подготовки школьников в области информатики и информационных технологий в аспекте компетентностного подхода // Педагогическая информатика. – 2005. –№ 2.

5. Фалина И.Н. Компетентностный подход в обучении и стандарт об разования по информатике // Информатика. – 2006. – № 7.

О СОЗДАНИИ ПРАКТИКУМА ПО КОМПЬЮТЕРНОМУ ИМИТАЦИОННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ НА БАЗЕ СРЕДЫ ESimPL Е.А. Бабкин (eababkin@gmail.com) кандидат технических наук, доцент, Курский государственный университет, Россия В.В. Разиньков (razinkov86@gmail.com) Курский государственный университет, Россия Создание имитационных моделей сложных систем и проведение ис следований с этими моделями представляют собой достаточно трудоемкий процесс. Успех проведения имитационных экспериментов с моделями сложных систем существенным образом зависит от инструментальных средств, используемых при моделировании. Используемые инструмен тальные средства также во многом определяют методику преподавания и содержание дисциплины, определяют набор основных концептов исполь зуемых при моделировании и, как следствие, способ мышления разработ чика моделей. Для моделирования процесса функционирования систем в настоящее время используют библиотеки поддержки имитационного мо делирования, языки имитационного моделирования и интегрированные среды [1].

Моделирование на языках имитационного моделирования, позволяю щих описывать сложные системы, достаточно трудоемко. Интегрирован ные среды, предоставляющие возможность визуального проектирования моделей, предъявляют высокие требования к вычислительным ресурсам, имеют большую стоимость и ориентированы на промышленное примене ние, а не на учебный процесс. Последний фактор имеет большое значение, поскольку при изучении компьютерного моделирования ставятся различ ные задачи: от изучения внутренней организации систем моделирования до решения конкретных задач с помощью систем моделирования. В связи с этим в практикуме в качестве инструментального средства используется среда имитационного моделирования дискретных систем ESimPL [2]. Дан ная среда ориентирована на процесс обучения и обладает графическим вводом моделей, что значительно снижает трудоемкость разработки и про верки моделей, а так же повышает наглядность процесса моделирования.

ESimPL позволяет проводить различные эксперименты с моделью, по ходу эксперимента изменять его условия и наблюдать за состоянием всех объ ектов модели и самой системы моделирования. Все это повышает эффек тивность обучения моделированию. Среда ESimPL, базируется на исполь зовании событийных графов для представления процесса функционирова ния исследуемой системы [3] и метода синтеза событийных графов [4].

Событийные модели представляют процесс функционирования иссле дуемой системы в терминах событий и определяют событийное мышление разработчика моделей. Выделяются два уровня представления событийных моделей: уровень математической модели – событийный граф, и уровень программной модели – в виде совокупности процедур макрособытий на языке программирования высокого уровня с использованием системы под держки имитационного моделирования, представляющую собой библиоте ку процедур и функций или классов на данном языке программирования. В связи с этим событийная система моделирования дискретных систем включает два языка: язык визуального моделирования и язык программи рования модели [2].

Для визуального представления событийных моделей в соответствии с подходом, изложенным в работе [4], используются графические и внут ренние элементы модели. Элементами модели, имеющими свои графиче ские обозначения являются событие, условие, начало и окончание распа раллеливания процесса и дуги четырех типов: мгновенного следования, следования с задержкой, мгновенной отмены и отмены события с задерж кой [2]. Основным графическим элементом модели является событие.

Внутренними, не представляемыми графически, являются статические и динамические объекты и переменные модели.

Языком программирования моделей системы ESimPL является язык высокого уровня С++, дополненный библиотекой поддержки имитацион ного моделирования, написанной также на языке С++. Программная мо дель дискретной системы генерируется на языке С++, в тексте которой ис пользуются операторы этой библиотеки. Язык моделирования определяет ся набором операторов библиотеки, используемых при разработке про граммной модели.

Программные средства среды ESimPL включают CASE-средство раз работки событийного графа дискретной системы, систему поддержки ими тационного моделирования в виде библиотеки классов и шаблоны приме ров с детальными пояснениями. CASE-средство позволяет в интерактив ном режиме вводить и редактировать имитационный событийный граф, выполнять проверку разрабатываемого событийного графа функциониро вания системы на соответствие правилам построения событийных графов, преобразовывать исходный событийный граф в программно-реализуемую форму, выполнять проверку корректности программно-реализуемой фор мы графа с выделенными макрособытиями, сохранять разработанную мо дель в текстовый файл, содержащий описание модели на языке разметки XML, а так же загружать модель из него, генерировать код программной модели на языке С++. Сгенерированная модель может быть откорректиро вана и откомпилирована разработчиком модели. Скомпилированная мо дель позволяет выполнять прогон в режимах калибровки: режиме с выво дом состояний всех статических объектов системы и режиме трассировки макрособытий, – и в режиме компьютерного эксперимента, в котором вы водится только отчет о моделировании.

Технология моделирования, реализованная в среде ESimPL, включает следующие этапы:

1. Постановка и анализ задачи компьютерного имитационного моде лирования.

2. Создание концептуальной модели.

3. Создание математической модели на графическом языке ESimPL.

4. Создание программной модели на языке программирования моде лей ESimPL.

5. Проведение эксперимента, включающее планирование эксперимен та;

выполнение рабочих прогонов;

обработку, анализ, представление и ин терпретацию результатов моделирования.

При построении практикума используется принцип «от простого к сложному», то есть от изучения и исследования готовых моделей к само стоятельному созданию моделей [5]. В практических работах варьируются прикладные области моделирования. Для увеличения вариативности зада ний имеется избыточное число практических работ и избыточное число заданий по ним.

Практикум включает следующие разделы:

1. Исследование системы массового обслуживания (СМО).

2. Событийные модели дискретных систем. Язык моделирования ESimPL.

3. Калибровка и проверка пригодности модели.

4. Планирование и выполнение имитационного эксперимента.

5. Сетевые модели планирования и управления.

6. Реализация генераторов псевдослучайных чисел.

В работе 1 используется готовая программная модель одноканальной и многоканальной СМО и СМО с циклическим обслуживанием. Задачей студента является проведение имитационного эксперимента, построение зависимостей среднего времени обслуживания заявки в системе от средне го времени поступления заявки и от среднего времени обслуживания заяв ки в канале, выполнение расчетов с использованием аналитической модели и сравнение результатов эксперимента с результатами расчетов. В работах 2 – 5 используется среда имитационного моделирования дискретных си стем ESimPL. Причем в работе 2 студент знакомится с представлением мо дели СМО в виде событийного и макрособытийного графа и технологией работы в среде моделирования.

