CC BY
10
УДК 004.3(075)
Г.В. Веселовська, А.Д. Чеклш, 1.1 Кибалко
РОЗРОБКА КОНЦЕПЦ1Й I МОДЕЛЕЙ 1НТЕНСИФ1КАЦП ВИКЛАДАННЯ СТУДЕНТАМ ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ ФАХОВИХ ДИСЦИПЛ1Н ГАЛУЗ1 ЗНАНЬ "1НФОРМАТИКА ТА ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХН1КА" НА ОСНОВ1 ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРЕСИВНИХ 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ТЕХНОЛОГ1Й НАВЧАННЯ
Вступ. Кожна нова хвиля технологiчних досягнень у галузi iнформатики та обчислювально! технiки створюе додатковi обсяги актуально! фахово! шформаци та обумовлену цим необхвдшсть корекцп концепцiй i моделей формування шформацшно! бази викладання студентам вищих навчальних закладiв вiдповiдних фахових дисциплш, як правило, ставлячи вимогу тдвищення iнтенсивностi процесiв викладання.
У данш роботi автором дослiджено актуальнi тенденци змiщення акцентiв у системi шформацшних потреб i запитiв студентiв вищого навчального закладу, як1 навчаються в межах галузi знань "1нформатика та обчислювальна техшка", що обумовлюють потребу в додатковш штенсифшаци викладання ввдповщних фахових дисциплiн, i запропонованi шдходи до вирiшення дано! проблеми, основаш на використаннi прогресивних iнформацiйних технологш навчання.
Постановка задачь Соцiально-економiчним пвдгрунтям успiшного функцiонування сучасних вищих навчальних закладiв е гнучка адаптацiя змюту та технологiй навчання до досягнень науково-технiчного прогресу, що в значнш мiрi обумовлюють поточнi запити, тенденцi! та прогнози розвитку ринку працевлаштування випускник1в.
Результатом активного прискорення темпiв розвитку науково-технiчного прогресу в галузi iнформатики та обчислювально! техшки стало не тiльки суттеве вдосконалення технологiчно! бази, а й значне розширення номенклатури апаратних засобiв, системного та прикладного програмного забезпечення, оргашзацшних заходiв i методiв !х упровадження у виробничу практику.
Вiдповiдно, розширився як спектр технологiй iнтегрованого використання рiзноманiтних наборiв апаратного та програмного шструментарш, так i сфера галузей !х практичного застосування.
Зазначенi процеси щдсилили вимоги ринку працi до знань, умшь i навичок фахiвцiв з iнформатики та обчислювально! техшки, потягнувши за собою вiдповiднi зрушення в iнформацiйних потребах i запитах студентiв вищих навчальних закладiв, яш навчаються за вказаним фахом.
Усе це обумовлюе необхiднiсть суттевого пвдвищення iнформацiйно! насиченостi викладання базового змюту фахових дисциплiн, як1 вiдносяться до галузi знань "1нформатика та обчислювальна техшка", згiдно з концепцiею перенесення акценпв iз детального вивчення одного окремо вибраного програмного iнструментарiю або комп'ютерно! системи, на отримання широкого свггогляду зi всього спектру базових сучасних шструментальних засобiв та штегрованих технологiй !х застосування.
Успiшнiсть практично! реатзаци дано! концепцi! багато в чому визначаеться результатами пошуку оптимальних ршень, якi встановлюють добре збалансоване спiввiдношення мiж наступними альтерна-тивними факторами: об'ективно юнуючим жорстким лiмiтом часу, який може бути выведено на Здiйснення навчання; прагненням студенпв до отримання максимально можливого обсягу тих знань, умiнь i навичок, яш можуть стати !м у нагодi в майбутнiй професiйнiй дiяльностi, при цьому - з набуттям максимально широкого свiтогляду з майбутньо! професi!.
