CC BY
87
у V V
Рис. 4. Фазы приближения эмпирической кривой (контур африканского материка) с размножением фокусов в режиме ветвления и график сходимости
всплески соответствуют появлению 4, 5 и 6-го фокусов).
Судя по рисункам 3 и 4, приближения с использованием обоих режимов размножения дают хорошие результаты. Отметим, что эти эксперименты по размножению фокусов были выполнены комбинированным алгоритмом, автоматически переходящим от ^ к F-варианIу в зависимости от фазы приближения.
Приведенный в работе экспериментальный материал свидетельствует об эффективности различных вариантов алгоритма как с известным, так и с неизвестным числом фокусов. Выбор конкретной модификации вещественного алгоритма [6]
(или комплексного [5]) следует, по-видимому, связать с особенностями решаемой задачи. Необходимо отметить, что рассмотренный алгоритм во всех своих модификациях в принципе может работать и с лемнискатами, и с любым классом кривых, задаваемых фокусами.
Литература
1. Hilbert D. Gessamelte Abhandlungen, Berlin: Springer, 1935. Bd. 3. 435 p.
2. Маркушевич А.И. Теория аналитических функций. М.: Наука, 1967. Т. 1. 486 с.
3. Ракчеева Т.А Приближение кривых многофокусными лемнискатами // Человеко-машинные системы и анализ данных. М.: Наука, 1992. С. 93-110.
4. Ракчеева Т.А. Приближение кривых: фокусы или гармоники // Математика, компьютер, образование: сб. науч. тр.; [под ред. Г.Ю. Ризниченко]. М-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2007. Т. 2. С. 83-90.
5. Ракчеева Т.А. Приближение кривых многофокусными лемнискатами на комплексной плоскости // Математика, компьютер, образование: там же. 2008. Т. 2. С. 68-75.
6. Ракчеева Т.А. Алгоритм фокусного приближения кривых // Человеко-машинные системы и анализ данных. М.: Наука, 1992. С. 111-129.
7. Канторович Л.В., Акилов Г.Р. Функциональный анализ. М.: Наука, 1984. 752 с.
УДК 004.89
ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИИ В ЭЛЕКТРОННОМ ОБРАЗОВАНИИ
(Работа поддержана РФФИ, грант № 08-07-00025-а)
В.Н. Решетников, д.ф.-м.н (Центр визуализации и спутниковых информационных технологий НИИСИ РАН,
г. Москва, [email protected])
Дистанционное образование с использованием интернет-технологий развивается чрезвыиайно быстро, его можно рассматривать как отдельное направление исследований со своим понятийным аппаратом. В работе приводятся основные терминологические понятия и требования к системам электронного обучения, основанным на использовании виртуальных и интернет-технологий.
Ключевые слова: дистанционное образование, информационно-коммуникационные технологии, виртуальная реальность, электронное обучение.
Дистанционное образование - комплекс образовательных услуг, предоставляемых населению с помощью специализированной образовательной среды, основанной на использовании спутникового телевидения, компьютерной связи и других информационных технологий, обеспечивающих обмен учебной информацией на расстоянии.
При дистанционном обучении все или большая часть учебных процедур осуществляются с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий при территориальной разобщенности преподавателя и студентов. Различают полномасштабное и индивидуальное дистанционное обучение.
Полномасштабное дистанционное обучение основано на прохождении полного цикла обуче-
ния соответствующего уровня и профиля с выдачей учащемуся соответствующего документа об образовании (диплома).
Индивидуальное дистанционное обучение -дистанционное обучение по месту проживания (нахождения) индивидуального обучающегося, располагающего необходимыми аппаратно-программными средствами для обеспечения телекоммуникаций и обучения.
Дистанционное обучение в узком смысле можно рассматривать как образовательную технологию, которая достаточно легко может быть интегрирована в любую форму образования (очное, заочное, очно-заочное (вечернее) и экстернат).
Обучающие системы, основанные на концепции электронный учитель, имеют ряд сложностей.