В готовый событийный граф вносятся изменения в соответствии ин дивидуальным заданием, корректируются макрособытийная и программ ная модели, выполняется прогон модели, по результатам прогона строится событийная временная диаграмма. В работах 3 и 4 на основании индиви дуального задания студент разрабатывает событийную модель, выполняет детерминированную и стохастическую проверку программной модели, планирует и выполняет эксперимент, строит зависимости и выполняет их анализ. В работе 5 выполняется разработка и исследование сетевой модели планирования и управления с использованием событийных графов. В ра боте 6 выполняется программирование генераторов псевдослучайных чи сел на языке программирования высокого уровня.

Достоинствами предлагаемого практикума на базе среды ESimPL яв ляется наглядное визуальное моделирование событийного алгоритма функционирования системы, развивающее событийное мышление студен та и сокращающее трудоемкость разработки модели. Возможность внесе ния изменений в программную модель на уровне языка программирования делает данную среду моделирования достаточно гибким инструментом решения различных студенческих заданий. Разработанный практикум по разделу «Имитационное моделирование» дисциплины «Компьютерное мо делирование» внедрен в учебный процесс для различных специальностей направления «Информатика» в вузе.

Литература 1. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. – СПб.: Питер;

Киев: Издательская группа BHV, 2004. – 847 с.

2. Бабкин Е.А., Разиньков В.В. Среда имитационного событийного моделирования. Теория и практика // Имитационное моделирование. Тео рия и практика: Сборник докладов Пятой всероссийской научно практической конференции по имитационному моделированию и его при менению в науке и промышленности. – СПб: ЦТСС, 2011. – Т.I. – С. 336– 340.

3. Бабкин Е.А. Событийные модели дискретных систем // Деп. в ВИ НИТИ 14.01.05, № 30–В2005. – 18 с.

4. Бабкин Е.А. О синтезе событийных моделей дискретных систем.

Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственно го университета, Эл № 77-26463. – № 1, 2006 // URL: http://www.scientific notes.ru/pdf/s15.pdf.

5. Бабкин Е.А., Бабкина О.М. О преподавании компьютерного моде лирования для студентов направления «Информатика» // Вестник Москов ского городского педагогического университета. Серия «Информатика и информатизация образования». – 2008. – № 6 (16). – С. 11–14.

ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТИ В ОБЛАСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЫПУСКНИКОВ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ВУЗОВ Ю.И. Богатырева (bogatirevadj@yandex.ru) кандидат педагогических наук, доцент, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого, Россия Сегодня многие ученые обеспокоены негативным влиянием информа ционного насилия на детскую аудиторию [1, 4, 6]. Школа оказалась не го товой к появлению конкурента – «параллельной школы» в лице средств массовой информации, Интернета, аудио- и видеопродукции и поэтому проигрывает ей. Учителя зачастую отстают в информационной компетент ности от своего ученика и даже не подозревают, какой опасности он под вергается, играя в сетевые игры, просматривая видео в Интернете или об щаясь в социальной сети.

Несомненно, XXI век стал периодом фундаментального роста и раз вития различных видов массовой информации, информационно коммуникационных технологий, глобальной сети Интернет и информаци онного общества. Все это оказывает самое прямое воздействие на эмоцио нальное и физическое развитие подрастающего поколения. Современная педагогика не учитывает необходимости защиты ребенка от информаци онного воздействия. Президент Д.А. Медведев в своем выступлении 5 сен тября 2011 года отметил, что «информационная безопасность – это не пе речень запретов. И необходимо, чтобы этому было уделено внимание».

Также президент России хотел бы обратить внимание на то, что «в этом случае должна быть стопроцентная готовность педагогов, а это тоже одна из довольно существенных тем» (видеоблог Д.А. Медведева http://blog.da medvedev.ru/post/181). Доктрина информационной безопасности РФ [3] трактует понятие «информационная безопасность» как «состояние защи щенности ее национальных интересов в информационной сфере, опреде ляющихся совокупностью сбалансированных интересов личности, обще ства и государства».

Существенным моментом для постановки проблемы исследования явилось то обстоятельство, что в мае 2009 года указом Президента РФ утверждена Стратегия национальной безопасности РФ до 2020 года [5].

Принципиальная особенность Стратегии состоит в том, что обеспечение безопасности России рассматривается в тесной связи с решением проблем социально-экономического и культурного развития страны. «Безопасность через развитие» - ключевая идея новой политики России в области обеспе чения национальной безопасности.

Это ставит перед педагогическим образованием следующие цели:

формирование компетентности в области информационной безопасности будущих учителей. Объем и влияние информации, предлагаемой человеку, возросли настолько, что правомерным становится говорить об информаци онной социализации личности, а сама информация, таким образом, пре вращается в один из ведущих факторов социализации, такой же мощный как семья, школа или референтная группа. В таких условиях наиболее не защищенными являются дети и подростки, молодежь, еще не выработав шая строгого мировоззрения, четкую жизненную позицию. Поэтому про блема информационной безопасности личности приобретает особую зна чимость в контексте социально-педагогической деятельности субъектов образовательного процесса.

Вслед за Т.А. Малых [4] считаем, что для полноценного развития ре бенка не нужно создавать идеальную информационную среду, более важно и продуктивно заниматься развитием информационной безопасности лич ности обучающихся. В связи с этим учитель должен в обучении школьника подвести его к пониманию возможного манипулирования его поведением и сознанием при помощи информации, распространяемой СМИ, социаль ными сервисами в Интернете и др. Кроме этого, в современном обществе для безопасной социализации учащемуся и педагогу необходимо противо стоять информационным угрозам и сетевым атакам. Следовательно, в пе дагогических вузах актуализируются новые требования к профессиональ ной подготовке выпускников.

Существующая система педагогического образования (ГОС и ФГОС) в области информационной безопасности и защиты информации ориенти рована, прежде всего, на подготовку специалистов, чья профессиональная деятельность напрямую связана с обеспечением информационной безопас ности и защиты информации. К такого рода специалистам относятся спе циалисты в области информационной безопасности и защиты информации:

криптологи, аналитики по компьютерной безопасности, разработчики средств и систем безопасности. Для всех остальных категорий специали стов, в том числе и педагогических кадров, подготавливаемых в педагоги ческих вузах и использующих информационные и коммуникационные технологии как в профессиональной деятельности, так и в интересах само совершенствования и развития, система обучения основам информацион ной безопасности и защиты информации в настоящее время только скла дывается, что усложняет решение задач обеспечения информационной безопасности, требующих ответственности и компетентности от каждого пользователя средств информационных и коммуникационных технологий.