Разом iз тим, для здшснення ефективного оглядового вивчення функцюнальних можливостей i галузей практичного застосування широкого спектру актуального програмного та апаратного шструментарш, а також технологш його штеграцп, вимагаеться доповнення iснуючого концептуального та матема-тичного апарату моделювання процесiв навчання новими тдходами, що дозволяють iнтенсифiкувати щ процеси.
В силу того, що найбшьш активно описанi вище тенденцi! та наслвдки !х дi! почали виявляти себе в останнi дек1лька рошв, дане питання ще е практично недослвдженим.
Щодо авторiв дано! статл, то за зазначеним питанням було здшснено публiкацiю [1], де висвгтлюються концепцi! та моделi оптимально! шформацшно! пiдтримки самостiйного та iндивiдуального комп'ютерного навчання.
Розв'язок задачь Для побудови скореговано! узагальнено! моделi передметно! галузi iнформацiйних потреб i запитiв (1ПЗ) користувачiв iнформацiйних ресурсiв засобiв реалiзацi! прогресивних iнформацiйних технологiй навчання, адаптованих для фахових дисциплiн галузi знань
«1нформатика та обчислювальна техшка», було здшснене системне дослiдження структури та 3MicTy 1ПЗ студенпв, викладачiв, фахiвцiв-практикiв тощо.
В основу зазначеного дослщження переважно було покладено триетапну технологш експерес-опитування користyвачiв: етап 1 - здiйснення експерес-опитування окремих оаб у вiльнiй формi; етап 2 - здiйснення експерес-опитування груп осiб у формi штерв'ю, дискусш, дiлових iгор, застосування методу "мозкового штурму"; етап 3 - здшснення експерес-опитування окремих осiб i груп оаб за шаблонними опитувальниками, складеними за пiдсyмками етапiв 1,2.
У даному процесi дуже показовими виявилися дисциплiни "Операцiйнi системи" та "Компьютерна графша", що характеризуються швидкою динашкою змiнювання шформацшно1 бази, на приклащ яких i буде здiйснюватися подальший розгляд.
У подсумку застосування описано! вище технологй' дослвдження 1ПЗ, було сформовано узагальнену структуру моделi 1ПЗ стyдентiв та li реалiзацil для дисциплш «Операцiйнi системи» та «Компьютерна графiка». Узагальнена модель 1ПЗ набула наступно! структури:
де: I - основш категорй iнстрyментарiю; T - основш категорй' лекцiйних тем; L - основш категорй' тем лабораторних занять; P - основш категорй' понять, яш потрiбно засвогги; Z - основш категорй' завдань для лабораторних занять.
Для дисциплши "Операцiйнi системи" конкретизована модель МШЗ буде мiстити наведенi нижче складовi частини.
Основнi категорй' програмного iнстрyментарiю I = {Ip I2, I3, I4, I5}, де:
- I1 = "Операцiйнi системи амейства Microsoft Windows" = {XP, Vista, Seven (7), Server 2008 тощо};
- I2 = "Операцшш системи сiмейств Unix/Linux" = {Unix, FreeBSD, RedHat, Suse, Debian, Mandriva, Ubuntu, AltLinux тощо};
- I3 = "Операцiйнi системи сiмейства MacOS X" = {Tiger, Leopard, Snow Leopard тощо};
-I4 = "Операцшш системи мобшьних пристро!в" = {Android, Chrome, iOS, Windows Mobile/ Microsoft Phone, Symbian/SymbianA3, Bada OS, Blackberry OS, Palm/webOS, Maemo OS, Moblin, MeeGo, ELSE Intuition тощо};
- I5 = "Перспективш операцшш системи, що знаходяться в стади розробки".
Основш категорй лекцшних тем T = {т T2}, де: T1 = "Технологй' фyнкцiонyвання операцшних
систем"; T2 = "Технологй' захисту iнформацii в комп'ютерних системах i мережах засобами операцiйних систем".
Основнi категорй' тем лабораторних занять L = {l L2}, де: L1 = "Застосування операцiйних систем"; L2 = "Системне адмiнiстрyвання операцшних систем".
