Применение модульной технологии в обучении будущих учителей информатики к созданию и применению современных средств ИКТ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Применение модульной технологии в обучении будущих учителей информатики к созданию и применению современных средств ИКТ

Мельникова Алевтина Ивановна к.ф-м.н., доцент кафедры математики и информатики и методики обучения математике и информатике,

ФБГОУ ВПО «Марийский государственный университет», г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 424001, (8362)425662 [email protected]

Никитин Петр Владимирович аспирант кафедры информатики и вычислительной техники,

ФБГОУ ВПО Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я.

Яковлева,

г. Чебоксары, ул. Карла Маркса, 38, 428000 [email protected]

Аннотация

Учитель информатики занимает особую роль в образовательном процессе, так как непосредственно с его участием происходит внедрение в процесс обучения современных информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Анализ содержания профессиональной деятельности учителя информатики в условиях изменения содержания и структуры обучения информатики в средней школе, внедрения различных спецкурсов, связанных с изучением современных средств ИКТ, постоянно расширяющейся сферы их применения в образовательном процессе, позволяет сделать вывод о значительном возрастании роли подготовки учителя информатики в области ИКТ.

В данной статье рассматривается процесс междисциплинарного обучения будущих учителей информатики к созданию и использованию современных средств ИКТ, а также к созданию программных образовательных продуктов на основе модульной технологии.

Science teacher has a special role in the educational process as well as directly with its participation in the process is the introduction of teaching of modern information and communication technologies (IT). Content analysis of professional IT teacher in the content and structure of teaching computer science in high school, the introduction of various specialized courses related to the study of modern IT, constantly expanding the scope of their use in the educational process, suggests a significant increase in the role of teacher training in the field of computer science IT. This article examines the process of interdisciplinary training of future science teachers to create and use modern ICT and the creation of educational software products based on modular technology.

Ключевые слова

Информационные технологии, междисциплинарное обучение, модульная технология, междисциплинарные задания, программные образовательные продукты.

Information technology, interdisciplinary education, modular technology,

interdisciplinary tasks, educational software products.

Введение

Учитель информатики занимает особую роль в образовательном процессе, так как непосредственно с его участием происходит внедрение и освоение современных ИКТ. По словам О.Ю. Заславской, «на учителя информатики возлагаются функции не только по обучению школьников основам информатики, но и по адаптации содержания обучения информатике к непрерывно изменяющимся аппаратнопрограммным средствам, компьютерной технике, по разработке, построению и обеспечению функционирования единого информационного пространства образовательного учреждения, автоматизации управления производственной и учебно-воспитательной систем в школе, по обеспечению информационной связи школы с другими образовательными учреждениями, банками и базами данных» [1].

Раскрытие содержания понятийной компоненты модели будущего учителя информатики осуществляется через систему предметной подготовки, включающей совокупность учебных курсов направленных на формирование представлений об основах информатики как комплексной научной дисциплины и основных умений и навыков по применению и созданию современных ИКТ на базе компьютерной техники в будущей профессиональной деятельности.

Будущий учитель информатики должен глубоко понимать значение школьного курса информатики в образовании, его роль в будущей профессиональной подготовке, принципы отбора его содержания, взаимосвязи с другими школьными дисциплинами. Он должен освоить технологию профессионального использования ПК и локальной сети, изучить педагогические программные средства (ППС) по курсу информатики, овладеть различными педагогическими технологиями и методиками обучения информатике. Кроме того, в связи с пестрой картиной технического оснащения школ компьютерной техникой в реальной практике постановки курса информатики существует большое разнообразие программного обеспечения, в котором учитель информатики должен легко ориентироваться.

Поэтому, за время обучения в ВУЗе, будущему учителю информатики очень важно сформировать предметные компетенции в области ИКТ, под которыми будем понимать способность применять предметные знания, умения в области информационных технологий и личностные качества для успешной деятельности в качестве учителя информатики, способного создавать и использовать современные средства ИКТ как на уроках информатики, так и во внеурочной деятельности.

Рассмотрим основные определения, которые будем использовать в нашем исследовании.

Определения и назначения современных образовательных средств ИКТ

Рассмотрим современную трактовку понятия информационных и коммуникационных технологий, средств информационных и коммуникационных технологий. Данные понятия следует отнести к числу основных, базовых понятий предметной области «информатизация образования» [2].

Сначала отметим основные отличия понятий «технология» и «средства».

Технология - это совокупность производственных операций, методов и процессов в определенной отрасли производства, приемов, применяемых в каком-либо деле.

Средства - это орудие (предмет, приспособление или их совокупность), необходимое для осуществления какой-либо деятельности.