В контексте обозначенного направления исследования актуальным является проблема разработки методической системы формирования ком петентности в области обеспечения информационной безопасности вы пускников педагогических вузов. Методическая система обучения студен тов вузов информационной безопасности, в том числе и информационной защите сайтов и порталов сети Интернет, находит свое развитие в диссер тационных исследованиях М.А. Абиссовой, А.А. Алтуфьевой, Е.Н. Бояро ва, В. П. Полякова, И.В. Сластениной, Э.В. Тановой и других. В частности, в кандидатской диссертации М.А. Абиссовой [1] на основе применения со ответствующих сервисов обучения развивается методическая система обу чения студентов гуманитарных и социально-экономических специально стей вузов. А в докторской диссертации В. П. Полякова [6] теоретически обоснована и разработана концепция и модель методической системы обу чения информационной безопасности студентов вузов, обучающихся по специальностям, не входящим в группу специальностей, относимых к ин формационной безопасности.

Острота проблемы информационной безопасности личности выпуск ника педагогических вузов будет только увеличиваться по мере дальней шего расширения информационно-коммуникационной предметной среды при использовании средств и технологий сбора, накопления, передачи и распространения информации, внедрения современных информационных и коммуникационных технологий, в том числе и в систему образования.

По нашему мнению, решение проблемы формирования компетентно сти в области обеспечения информационной безопасности личности буду щих педагогов, должно носить комплексный системный характер и осу ществляться по следующим направлениям:

психолого-педагогическое обеспечение: рассматриваются вопросы психологической устойчивости профессиональной направленности педаго гических кадров к негативному информационному воздействию;

нормативное и правовое обеспечение: изучение будущими педаго гами правовых норм и законов РФ об информационной безопасности, за щите персональных данных, об авторском праве и смежных правах;

кадровое обеспечение участников образовательного процесса: раз работка методики, методологии и программ обучения студентов адекват ному восприятию и оценки информации, ее критическому осмыслению на основе нравственных и культурных ценностей;

техническое и программное обеспечение: совершенствование про граммных и технических средств процессов информатизации образования, средств телекоммуникаций для безопасного использования информации.

Считаем, что выпускник педагогических вузов в результате профес сиональной подготовки должен иметь высокий уровень компетентности в области информационной безопасности, а, следовательно, должен знать:

место и роль информационной безопасности в системе националь ной безопасности Российской Федерации;

основные нормативные правовые акты в области информационной безопасности и защиты информации;

правовые основы организации защиты государственной тайны и персональной информации;

правовые нормы и стандарты по лицензированию и сертификации средств защиты информации;

принципы и методы организационной защиты информации;

принципы и методы противодействия несанкционированному ин формационному воздействию на вычислительные системы и системы пе редачи информации;

принципы организации информационных систем в соответствии с требованиями по защите информации;

методы фильтрации контента и родительского контроля в Интерне те.

Уметь:

анализировать и оценивать угрозы информационной безопасности личности;

пользоваться нормативными документами по защите информации;

формулировать и настраивать политику безопасности распростра ненных операционных систем, а также локальных вычислительных сетей, построенных на их основе;

анализировать и оценивать степень риска проявления факторов опасности личности и информации в локальных и глобальных вычисли тельных сетях;

соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

осуществлять меры противодействия нарушениям сетевой безопас ности с использованием различных программных и аппаратных средств защиты.

Владеть:

– навыками работы с нормативными правовыми актами в области обеспечения информационной безопасности;

– методами и средствами выявления угроз личности и информации;

– навыками организации и обеспечения режима защиты персональ ных данных;

– методами регистрации программных продуктов;

– навыками выявления и уничтожения компьютерных вирусов;

– методами технической защиты информации;

– навыками безопасного использования технических средств в про фессиональной деятельности.

Педагог должен быть способен подготовить сознание детей к проти водействию негативным информационным воздействиям, формировать информационную грамотность, навыки критического мышления, развивать способности к самоблокированию информации, учить отличать качествен ную информацию от некачественной. Проектируемое на такой основе со держание вузовского педагогического образования в области защиты ин формации, сетевой и информационной безопасности сможет, на наш взгляд, обеспечить целостное компетентностное образование будущих пе дагогов, которое призвано решать проблемы связанные с предотвращени ем возможных негативных для физического и психического здоровья по следствий, оказываемого на обучаемого и обучающего информационно емкой и эмоционально насыщенной предметной средой.

Литература 1.Абиссова М.А. Сервисы обучения информационной безопасности в теории и методике обучения информатике студентов гуманитарных и со циально-экономических специальностей: дис... канд. пед. наук. – СПб., 2006. – 214 с.

2.Богатырева Ю.И., Яфаева Р.Р. Формирование компетенций в обла сти ИКТ в рамках ФГОС третьего поколения по направлению подготовки «Педагогическое образование» // Педагогическая информатика. – 2010. – №3. – С. 56–65.

3.Доктрина информационной безопасности Российской Федерации (утв. Президентом РФ от 9 сентября 2000 г. N Пр-1895) // Справочная пра вовая система ГАРАНТ.

4.Малых Т.А. Педагогические аспекты информационной безопасности // Народное образование. – 2007. – № 5. – С. 231–236.

5.О Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года. Указ Президента РФ от 12 мая 2009 г. N 537 // Российская газета № 4912.

6.Поляков В.П. Методическая система обучения информационной безопасности студентов вузов: автореф. дис... д-ра пед. наук. – Н. Новго род, 2006. – 47 с.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ И.Ф. Зыкова (innazykova@gmail.com) Средняя школа № 654 им. А.Д. Фридмана, Москва, Россия Тема «теория множеств» входит в образовательную программу сред ней школы в 9 классе, предваряя главу «элементы комбинаторики, стати стики и теории вероятностей» [6]. Отметим, что в настоящее время рас смотрение данной темы ограничивается введением обозначений и про стейших понятий: пустое множество, характеристическое свойство, под множество, пересечение и объединение. Поскольку в школьных учебниках приводятся в основном примеры алгебраического характера, у многих школьников создается впечатление, что множество – это исключительно алгебраическое приложение. В тоже время, авторы учебника [6] говорят, что язык теории множеств уже более 100 лет составляет своеобразный фундамент, базис современного математического языка.