Основш категорй' понять, яш потрiбно засвогги P = {P P2, P3, P4}, де: P1 = "Базовi технологй' та
функцюнальш можливостi операцiйних систем"; P2 = "Удосконалеш технологй' та функцюнальш можливостi нових операцiйних систем та оновлених редакцш iснyючих операцшних систем"; P3 = ="Особливостi взаемодп та iнтеграцii можливостей рiзних операцшних систем"; P4 = "Порiвняльний аналiз фyнкцiональних можливостей i галузей практичного застосування рiзних операцiйних систем".
Основш категорй' завдань для лабораторних занять (чотири категорй' завдань, перелiчених у
порядку пвдвищення рiвня 1'х складносп) Z = {Z{, Z Z3, Z4}, де:
- Z1 = "поглиблено вивчити, опанувати на практицi та виконати демонстрацшний показ на комп'ютерi тих можливостей операцшно1 системи, що належать до одше1 з базових категорш понять";
- Z2 = "створити електронну презентацiю до тiei теми, що була розкрита в завданш 1";
- Z3 = "проаналiзyвати приклади ефективного використання операцiйноi системи в комп'ютернш пiдтримцi пiдприeмств (оргашзацш, установ) на основi вiдомостей iз фундаментально'' та перiодичноi лiтератyри, власного досвщу";
- Z4 = "проаналiзyвати поточний стан i розробити пропозицп щодо пiдвищення ефективностi використання операцшно1 системи в комп'ютернiй пiдтримцi конкретного шдприемства (органiзацii, установи) за мюцем проходження практики (мiсцем проживання, роботи тощо)".
Завдання категорй Z1 е обов'язковим, а його yспiшне виконання забезпечуе отримання оцiнки "задовiльно". Завдання категорй Z2-Z4 не е обов'язковими, але 1'х виконання дозволяе шдвищити оцiнкy. Найвищий бал передбачае обов'язкову наявнiсть елементiв творчо1 роботи над матерiалом
M1ПЗ ={I> ^ L, P, Z},
(1)
(порiвняльного огляду, аналiзу, формулювання та обгрунтування рацiональних пропозицш, створення презентацiйних матерiалiв тощо), наведення прикладiв практичного використання операцiйноï системи. Рекомендован види завдань творчо! та практично! спрямованостi забезпечують завдання категорш Z3, Z4.
Для дисциплiни "Компьютерна графта" модель М1ПЗ буде мютити наведенi нижче складовi.
Основнi кагегорп програмного iнструментарiю I = {i^ ^ I3, I4, ^ ^ Ig, I9, I10, I11
- I1 = "Графiчнi редактори растрово!, векторно!, тривимiрноï та фрактально! комп'ютерно! граф^" = {Adobe Photoshop, CorelDraw, 3D Studio MAX, Maya тощо};
- I2 = "Спецiалiзованi графiчнi програми для створення та дизайну цифрового ввдео" = {Adobe Premiere, Adobe After Effects, Adobe Media, Pinnacle Studio, VirtualDub, iuVCR тощо};
- I3 = "Програми комп'ютерного верстання" = {Adobe PageMaker, Adobe InDesign, QuarkXPress, Ventura Publisher тощо};
- I4 = "Мови розмiтки гiпертексту як шструментарш створення Web-сайпв" = {HTML, Dynamic HTML, XML, CSS тощо};
- I5 = "Спецiалiзованi редактори для автоматизаци процесу створення iлюстрованих Web -сторiнок у форматi гшертекстових документiв " = {FrontPage, DreamWeaver тощо};
- I6 = "Спецiалiзованi мови програмування для створення аплетiв (1нтернет-застосувань) i Здiйснення Web-програмування" = {Java, JavaScript, PHP тощо};
- I7 = "Спецiалiзованi програмнi пакети для Web-дизайну" = {Adobe Flash та xi.};
- I8 = "Програмш пакети для здшснення дiловоï комп'ютерно! граф^" = {Microsoft Office та xi.};