Профессионалы указывают на незначительную ценность использования компьютера для предъявления обучаемому учебного материала в виде текста и/или изображений на экран - так называемого электронного перелистывания страниц. Этот феномен объясняется тем, что человек лучше усваивает информацию с твердых копий, а также невозможностью воспроизвести в обучающих системах богатство внутреннего мира преподавателя.
Анализ возможностей электронных учебников приводит к выводу, что доступ в процессе обучения к необходимым данным в электронном виде оправдан в случаях, когда другим способом трудно или невозможно получить соответствующую информацию.
Преимущество обучающих систем, основанных на концепции электронного студента, состоит в том, что программы-имитаторы создают проблемные ситуации в сфере практики и тактики обучения.
Возрастание роли информации требует развития у преподавателей специальных навыков, среди которых умение
• работать в локальных и глобальной компьютерных сетях;
• осуществлять поиск информации в сети с использованием поисковых систем;
• общаться в сети с помощью электронной почты, на телеконференциях, форумах и т.д.;
• использовать стандартное и специальное программное обеспечение для решения конкретных задач;
а также навыки работы с обучающими системами, с информационно-поисковыми и справочными системами, с системами поддержки проблемно-ориентированных решений, с экспертными системами, с информацией в рамках использования электронной библиотеки.
Важное значение имеет развитие связей с коллегами для консультаций и для повышения квалификации. Существует несколько видов информационных веб-ресурсов, которые помогают устанавливать и поддерживать контакты с коллегами.
Информацион но-коммун икационные технологии (ИКТ) - совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, интегрированных с целью сбора, обработки, хранения, распространения, отображения и использования информации в интересах ее пользователей.
Предпосылками внедрения ИКТ в дистанционное и открытое образование являются:
• накопленный потенциал учебных учреждений в средствах вычислительной техники;
• появление неудовлетворенности уровнем информационного решения имеющихся проблем;
• стремительное развитие компьютерных сетей, позволяющих получать качественную информацию, не выходя из рабочего кабинета.
Дистанционная технология обучения (образовательного процесса) - совокупность методов и средств обучения и администрирования учебных процедур, обеспечивающих проведение учебного процесса на расстоянии на основе использования современных информационных и телекоммуникационных технологий. Дистанционные технологии обучения подразделяются на кейс-, ТВ- и сетевые технологии.
Кейс-технология - технология обучения, основанная на использовании наборов (кейсов) текстовых, аудиовизуальных и мультимедийных учебно-методических материалов, их рассылке для самостоятельного изучения обучаемыми при организации регулярных консультаций у преподавателей традиционным или дистанционным способом.
ТВ-технология дистанционного обучения -
вид дистанционной технологии обучения, базирующейся на использовании систем телевидения для доставки обучающемуся учебно-методических материалов и организации регулярных консультаций у преподавателей.
Сетевая технология дистанционного обучения - вид дистанционной технологии обучения, базирующейся на использовании сетей телекоммуникации для обеспечения студентов учебно-методическими материалами и для интерактивного взаимодействия между преподавателем, администратором и обучаемым.
Важным частным случаем дистанционного обучения является обучение с помощью сети Интернет.
Электронное обучение - предоставление доступа к компьютерным учебным программам через сеть Интернет или корпоративные сети.
Учебный портал - корпоративный сайт, предоставляющий доступ к возможностям корпоративного обучения, в том числе и через систему дистанционного обучения.
Системный подход к дистанционному образованию предполагает наличие определенной инфраструктуры.
Система дистанционного обучения - это образовательная система, обеспечивающая получение образования с помощью дистанционных технологий обучения и включающая в себя кадровый состав администрации и технических специалистов, профессорско-преподавательский состав, учебные материалы и продукты, методики обучения и средства доставки знаний обучающимся, объединенные организационно, методически и технически с целью проведения дистанционного обучения.
Учреждение системы дистанционного обучения - образовательное учреждение или объединение образовательных учреждений, обеспечивающее функционирование системы дистанционного образования.
Центр дистанционного обучения (центр дистанционного образования) - отдельное подразделение, представительство или филиал учреждения системы дистанционного образования, осуществляющее административную, учебно-методическую, информационную и техническую поддержку образовательного процесса.