Согласно новым ФГОС начального общего образования, такие пред меты как математика и информатика изучаются вместе, поэтому сейчас уже важно понять какие точки соприкосновения есть у данных предметов в средней и старшей школе.

Внутрипредметная и метапредметная интеграция является одной из основных тенденций школьного образования в настоящее время. Внутри предметную интеграцию можно проследить на уроках алгебры, при изуче нии материала, связанного с множествами. Здесь происходит обобщение таких тем, как квадратные уравнения, линейные и квадратные неравен ства, делители чисел и многих других с темой «множества и операции над ними». Обобщая и связывая темы по математике в единое целое, мы по вышаем математическое развитие школьника, формируем у него способ ность к самостоятельной внутрипредметной интеграции и целостному вос приятию предмета.

Проведение метапредметной интеграции в данном конкретном случае является весьма целесообразном. Тема «множества и операции над ними»

распространяется практически на все предметные области, изучаемые школьниками. Не говоря о геометрии, где любое геометрическое тело есть множество точек, ограниченных конечным числом линий, с множествами мы встречаемся даже на таком, на первый взгляд, далеком от математики предмете, как русский язык. Этот факт является одним из аспектов моти вации учеников в классах с гуманитарной направленностью, а также важен с точки зрения всеобщей тенденции к гуманитаризации математического образования [1],[2].

Так как тема «множества и операции над ними» является абстрактной, важно использовать всевозможные способы ее визуализации: различные пособия, чертежи на доске, а также программные продукты, позволяющие продемонстрировать основные свойства множеств. На тему «элементы комбинаторики, статистики и теории вероятностей» отводится порядка часов, что достаточно мало для глубокого изучения данной темы в целом.

При этом на изучение темы «теория множеств» из них выделяется всего три часа, за которые необходимо успеть донести до учащихся не только основные определения и обозначения, но и идею того, что данная тема яв ляется одной из основных фундаментальных тем математики. Изучение таких тем, как представление информации и ее кодирование, основные операции над информацией и некоторых других тесно связаны с темой «множества». Остановимся более подробно на следующих темах: кодиро вание информации с помощью двоичной системы счисления, представле ние числовой информации, представление графической информации, а также логические высказывания и основные логические операции [5].

Идея автоматизации информационных процессов путем представле ния информации единообразно довольно близка идее теоретико множественного подхода Андрея Николаевича Колмогорова. Учитывая то, что двоичная система счисления представляет собой множество, состоящее из двух элементов, на которых основывается представление и кодирование информации, можно провести параллель с такими элементами математики, как математические символы, с помощью которых можно записать любое математическое предложение.

Рассмотрим взаимосвязи различных тем, изучаемых школьниками по информатике, с понятием «множества». С помощью двоичного представ ления можно закодировать любой вид информации: от числовой и тексто вой до мультимедийной. Как взаимосвязана числовая информация с поня тием «множество» школьникам хорошо известно из курса алгебры. Все же, отдельно стоит отметить связь электронных таблиц, с темой множества.

Взять хотя бы структуру электронных таблиц: множество ячеек, которые получаются на пересечении столбцов и строк, что, собственно, демонстри рует одно из действий над множествами. С помощью электронных таблиц можно строить графики функций – множество точек, у которых абсциссы являются допустимыми значениями аргумента x, а ординаты — соответ ствующими значениями функции y. Учитывая то, что при построении гра фиков функций затрагивается тема «алгоритмизация», мы выводим инте грацию на качественно новый уровень, повышая тем самым математиче ское развитие учащихся [3]. Таким образом, мы одновременно рассматри ваем связь математических основ понятия «функция» и «множество» с ин формационными процессами обработки числовой информации.

Упомянутая выше текстовая информация с помощью определенных таблиц кодировки превращает множество, состоящее из двух элементов и 1, во множество символов, используемых при наборе текста. Примеров, связанных с буквами и словами достаточно в параграфе «множества и опе рации над ними», поэтому с данным обобщением учащиеся могут справить самостоятельно. Информацию, представленную в графической форме, в наибольшей степени возможно использовать как инструмент визуализации понятия «множество». С помощью даже самых элементарных программ ных средств, таких как MS Paint, учащиеся самостоятельно смогут отрабо тать основные операции над множествами, исследовать основные свойства множества: размерность, внутренняя и внешняя области, граница и другие.

Полезно также рассмотреть с учащимися геометрические понятия и фигу ры.

Наконец, тема «действия над информацией», включающая основные логические операции, такие как инверсия, дизъюнкция и конъюнкция, также очень тесно связана с понятием множества. Инверсия представляет собой разность множества всех высказываний и некоторого определенного высказывания, конъюнкция – пересечение, дизъюнкция же – объединение двух или нескольких множеств. Ученики могут сделать данный вывод и самостоятельно, если при объяснении основных логических операций про демонстрировать данные операции с помощью кругов Эйлера.

По нашему мнению, показывая на интегрированных уроках учащимся непрерывность окружающего мира и процессов в нем, мы формируем у них единое восприятие не только учебного материала, но и идею непре рывности и взаимосвязанности окружающего их мира. Ведь у учеников ча сто складывается ошибочное мнение, что интеграция различных предметов насаждается учителем с какой-либо целью и не представляет возможности для формирования их личности и математического развития.

Таким образом, продемонстрировав на одном или нескольких инте грированных уроках, взаимосвязь практически всех тем по информатике с, казалось бы, совсем небольшой темой «множество», мы предоставляем учащимся огромный простор для мыслительной деятельности. Подталки вая их к аналитическим рассуждениям, мы развиваем у учащихся способ ность к осознанию окружающего мира и взаимосвязей в нем, формируем личность, способную критически и креативно мыслить.

Литература 1. Зыкова И.Ф. Мотивация учащихся при изучении алгоритмизации.// Всероссийский съезд учителей информатики: Тезисы докладов. – М.: Из дательство Московского университета, 2011. – С. 702-703.

2. Зыкова И.Ф. Развитие креативности школьников при алгоритмиза ции решения математических задач // Актуальные проблемы обучения ма тематике: межвуз. сб. науч. трудов. – Выпуск 11. / Под ред. Ю.А. Дробы шева и И.В. Дробышевой. – Калуга: Эйдос, 2012. – С. 128- 3. Глизбург В.И. О роли информационных технологий в реализации гуманитарной направленности топологической подготовки учителей мате матики и информатики // Информатика и образование. – 2008. – № 12. – C. 117–119.