- I9 = "Програмнi пакети для здшснення науково! комп'ютерно! графши" = {MathCAD, MatLAB, Mathematica, Statistica, Axum, SPSS тощо};
- I10 = "Системи автоматизованого проектування для здшснення iнженерноï комп'ютерно! графiки" = {AutoCAD, КОМПАС, ArchiCAD, ArCon тощо};
Основш категорiï лекцiйних тем T = {T T2, T3}, де:
-T1 = "Математичнi основи, апаратне та програмне забезпечення комп'ютерно! графiки" = {"Уведення в комп'ютерну графiку"; "Математичнi основи комп'ютерно! графши (моделювання складних геометричних перетворень, реатстичних зображень, апроксимованого подання лiнiй i поверхонь)", "Графiчне програмне забезпечення", "Графiчне апаратне забезпечення"};
- T2 = "Технологи комп'ютерно! графiки" = {"Растрова, векторна, тривимiрна (3D) i фрактальна компьютерна графiка", "Мультимедiа, гiпермедiа, цифрове фото та штерактивне вiдео", "Видавничi комп'ютернi технолопГ', "Комп'ютерна графiка в мережi Internet (Web-графiка)", "Програмування графши засобами мов програмування високого та низького рiвня, Web-програмування", "Видавничi комп'ютерш технологiï"};
- T3 = "Застосування комп'ютерно! графiки" = {"Комп'ютерна графiка в творчш сферi", "Комп'ютерна графiка в дшовш сферi", "Комп'ютерна графiка в науковш сферi (САПР науково-технiчних задач", "Комп'ютерна графша у виробничiй сферi (CAD/CAM/CAE/PDM/AEC/GIS-системи)"}.
Основнi категорiï L = {L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10, L11, L12, L13} тем лабораторних
занять мають наступний змiст: L1 = "Технологiï растрово! комп'ютерно! графiки"; L2 = "Технологiï векторно! комп'ютерно! графiки"; L3 = "Технологiï тривимiрноï (3D) комп'ютерно! графiки"; L4 = "Технологи фрактально! комп'ютерно! графiки."; L5 = "Технологiï цифрового вiдео"; L6 = "Технологiï комп'ютерно! полiграфiï"; L7 = "Технологiï виконання Web-дизайну засобами мов i редакторiв розмiтки гшертексту"; L8 = "Технологiï створення аплепв (1нтернет-застосувань) i здiйснення Web-програмування"; L9 = "Технологiï виконання Web-дизайну засобами професшних графiчних пакетiв"; L10 = "Практичне застосування комп'ютерно! графiки до створення iлюстрованого Web-сайту на основi iнтегрованого використання технологiй комп'ютерно! графiки та Web-дизайну"; Lu = "Технологи дшово! комп'ютерно! графiки"; L12 = "Технологи науково! комп'ютерно! графiки"; L13 = "Технологiï iнженерноï комп'ютерно! графши".
Основнi категорiï понять, якi потрiбно засвогти P = {P1, P2, P3, P4, P5, P6}, де: Pi = "Задачi
комп'ютерно! графiки"; P2 = "Концепци застосування математичного апарату в комп'ютернш графiцi"; P3 = "Класифiкацiя, перелш, призначення та базовi функцiï проввдних графiчних програмних пакетiв та апаратних засобiв комп'ютерно! графiки"; P4 = "Перелш i призначення провiдних комп'ютерних графiчних технологiй"; P5 = "Перелш i коротка характеристика провiдних галузей практичного застосування комп'ютерно! графiки"; P6 = "Короткий огляд тих застосувань комп'ютерно! графiки, що призначенi для розв'язування професiйних задач фахiвцiв iз комп'ютерних систем i мереж".
Основш категори завдань для лабораторних занять з дисциплши "Комп'ютерна графiка" за своею суттю аналогiчнi до тих, що були наведеш для попередньо! дисциплiни, а тому ми не повторюемо.