Ресурсный центр дистанционного обучения - образовательная организация или ее подразделение, которое создает собственные, а также распространяет заимствованные учебные материалы для дистанционного обучения.
Для полномасштабного дистанционного образования необходимы организация полномасштабного дистанционного образования и ее учебный центр.
Организация полномасштабного дистанционного образования - учебная организация, обладающая преподавательским, методическим, технологическим, техническим и административным потенциалом, позволяющим дистанционно с надлежащим качеством и в полном объеме государственного стандарта обеспечивать полномасштабное дистанционное образование.
Учебный центр организации полномасштабного дистанционного образования (центр коллективного пользования организации полномасштабного дистанционного образования) -структурное подразделение организации полномасштабного дистанционного образования в виде филиала или представительства, расположенное в определенном географическом пункте, имеющее учебные помещения, оборудование и средства коммуникации, административный и учебно-вспомогательный персонал, позволяющие проводить для жителей этого географического пункта образовательный процесс, осуществляемый базовым учебным заведением по дистанционной технологии.
База учебных материалов для дистанционного обучения - совокупность учебно-методических материалов (учебников, учебных пособий, методических указаний и пр.), предназначенных для дистанционного обучения и представленных в форме, обеспечивающей доступ к ним со стороны участников процесса дистанционного обучения.
Информационно-образовательная среда дистанционного обучения - совокупность учебных материалов, средств их разработки, хранения, передачи и доступа к ним, используемых в дистанционных технологиях обучения.
Виртуальная аудитория - в данном случае множество удаленных друг от друга рабочих мест, объединенных каналами передачи данных и используемых в рамках технологии дистанционного обучения обучаемыми для выполнения одинаковых в содержательном отношении учебных процедур при возможности интерактивного взаимодействия друг с другом и преподавателем.
Лаборатория удаленного доступа - подразделение учебной организации, оснащенное реальным учебно-исследовательским оборудованием с дистанционным доступом к нему по телекоммуникационным каналам связи.
Частным случаем лаборатории удаленного доступа является виртуальная лаборатория дистанционного обучения - лаборатория удаленного доступа, в которой реальное учебно-исследовательское оборудование заменено средствами математического моделирования.
Инструментальные средства дистанционного обучения - программное и информационное обеспечение, используемое для представления учебных материалов в информационно-образовательной среде дистанционного обучения.
В обеспечении дистанционного образования выделяют шесть компонент: учебно-методическое, программное, техническое, организационное, нормативно-правовое и кадровое.
Учебно-методическое обеспечение дистанционного обучения - база учебных материалов, система управления этой базой, методики дистанционного обучения, тесты, рекомендации по технологии дистанционного обучения с учетом дидактических и психологических аспектов.
Программное обеспечение дистанционного обучения - системные и прикладные программы и программные комплексы, используемые в том или ином виде дистанционного обучения, включая инструментальные среды для создания обучающих программ и программных комплексов.
Техническое обеспечение дистанционного обучения - используемое в информационно-образовательной среде дистанционного обучения вычислительное, телекоммуникационное, спутниковое, телевизионное, периферийное, множительное, офисное и другое оборудование, а также каналы передачи данных.
Организационное обеспечение дистанционного обучения - соответствующие местному и федеральному законодательствам формы организации учебного процесса с использованием технологии дистанционного обучения и рекомендации по их использованию.
Нормативно-правовое обеспечение дистанционного обучения - лицензионные, аттестационные и аккредитационные нормы и правила, законодательные акты, стандарты, приказы, распоряжения и другие нормативно-правовые документы, а также внутренние нормативные документы организаций, осуществляющих дистанционное обучение, регламентирующие подготовку и проведение учебного процесса на основе дистанционных технологий обучения.
Кадровое обеспечение дистанционного обучения - штатные расписания, должностные инструкции, профессорско-преподавательский состав, привлекаемый к проведению дистанционного
обучения, к разработке и пополнению базы учебных материалов в образовательном учреждении дистанционного типа. В структуре кадрового обеспечения дистанционного обучения выделяют экстерриториальный профессорско-преподавательский состав и методистов.