4. Дорофеев Г.В. Гуманитарно-ориентированный курс – основа учебно го предмета «Математика» в общеобразовательной школе // Математика в школе. – 1997. – № 4. – С. 59-66.

5. Кузнецов А.А., Григорьев С.Г, Гриншкун В.В., Левченко И.В, За славская О.Ю. Информатика и ИКТ. 8 кл.: учеб. для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2012. – 255 с.

6. Мордкович А.Г. Албегра. 9 кл.: в двух частях. Ч.1: учеб. для общеоб разоват. Учреждений / 7-е изд., перераб. – М.: Мнемозина, 2005. – 235 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОЕКТНО-МОДУЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ПОСТАНОВКИ УЧЕБНЫХ ЗАДАЧ ПРИ ИЗУЧЕНИИ МАТЕМАТИКО-ГРАФИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ С.А. Дейнега (deynega07@mail.ru) Ухтинский государственный технический университет, Россия Современное техническое и технологическое оснащение производства претерпевает значительные изменения. В связи с этим предъявляются по вышенные требования к способностям инженера. В постоянно изменяю щихся условиях производства, чтобы быть конкурентно способным, необ ходимо быстро адаптироваться, осваивать новую технику и технологии.

В этой связи отличительной особенностью современного техническо го образования являются существенные изменения в его содержании и структуре: реализация компетентностного подхода смещает акцент с фак тологических знаний на инструментальные, на готовность к обновлению собственных компетенций. Появляются новые формы организации учеб ного процесса, использующие дистанционные и компьютерные техноло гии, формы и методы обучения, внедряющие идею непрерывности образо вания. Отмеченные изменения ставят задачу такой подготовленности вы пускника, которая ориентирована на их готовность к постоянному обнов лению и развитию собственной компетенции применительно к технике и производству. В технических университетах в соответствии с федераль ным государственным стандартом ведется подготовка бакалавров и маги стров по определенному профилю соответствующего направления. По скольку бакалавр технического направления является выпускником выс шего профессионального образования, то будем бакалавра-выпускника называть инженером.

Как известно, подготовка инженеров рассматривается в тесной связи двух составляющих: узкопрофессиональной «знаниевой» и познаватель ной. Знаниевая составляющая определяется предметными знаниями по ос новам соответствующей техники и производства. Познавательная состав ляющая определяется способностью к самостоятельному познанию, поис ку информации, ее обработке и использованию. При сложившейся ситуа ции к первому компоненту предъявляются требования фундаментализации обучения: формирование знаний о теоретических основах предмета про фессиональной деятельности. Эти знания гарантируют не только узкопро фессиональную компетентность, но и способствуют развитию инженерно го (технического) мышления.

Профессиональная подготовка инженеров в настоящее время характе ризуется рядом недостатков: узкой подготовкой и специализацией инже неров, оторванностью полученных фундаментальных знаний от практики и т.п. Таким образом, образуется несоответствие подготовленного выпуск ника к требованиям, предъявляемым к ним работодателем. Одна из причин указанных недостатков состоит в том, что не все дисциплины в техниче ском вузе рассматриваются как средство становления будущего инженера.

И даже дисциплины, относимые учебным планом в соответствии с образо вательным стандартом к блоку общепрофессиональных дисциплин, по своей методике обучения не отвечают основанию классификации. К таким дисциплинам, в частности, относятся математико-графические дисципли ны: высшая математика, начертательная геометрия, компьютерная графи ка, геометрическое моделирование и др. Вместе с тем математико графические дисциплины имеют профессиональную значимость: именно в процессе их изучения формируются фундаментальные основы техническо го мышления современного инженера.

В дидактике высшей школы сформулирован принцип профессиональ ной направленности обучения дисциплинам высшей профессиональной школы, в соответствии с которым необходимо обеспечить формирование у студентов технического вуза таких качеств, которые позволили бы им раз вить профессиональные компетенции. К этим качествам относятся: анали тическое мышление;

способность быстро переключаться с уровня аб страктного мышления и представлений на уровень представлений о кон кретном продукте;

логичность мышления;

критичность;

способность к анализу и синтезу;

абстрактное, понятийное мышление (способность пере ходить от конкретных, отдельных предметов к общим понятиям);

способ ность продуцировать большое количество решений одной задачи;

умение разбираться в принципах работы технических устройств;

технический склад ума.

Таким образом, для реализации принципа профессиональной направ ленности необходимо отыскать средства повышения профессиональной подготовки инженеров через математико-графические дисциплины. Труд ностью решения этой задачи является то, что по своему предметному со держанию указанные дисциплины не всегда имеют явно выраженную связь с профессией, а потому профессиональная значимость предметного содержания не усматривается студентом при их изучении. Отсутствие по нимания студентом профессиональной значимости не позволяет его моти вировать к познанию учебного материала, который чаще всего абстрактен и требует развитого пространственного мышления.

Профессиональную значимость материала можно проиллюстрировать, если его связать с конкретным профессиональным аспектом на содержа тельном уровне. Именно поэтому в профессиональном образовании часто используют модульное обучение, предполагающее взаимное использова ние фактологических сведений различными дисциплинами. Другая воз можность иллюстрации профессиональной значимости материала – про цессуальная. Идея процессуального подхода состоит в том, чтобы учебная деятельность студентов была адекватна по своим действиям элементам профессиональной деятельности инженера: инженерно-аналитические действия (выявлять существенные связи и отношения между различными элементами технической информации, т.е. думать, рассуждать, анализиро вать ситуацию, разложить ее на составляющие, рассмотреть ее с разных точек зрения);

перевод технических объектов на абстрактно-графический язык и обратно. Одним из путей вовлечения студентов в такую деятель ность является метод проектов. Синтез модульного обучения с методом проектов относят к проектно-модульному обучению.

Анализ требований к подготовке инженера в современных условиях и его состояние на сегодняшний момент в техническом образовании позво лил выделить проектно-модульное обучение как один из способов реали зации профессиональной направленности изучения математико графических дисциплин в техническом вузе. Проектно-модульное обуче ние применительно к математико-графическим дисциплинам имеет смысл рассматривать как управление процессом овладения студентом предмет ным содержанием в процессе выполнения им системы проектов, каждый из которых по-своему профессионально значим.

В общем случае это:

1) модульная организация предметного содержания дисциплины;

2) создание учебных ситуаций, имеющих «выход» на проектное за дание;

3) формулировка проектного задания;

4) выполнение проектного задания;

5) оформление проекта и его презентация (защита, обоснование);

6) работа по использованию результатов проекта.