Виходячи з представлених вище мiркувань, було розроблено узагальнену структурно-хронолопчну модель лабораторного занятгя, адаптовану для специф^ фахових дисциплiн галузi знань "1нформатика та обчислювальна техшка" (рис.1).
Дана структурно-хронолопчна модель передбачае тдвищену iнтенсивнiсть застосування прогресивних iнформацiйних технологш навчання та надае наступну шформацш про особливостi органiзацiйного управлiння заняттям:
- розподiл етапiв заняття м1ж паралельними та послвдовними гiлками конвееру навчального процесу;
- вiдсотково-часове сшвввдношення тривалостi етапiв заняття;
- закршлення за конкретними етапами заняття певного шструментарш (методiв i засобiв) прогресивних шформацшних технологiй навчання.
Актив н1 методи навчання з штенсивним застосуванням комп 'ютерних технолог1й Робота з локальними електронними ресурсами Активт методи навчання з штенсивним застосуванням комп'ютерних технологий Робота з 1нтернет-ресурсами Актив т методи навчання з штенсивним застосуванням комп'ютерних технологш Традищйш методи навчання
10% часу заняття 30% часу заняття 10% часу заняття 30% часу заняття 10% часу заняття 10% часу заняття
Дистанщйне навчання (протягом всього заняття)
Рис. 1. Узагальнена структурно-хронологiчна модель лабораторного заняття, що передбачае тдвищену ттенсивтсть застосування прогресивних шформацшних технологш навчання
Висвилимо детальшше особливостi запропоновано! моделi.
Робота викладача зi студентами за допомогою активних методiв навчання: в цшому займае 30% вiд загального обсягу часу заняття; передбачае iнтенсивне застосування комп'ютерних технологш; здшснюеться в формi дшово! гри (з акцентом на iмiтацiю дiлових доповвдей i презентацш), iз активним залученням методу "мозкового штурму".
Робота з локальними електронними ресурсами (ЛЕР) навчально-методично! шформацп: в цшому займае 30% ввд загального обсягу часу заняття; передбачае роботу студенпв iз навчальними вщео-самовчителями, мультимедiйними навчальними курсами, демонстрацiйними навчальними програмами.
Зазначена робота з ЛЕР за двома наступними напрямками: 1) ознайомлення (щд керiвництвом викладача) з перелжом, технологiями доступу, системами управлшня, загальною структурою та змiстом локальних електронних ресурсiв з метою тдготування до !х подальшого самостiйного опрацьовування (20% обсягу часу заняття); 2) вивчення одного з провщних питань дисциплiни (10% часу заняття).
Робота з 1нтернет-ресурсами навчально-методично! iнформацi!: в цшому займае 30% ввд загального обсягу часу заняття; передбачае ознайомлення на практищ з перелжом, призначенням, адресами, технологiями доступу до ресурав та оглядово зi змiстом ресурав.
На традицiйнi методи навчання припадае 10% загального часу заняття.
Паралельно з основним навчальним процесом, передбачено технологш дистанцшного навчання, що резервуеться для тих студентiв, як1 з поважних причин не можуть особисто ввдввдати заняття.
Основнi результата та висновки. Запропонованi авторами концепцi! та моделi iнтенсифiкацi! викладання студентам вищого навчального закладу фахових дисциплiн галузi знань "1нформатика та обчислювальна техшка" на основi використання прогресивних шформацшних технологш навчання було випробувано на базi ряда фахових дисциплш кафедри шформацшних технологш факультету кибернетики Херсонського нацюнального техшчного унiверситету (вибiркових дисциплш iз суттевою динамiкою змiнювання шформацшно! бази, таких як "Операцiйнi системи", "Комп'ютерна графiка", "Системи цифрово! обробки даних i сигналiв", "Основи побудови експертних систем").
Вiдповiдно до зазначених концепцш i моделей, було внесено змши до робочих програм дисциплш та устшно втiлено !х у навчальний процес, у пiдсумку чого вдалося на 25% шдвищити такий показник
штенсифшаци навчання, як шформацшна насичешсть навчальних KypciB, а надалi плануеться поетапно шдвищувати даний показник ще на 50%.