Экстерриториальный профессорско-преподавательский состав - профессора и преподаватели учреждения системы дистанционного обучения, проживающие в различных местах, объединенные организационно и методически средствами телекоммуникации и ведущие учебный процесс в учебных центрах этой организации на основании заключенных с ними договоров.
Основные особенности технологии дистанционного образования в учебном процессе:
• возможность интерактивного взаимодействия между преподавателем и обучаемым в диалоговом режиме, которое в ряде случаев может приближаться по форме к взаимодействию при традиционном аудиторном обучении;
• быстрая доставка учебных материалов в электронном виде;
• оперативный доступ к базам знаний, размещенным в сети Интернет;
• возможности тестирования знаний в дистанционном режиме, прохождения виртуального лабораторного практикума, реализации удаленного сетевого доступа к реальному лабораторному оборудованию, создания виртуальных групп, в которых возникает коллективное взаимодействие обучаемых между собой.
В процессе обучения студенты должны приобрести всесторонние знания, необходимые в их будущей практике. Большей части знаний может не быть в учебнике. Чтобы полностью изучить предметную область, студент полагается на различные ресурсы, часто физически не связанные. Такая ситуация затрудняет обучение и предполагает использование множества источников информации, в том числе ресурсов информационных центров и служб.
Надежда на разрешение этой проблемы связана с компьютеризацией. Персональные компьютеры используются для показа обширного множества информации различными средствами: текст, звук, изображения, фотографии, иллюстрации, мультипликация и видео в индивидуальном темпе.
Использование интернет-технологиий в образовании показало, что это превосходный инструмент, которому не мешают ни географические границы, ни временные барьеры.
На базе Интернета создаются международные учебные проекты, позволяющие студентам начать международное сотрудничество уже со студенческой скамьи.
С помощью дистанционного обучения можно без отрыва от производства проводить обучение больших групп специалистов.
Так, в Китае апробирована система удаленной сдачи квалификационных экзаменов. Из 125645 кандидатов, принявших участие в экзамене, прошли экспертизу 64078 человек.
Компания Tenet Health System является крупной управляющей компанией в здравоохранении США. Под ее управлением находится 114 госпиталей в 16 штатах. У компании есть проблема подбора, обучения и удержания квалифицированных медицинских сестер. В библиотеке компании имеются более 500 часов электронных учебных материалов, которые сгруппированы по уровням сложности так, что их постепенное освоение должно привести учащегося к сдаче профессионального экзамена на право работы медицинской сестрой. Фактически использование технологий дистанционного обучения позволило компании решить проблемы с подбором персонала, существенно сократив затраты на обучение.
Виртуальный обучающий центр
Виртуальный центр в узком смысле - это центр обмена информацией между преподавателем и обучающимся с помощью Интернета.
Виртуальный центр в широком смысле - моделируемая специалистами-экспертами социальная сеть:
• имитирующая на основе трехмерных мультимедийных игр модель работы реального многопрофильного вуза с присущими ему технологическими процессами;
• обеспечивающая взаимодействие с пользователями посредством интерактивных сервисов, характеризующихся простотой доступа и по умолчанию анонимностью, предназначенных для потребителей обучающих услуг.
Виртуальная организация - многопрофильное объединение отдельных специалистов и/или научных коллективов, их научного инструментария, компьютерных и информационных ресурсов, позволяющее обеспечить как в научном, так и в экономическом аспекте синергизм для достижения целей научной кооперации.
Виртуальная организация базируется на использовании возможностей современных информационно-коммуникационных технологий.
С технической точки зрения для создания виртуального обучающего центра необходимы:
• многоуровневый доступ с различными полномочиями для руководителей, координаторов, модераторов проекта, преподавателей, как постоянных обучающихся, так и впервые обратившихся для ознакомления с возможностями сервиса;
• удобный пользовательский интерфейс с возможностью его видоизменения для различных учреждений.
Главная задача виртуального центра состоит в том, чтобы повысить качество подготовки и обучения за счет удобного общения. Посещение вир-
туального центра позволяет экономить время обучения. Виртуальный центр должен обеспечивать решение двух задач: практической реализации потенциальных преимуществ технологий электронного обучения и задачи распространения идей, связанных с контролем и повышением качества усвоения учебного материала.