Анализ учебно-методической литературы по вопросам методики про фессионального образования и методики изучения математико графических дисциплин показал, что реализацию проектно-модульного обучения можно осуществлять в двух направлениях:

1) ориентация на содержание дисциплины;

2) ориентация на учебную деятельность студента.

Предметная ориентация этого подхода уже имеет отражение в теории и вузовской практике (Г.Н. Егорова, Я.Б. Зельдович, А.Д. Мышкис и др.).

Второе направление проектно-модульного обучения имеет два аспекта в зависимости от тех фактологических знаний, на основе которых реализу ется процессуальная составляющая профессиональной значимости матери ала:

1) Выполнение профессиональных действий и приемов на основе сформированных знаний. Традиционно это осуществляется в цикле узко профессиональных дисциплин технических вузов в форме курсовых работ и проектов, а также в выполнении реальных проектов для производства.

2) Выполнение профессионально значимых действий возможно в про цессе проектно-модульного обучения новому материалу математико графических дисциплин. Этот аспект не представлен в научно методической литературе и вузовской практике. Он составляет основу нашего рассмотрения проектно-модульного обучения применительно к ма тематико-графическим дисциплинам технического вуза.

В этом случае проблема состоит в создании модели организации учебной деятельности студентов в рамках проектно-модульного изучения математико-графических дисциплин технического вуза. Поскольку учеб ная деятельность студентов включает в себя мотивацию, постановку и ре шение учебной задачи (учебную ситуацию), контроль и оценку, то для ре шения проблемы необходимо выделить состав и ориентировочную основу действий выполнения студентами учебных проектов и методике их ис пользования. Анализ предметного содержания математико-графических дисциплин приводит к выводу о том, что его специфика определена сово купностью алгоритмов (алгоритмических предписаний) и основных тема тических задач в обучении. Поэтому при выборе технологии реализации проектно-модульного обучения необходимо решить две основные задачи:

1) применение алгоритма, 2) выбор нужного алгоритма для решения кон кретной задачи. Решение указанных методических задач в проектно модульном обучении следует осуществлять через организацию постановки соответствующей учебной задачи самим студентом.

Например, в категории методической задачи по выработке умений применять конкретный алгоритм применительно к курсу начертательной геометрии выделяются учебные задачи по применению конкретных алго ритмов: освоение приемов ортогонального проецирования (свойства орто гонального проецирования, построение эпюра точки, прямой, плоскости и их основные позиционные задачи), формирование понятия о поверхностях, овладение методом построения аксонометрических проекций и т.д.

Постановку учебных задач самим студентом по применению алгорит ма в проектно-модульном обучении можно организовать путем создания профессионально ориентированной педагогической ситуации «выбора проекта». Следует учитывать, что основная цель указанной педагогической ситуации ориентирована на выработку установки (мотива) к решению учебной задачи «научиться реализации алгоритма». Поэтому задача по вы бору проекта, предложенная студентам, не может быть сформулирована в готовом виде, она должна вытекать из сюжета учебной работы (например, на занятии). С этой целью мы предлагаем последовательность методиче ских действий реализации алгоритма, описывая их этапы или шаги.

Так как с помощью конкретного алгоритма можно решить многие за дачи, то необходимо создать ситуацию, когда студенты должны будут вы брать задачу для решения, используя конкретный алгоритм. В начале изу чения должен быть шаг на выделение условий применения алгоритма, т.е.

совокупности требований для его использования. Следующим шагом явля ется сопоставление выделенных условий с заданными условиями задачи.

Необходимо иметь в виду, что при изучении конкретного алгоритма важно сформировать понимание о том, в каких случаях «работает» изучаемый ал горитм. Одним из завершающих методических действий необходимо дей ствие, направленное на сравнение алгоритма с другими, выделение их осо бенностей и связей. Окончательный этап должен выявить условия, без ко торых данный алгоритм работать не будет, т. е. невозможно будет выпол нить решение. Это позволяет студенту задуматься над смыслом алгоритма, а не использовать его просто как шаблон для решения.

Рассмотрим это на примере. Использование проектно-модульного обучения предполагает изучение нового материала через решение задач по определенной теме, используя различные алгоритмы решения. Например, в теме «Многогранники» решаются позиционные задачи на пересечение с многогранником: прямой, плоскости, поверхности многогранника. В зави симости от заданных условий возможны различные пути решения задачи:

метод ребер или метод сечений, которые используют различные алгорит мы. Сопоставив условия работы алгоритмов с условием задачи, необходи мо сравнить их и определить особенности каждого. В нашем примере один алгоритм работает с прямой линией, другой – с плоскостью. Условия, при которых данный алгоритм работать не будет, определит окончательный выбор алгоритма для решения задачи.

Категория методической задачи по выбору нужного алгоритма имеет особенность, связанную с ориентацией на развитие технического мышле ния определенного уровня, обусловленного операциями сравнения, обоб щения и абстрагирования. Использование проектно-модульного обучения в техническом вузе в учебной деятельности студентов наиболее эффектив но для постановки учебных задач.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ РОБОТОТЕХНИКА – АКТУАЛЬНЫЙ ВОПРОС ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ Г.А. Ечмаева (echmaeva@mail.ru) кандидат педагогических наук, доцент, Тобольская государственная социально-педагогическая академия им. Д.И. Менделеева, Россия В ХХI одной из стратегических задач развития России является до стижение нового уровня экономического и социального развития, соответ ствующего статусу мировой державы, обеспечивающего национальную безопасность страны, занимающей передовые позиции в мировом сообще стве в условиях глобальной экономической конкуренции. Сегодня конку рентоспособность возможно только в том случае, если экономика страны основана на активном использовании высокотехнологичного производства и значительном интеллектуальном потенциале специалистов.

Одним из направлений сферы высоких технологий является робото техника. Ее история неразрывно связана с историей развития науки и тех ники, ее практически невозможно отделить от большинства изобретений, сделанных человечеством, и тем более от истории возникновения и ста новления компьютерных технологий. Возникнув на основе кибернетики и механики, робототехника сегодня является одним из важнейших направле ний научно-технического прогресса, находящееся на стыке физики, микро электроники, современных информационных технологий и проблем искус ственного интеллекта. Область робототехники охватывает достаточно ши рокий класс систем, начиная от полностью автоматизированных произ водств (производственные конвейерные линии, беспилотные космические корабли, автоматические подводные аппараты и т.д.) до бытовых помощ ников и детских игрушек.