У цшому, в данш статтi було подано новi концепци та моделi шдвищеня ефективностi навчального процесу у вищому навчальному закладi на основi штенсифжацп використання iнформацiйних технологiй, що базуються на виявлених у процеа авторських дослвджень i розробок об'ективнiй необхвдносп, можливостях i резервах пвдвищення шформацшно! насиченосп фахових навчальних курсiв у галузi iнформатики та обчислювально! техшки.
Внесок авторiв у виконанi дослщження та розробки розподiлено наступним чином: Веселовська Г.В. - постановка задач^ базовi концепцi! та моделi l! розв'язування, загальнi пiдходи до реалiзацi! створених концепцiй i моделей для дисциплш "Операцшш системи", "Комп'ютерна графша", "Системи цифрово! обробки даних i сигналiв", "Основи побудови експертних систем"; Чеклш А.Д. - детальна реалiзацiя створених концепцiй i моделей для окремих тем дисциплш "Операцшш системи", "Комп'ютерна графта", "Системи цифрово! обробки даних i сигналiв"; Кибалко I.I - детальна реалiзацiя створених концепцш i моделей для окремих тем дисциплш "Системи цифрово! обробки даних i сигналiв", "Основи побудови експертних систем".
Л1ТЕРАТУРА:
1. Веселовська Г.В. Розробка концепцш i моделей тдвишування ефективност1 взаемода з шформацшними джерелами в процесi самосттйно! й щдив1дуально! роботи користувач1в систем комп'ютерного навчання// Вкник ХНТУ. - 2009. - №№3 (36). - С. 30-34.
2. Олифер В., Олифер Н. Сетевые операционные системы: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2009. - 669 с.: ил.
3. Веселовська Г.В., Ходаков В.С., Веселовський В.М. Комп'ютерна графша. Навчальний поабник для студенпв вищих навчальних закладiв/ Пвд ред. В.С.Ходакова. - Херсон: "Олдьплюс", 2008. - 584 с.
4. Симонович С.В. Общая информатика. Новое издание. □ СПб.: Питер, 2008. □ 428 с.
5. Розенфильд Л., Морвиль П. Информационная архитектура в Интернете. - М.: ООО "И. Д. Вильямс", 2009. - 544 с.
6. Десять лет третьего тысячелетия: ключевые события 1Г-индустрии/ CHIP. Go Digital (журнал информационных технологий). - К.: ДП "Бурда-Украина", 2011. - С.50-52.
7. Технотренды 2011 / CHIP. Go Digital (журнал информационных технологий). - К.: ДП "Бурда-Украина", 2010. - №12, декабрь 2010. - С.20-27.
ВЕСЕЛОВСЬКА Галина Вiкторiвна - кандидат техшчних наук, доцент кафедри шформацшних технологш, доцент, кафедра шформацшних технологш факультету кибернетики Херсонського нацюнального техшчного ушверситету.
Науковi штереси:розробка концепцш i моделей шдвищення ефективносп систем комп'ютерного навчання.
ЧЕКЛ1Н Андрш Дмитрович - студент п'ятого курсу спещальносп 7.091501 "Комп'ютерш системи та мереж1" напряму шдготовки 0915 "Комп'ютерна iнженерiя", кафедра шформацшних технологш факультету кибернетики Херсонського нацюнального техшчного ушверситету
Науковi iнтереси: розробка концепцш i моделей п1двищення ефективносп комп'ютерних систем i мереж, шформацшних систем, систем комп'ютерного навчання.
КИБАЛКО 1гор 1ванович - кандидат технчних наук, старший викладач кафедри шформацшних технологш, кафедра шформацшних технологш факультету кибернетики Херсонського нацюнального техшчного ушверситету
Науковi штереси: розробка концепцiй i моделей п1двищення ефективностi комп'ютерних систем i мереж, систем комп'ютерного навчання.