В практической реализации потенциальных преимуществ электронного обучения можно выделить следующие задачи:
• создание надежных информационных ресурсов и авторитетных сообществ, ориентированных на повышение образовательного уровня населения;
• распространение информации о знаниях, способах взаимодействия с педагогами и ориентирование в системе образования;
• повышение уровня грамотности населения;
• внедрение целенаправленных стратегий обучения и повышения активности обучающихся.
Веб-ресурс типа «Виртуальный обучающий центр» связан с одним или несколькими образовательными учреждениями.
Идеальный виртуальный центр информирует об образовательных услугах, позволяет будущим пользователям ознакомиться с работой центра и получить ответы на вопросы, возникающие во время обучения, оказывает услуги на дому, сочетая телефон, компьютер, интерактивное телевидение.
Интернет-консультант может задавать пациенту уточняющие вопросы, вступать с ним в диалог или рекомендовать ему дополнительные образовательные материалы или источники.
Дистанционное интернет-консультирование не заменяет личного общения обучающего и обу-
чаемого. Как и в каком объеме проводить заочное консультирование, по-видимому, следует решать индивидуально.
Итак, сформулированы основные определения области - интернет-технологии и дистанционное образование. Основной задачей, требующей исследования, является построение оптимальной инфраструктуры этой важнейшей области совершенствования современной системы образования, не только среднего и высшего, но и профессионального, включая тренажерно-обучающие системы в различных проблемно-ориентированных областях (в том числе и космической).
Литература
1. Решетников В.Н., Торгашев М.А., Хураськин И.А Технологии подготовки мультимедийных инструкций в компьютерных тренажерных системах: сб. тр. ЦВиСИТ. М.: НИИСИ РАН, 2007. 108 с.
2. Михайлюк М.В., Решетников В.Н. Имитационно-тренажерные и обучающие распределенные системы: там же.
3. Мамросенко К.А Имитационно-тренажерные и обучающие распределенные системы // Программные продукты и системы. 2008. № 3. С. 32-35.
4. Mamrosenko K.A., Reshetnikov V.N. Algorithms and methods in allocated training systems // Proceedings International conference on scientific research in open and distance education. Hanoi, Vietnam: The Gioi, 2008, pp. 31-36.
5. Михайлюк М.В., Решетников В.Н. Системы визуализации в тренажерных комплексах: сб. тр. 52-й науч.-технич. конф. М.: МГИРЭА, 2003. С. 10-15.
6. Мамросенко КА, Решетников В.Н., Торгашев М.А Архитектура программно-методического обеспечения на основе мультимедийных технологий // Пилотируемые полеты в космос. Звездный городок: РИО РГНИИЦПК им. ЮА Гагарина, 2007. С. 135-138.
7. Mamrosenko K.A., Reshetnikov V.N., Torgashev M.A Technologies of multimedia instructions preparation in computer training systems // Proceedings International conference on scientific research in open and distance education. Hanoi, Vietnam: HOU, 2007, pp. 157-163.
УДК 004.942
ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ СИСТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ НАУЧНЫХ СОРЕВНОВАНИЙ
С. Е. Рукшин, к.ф.-м. н. (Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, г. Санкт-Петербург, [email protected])
Статья посвящена влиянию классификационных признаков различных типов дистанционных научных соревнований на требования, предъявляемые к архитектуре автоматизированных систем проведения соревнований соответствующего типа. Сформулированы основные принципы конструирования таких систем: поддержка большого количества различных методов ввода и различных методов проверки решений, возможность расширения количества соответствующих модулей и поддержка различных регламентов проведения соревнований.
Ключевые слова: дистанционное обучение, автоматизация научных соревнований, архитектура автоматизированных систем.
После введения обязательного ЕГЭ в ведущих вузах страны усилилась тенденция к проведению интернет-олимпиад, вытесняющих традиционные
предметные олимпиады. В данной работе сформулированы важнейшие классификационные признаки дистанционных олимпиад и вытекающие из