Такое интенсивное внедрение искусственных помощников в произ водственную и личную сферы жизни общества требуют от пользователей обладания определенным уровнем знаний в области организации и управ ления роботизированными устройствами и системами, что в свою очередь оказывают определенное влияние на систему образования. Сегодня во многих странах мира, таких как Австралия, Дания, Израиль, Канада, Ки тай, Корея, США, Сингапур, Япония, и т.д., наблюдается значительное увеличение интереса к общеобразовательной составляющей данного науч но-технического направления. В этих странах технические университеты совместно с производственными компаниями (FANUC, Microsoft, Robotics America Inc., MobileRobots Inc., и др.) поощряют развитие программ обра зовательного направления для привлечения школьников и студентов. В не которых странах Азиатско-Тихоокеанского региона робототехника являет ся общеобразовательным предметом. Ксожалению, в России школьная об щеобразовательная программа изучение такого предмета не предусматри вает, кроме того, анализ содержания программ и учебников родственных предметов (физика, технология, математика, информатика) показывает, что ни один из них не затрагивает изучение данного направления, и это не смотря на то, знания из данной предметной области актуальны и вос требованы сегодня как на профессиональном, так и на бытовом уровне.

Сегодня многие ведущие фирмы, производственные и научные орга низации в сфере высоких технологий занимаются разработкой и продви жением образовательных проектов в области IT-технологий и применения цифровой техники в школьном образовании. Ряд фирм, такие как LEGO, DFRobot, UCR, INEX и др., выпускают образовательные робототехниче ские конструкторы на основе программируемых микроконтроллеров, в со став которых, как правило, входят конструкционные детали, сервомоторы и различные датчики, позволяющие школьникам понять организацию и функционирование современных промышленных и научных роботизиро ванных систем, а также освоить технологию их проектирования и модели рования. Большинство программного обеспечения, поставляемого вместе с конструктором, реализует различные диалекты языка «G» и парадигму ви зуального потокового программирования.

Среды имеют графический интерфейс, управляющие программы представляют собой рисунки-схемы, способные реализовать работу доста точно сложных систем, а освоение таких сред и принципа программирова ния не представляет особых проблем для учащихся. Кроме того следует отметить, что используемое для конструирования роботов оборудование может быть использовано для организации научно-исследовательской дея тельности школьников: для регистрации одного или нескольких данных с различных физических величин, выявления закономерностей, исследова ния окружающей среды и т.д.

Следует отметить, что в последние годы в России, в связи с активным продвижением Общероссийской программы «Робототехника: инженерно технические кадры инновационной России», реализуемой с 2008 года по инициативе и под патронажем Федерального агентства по делам молодежи и Фонда поддержки социальных инноваций «Вольное Дело», достигнуты определенные результаты: организовано более 40 ресурсных центров про граммы во многих регионах страны;

ежегодно проводятся для школьников робототехнические соревнования и олимпиады всех уровней;

проводятся учебно-тренировочные сборы и т.д. Однако результаты исследования по казывают, что ознакомление школьников с основами робототехники осу ществляется преимущественно в рамках дополнительного образования в виде кружков, клубов, секций, факультативных и элективных курсов. Вме сте с тем, можно отметить положительный результат ряда пилотных реги онов (Санкт-Петербург, Архангельск, Красноярск, Челябинская обл. и т.д.), где предмет «Образовательная (общая) робототехника» включен в учебный план, и как показывает практика, учащиеся этих школ с успехом осваивают данное направление, показывая высокие результаты своих учебных и исследовательских достижений.

Включение вопросов робототехники в учебный процесс требует и со ответствующей квалификации педагогов. Образовательная робототехника – это не только новое междисциплинарное направление обучения школь ников, но и новое направление в теории и методике обучения. Педагог, бе рущийся за преподавания основ робототехники школьникам должен обла дать соответствующими знаниями и навыками по теории и методике обу чения частным вопросам таких предметов как математика, технология, фи зика, информатика и ИКТ, поскольку каждая модель учебного робота – это не просто занимательная игрушка, это точный автономный механизм с об ратной связью, управляемый достаточно сложной программой.

Как показывают результаты исследования, подготовка педагогических кадров по вопросам образовательной робототехники в данный момент осуществляется преимущественно в виде семинаров-презентации и мастер классов, позволяющих получить самое общее представление о потенци альных возможностях образовательной робототехники, либо краткосроч ных курсов, ориентированных на спортивное направление. Такая лоскут ная популяризация зачастую порождает больше вопросов, ответы на кото рые не всегда может найти учитель-предметник, поскольку лежат они в межпредметной области.

Исследование показало, сто наибольшую готовность к освоению дан ного направления показывают школьные учителя информатики и ИКТ, и студенты обучающиеся по этой же специальности (направлению). Данный результат объясняется более разносторонней и межпредметной подготов кой. В рамках реализации долгосрочной целевой программы «Основные направления образования и науки Тюменской области» для студентов фи зико-математического факультета ТГСПА разработан курс «Теория и ме тодика обучения основам робототехники». Программа курса рассчитана на 100 часов и состоит из двух образовательных модулей по 36 часов: «Осно вы образовательной робототехники», «Методика обучения основам робо тотехники» и модуля учебной практики продолжительностью 28 часов.

Цель курса: знакомство студентов – будущих учителей информатики с возможностями образовательной робототехники для повышения качества обучения и научно-исследовательской деятельности учащихся, формиро вание готовности студентов к творческой инновационной деятельности со школьниками. Содержательно первый модуль курса знакомит студентов с теоретическими основами робототехники, элементами теории автоматиче ского управления, основами потокового программирования и направлен на формирование общенаучных и технологических навыков проектирования, конструирования и программирования образовательных робототехниче ских систем.

Содержание второго модуля рассматривает методические аспекты ор ганизации обучения школьников основам робототехники и имплицитное включение ее элементов в изучение различных общеобразовательных предметов (информатика, математика, физика, технология, химия и т.д.), а так же вопросы использования робототехнического конструктора в орга низации научно-исследовательской деятельности школьников. Для прове дения занятий по данному курсу в академии выделен специализированный кабинет, площадью 50 кв.м., который оборудован компьютерной техникой, робототехническими образовательными конструкторами Lego MindStorms NXT 2.0 базовой комплектации, ресурсными наборами, устройствами бес проводной связи с учебными роботами, дополнительными датчиками, спе циализированной учебной мебелью.

По третьему модулю программы студенты, изучающие данный курс, в рамках учебного процесса, проводят занятия курсов дополнительного об разования со школьниками на базе академии или занятия робототехниче ского кружка на базе Лицея, городского Дома технического творчества.

Итоговой аттестацией студентов по данному курсу являются успехи школьников на научно-практических конференциях, выставках, конкурсах, робототехнических соревнованиях различного уровня. В 2012 г. впервые выпускники физико-математического факультета, по специальности (направлению подготовки) «Информатика» получили сертификаты, под тверждающие их научную и методическую готовность обеспечить иннова ционную работу со школьниками по направлению «Образовательная робо тотехника».

Литература 1. Sergeyev A., Alaraje N. Promoting Robotics Education: Curriculum and State-of-the-Art Robotics Laboratory Development // The Technology Inter face Journal. – 2010. – № 3.

2. Копосов Д.Г. Уроки робототехники в школе / Д.Г. Копосов // ИТО Архангельск-2010 // URL: http://ito.edu.ru/2010/Arkhangelsk/II/II-0-1.html 3. Хламов В.Н. и др. Образовательная робототехника на уроках ин форматики и физики в средней школе: учебно-метод. пособие / Под ред.

В.Н. Хламова. – Челябинск: Взгляд, 2011. – 160 с.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОЦЕССЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ БУДУЩИХ БАКАЛАВРОВ НАПРАВЛЕНИЯ «ЭКОНОМИКА»

Н.А. Бурмистрова (bur_na_a@mail.ru) кандидат педагогических наук, доцент, Государственный университет Минфина России, Омск, Россия Н.И. Ильина (ila-jah@yandex.ru) кандидат физико-математических наук, доцент, Государственный университет Минфина России, Омск, Россия Ввиду того, что в настоящее время система высшего профессиональ ного образования находится в состоянии модернизации, обусловленной общими тенденциями мирового развития, и, прежде всего, переходом к информационному обществу, приоритетными в подготовке выпускников различных направлений и профилей, в том числе для работы в экономиче ской сфере, становятся компьютерные технологии. Традиционно, умение использовать компьютерные технологии формируется при обучении ин форматике, однако в условиях современного информационного общества этого недостаточно. С позиций компетентностного подхода студенту необходимы не только знания о компьютерных технологиях, которые он получает на занятиях по информатике, но и опыт их использования при решении профессионально ориентированных задач в процессе обучения дисциплинам предметной области «Математика» (Линейная алгебра, Ма тематический анализ и пр.) для формирования общекультурных и профес сиональных компетенций, соответствующих требованиям ФГОС ВПО [2].

Результаты анализа возможностей компьютерных технологий, ис пользуемых в высшей профессиональной школе, демонстрируют широкий спектр компьютерных средств и программных продуктов, позволяющих решать принципиально новые дидактические задачи, но обнаруживают не достаточность разработки методических подходов к их внедрению в про цесс математической подготовки будущих бакалавров направления «Эко номика» [3].

В контексте вышесказанного представляется значимым рассмотреть возможности компьютерных технологий в формировании у студентов умений и навыков математического моделирования в области профессио нальной деятельности с использованием электронной таблицы Microsoft Excel (MS Excel), входящей в состав пакета Microsoft Office.

Табличный процессор MS Excel ориентирован на решение разнооб разных задач, но в большей степени – задач, данные которых могут быть представлены в табличной форме, что позволяет проводить различные фи нансово-экономические расчеты. Обеспечивая хранение табличных дан ных большого объема, их обработку посредством формул, MS Excel предоставляет возможность визуального отображения числовой информа ции при помощи графиков и диаграмм, что, в свою очередь, обеспечивает реализацию когнитивно-визуального подхода к обучению.

Внедрение компьютерных математических пакетов и других про граммных средств в процесс обучения дисциплинам предметной области «Математика» целесообразно осуществлять на интегрированных занятиях, обеспечивая формирование у студентов навыков математического модели рования в области профессиональной деятельности. На примере решения профессионально ориентированной математической задачи экономическо го содержания в рамках интегрированного практического занятия по дис циплинам «Математический анализ», «Информатика», «Микроэкономика»

продемонстрируем возможности электронной таблицы MS Excel в модели ровании динамики рыночного равновесия [1]. В ходе занятия студентам предлагается решить профессионально ориентированную математическую задачу с использованием созданного нами электронного средства учебного назначения в программной среде MS Excel.

Задача. Функции спроса и предложения на товар заданы формулами D ( p ) = 11 p, S ( p ) = 2 p 4. Требуется: 1.Определить равновесную цену, равновесный объем товара и денежную выручку от продажи товара в точке равновесия;

2.Вычислить эластичность спроса и предложения в точке ры ночного равновесия;

3.Найти сумму налогового сбора, поступающего в бюджет, при введении косвенного налога на товар в размере 3 ден. ед. на единицу товара, размеры налоговых выплат продавца и покупателя. Оце нить влияние размера налоговой ставки на сумму налоговых поступлений при изменении размера косвенного налога с 3 ден. ед. до 6 ден. ед.

Решение. 1. Представляя функции спроса и предложения в табличной форме, студенты выполняют построение графиков функций основных ры ночных категорий (рис. 1). Аналитическая форма условия рыночного рав новесия обеспечивает определение равновесной цены и равновесного объ ема реализуемого товара D( р0 ) = S ( р 0 ) 11 p = 2 p 4 p 0 = 5, q0 = 6.

Размер равновесной цены равен 5 ден. ед., равновесного объема 6 единиц. Координаты точки рыночного равновесия (Е) в графической мо дели спроса и предложения подтверждают полученный результат (рис. 1).

Денежная выручка от продажи товара составляет p0 q0 = 5 6 = (ден. ед.). Графической иллюстрацией размера выручки является площадь прямоугольника, расположенного под точкой равновесия (рис. 1).

Рис. 1. Графическая модель рыночного равновесия 2. Используя в качестве математической модели формулу расчета ко эффициента эластичности функции, студенты вычисляют эластичность спроса и предложения p p p D ( р) E p ( D) = (11 р) = E p ( D) = E p =5 ( D ) = ;

1 р 11 р D( p ) р p p ( 2 р 4) = E p (S ) = S ' ( р) E p ( S ) = E p =5 ( S ) =.

2р 4 р S ( p) Таким образом, коэффициент эластичности спроса составляет 5/6, коэффициент эластичности предложения равен 5/3.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





<

 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.