Например, технические средства обучения (ТСО) представляют собой совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе в целях его оптимизации, предъявления и обработки информации.

Рассмотрим понятия «информационные технологии», «коммуникационные технологии» и «средства информационных и коммуникационных технологий». Одно из основополагающих понятий научной области «информатика» - понятие «информационные технологии».

Информационные технологии представляют собой совокупность средств, способов, методов автоматизированного сбора, обработки, хранения, передачи, использования, продуцирования информации для получения определенных, заведомо ожидаемых результатов. Следовательно, использование информационных технологий в образовании позволяет осуществлять сбор, хранение, обработку, вывод и тиражирование всех видов информации.

Информационные технологии включают в себя базовые технологические

процессы, базовые и специализированные информационные технологии,

инструментальную базу. Выделим основные возможности информационных

технологий:

• реализация современных программных, программно-аппаратных и

технических средств и устройств, функционирующих на базе

микропроцессорной и вычислительной техники, средств и систем передачи, транслирования информационных ресурсов, информационного обмена;

• использование специальных формализмов (логико-лингвистических моделей) для представления декларативных и процедурных знаний в электронной форме;

• обеспечение интерактивного режима взаимодействия пользователя и системы при использовании профессиональных языков программирования и средств искусственного интеллекта;

• обеспечение информационного взаимодействия пользователя с компьютером, исключение необходимости регулятивного сопровождения. Коммуникационные технологии предназначены для обеспечения

оперативной связи и доступа к информационным ресурсам в любой отрасли знаний без ограничения по объему и скорости, обеспечения информационного взаимодействия пользователей на локальном или глобальном уровне.

Средства информационных и коммуникационных технологий (средства ИКТ) - это программные, программно-аппаратные и технические средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной вычислительной техники. Это средства и системы транслирования информации, информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации и возможности доступа к информационным ресурсам локальных и глобальной компьютерных сетей.

Средствами информатизации и коммуникации образовательного назначения называют средства информационных и коммуникационных технологий, которые используются вместе с учебно-методическими, нормативно-техническими и организационно-инструктивными материалами, обеспечивающими реализацию оптимальной технологии их педагогического использования.

Педагогический эффект от использования таких средств ИКТ, как электронные средства учебного и образовательного назначения, программноаппаратные комплексы для изучения той или иной дисциплины, автоматизированные образовательные системы во многом зависит от уровня проработанности учебно-методической документации. Именно отсутствие детально прописанных методических рекомендаций по использованию электронных средств учебного назначения (электронных учебников, образовательных ресурсов сети Интернет и др.)

ограничивает использование этих программных продуктов в педагогической практике.

Можно выделить следующие дидактические задачи, решаемые с помощью

ИКТ:

• совершенствование организации преподавания, повышение индивидуализации обучения;

• повышение продуктивности самоподготовки учащихся;

• индивидуализация работы самого учителя;

• ускорение тиражирования и доступа к достижениям педагогической практики;

• усиление мотивации к обучению;

• активизация процесса обучения, возможность привлечения учащихся к исследовательской деятельности;

• обеспечение гибкости процесса обучения.

Таким образом, можно заключить, что современные средства ИКТ играют большую роль в образовательном процессе и необходимо сформировать у будущих учителей систему знаний, умений и навыков в области использования ИКТ в обучении и образовании. Современный учитель информатики должен обладать такими компетенциями, которые позволят ему работать с локальными и глобальными сетями, современными средствами связи всех видов, средствами и устройствами манипулирования текстовой, графической, видео, аудио информацией, системами компьютерной графики, программными системами и комплексами (языки программирования, операционные системы, инструментальные пакеты разработки прикладного программного обеспечения, в том числе и реализованного в сетях, пакеты прикладных программ и др.), электронными средствами образовательного назначения, реализованных на базе технологий мультимедиа, гипертекста, гипермедиа, телекоммуникации и т.д.

Отметим, что данные компетенции будут формироваться в процессе длительного периода с помощью цикла взаимосвязанных дисциплин. Поэтому, процесс подготовки будущих учителей информатики к созданию и использованию современных средств ИКТ необходимо рассматривать на основе междисциплинарного подхода.

Реализация междисциплинарного обучения будущих учителей информатики на основе модульной технологии

Анализ психолого-педагогической и методической литературы показывает, что вопросы междисциплинарного обучения изучались многими учеными (Г. Бергер,

Н.В. Борисов, В.Г. Буданов, В.И. Вершинин, В. Каган, В.Н. Максимова, Э.М. Мирской, Н. Чебышев, Б. Чендов и др.). Роль междисциплинарного обучения закреплена общедидактическим принципом междисциплинарных связей в обучении, который подразумевает согласованное изучение теорий, законов, понятий, методов познания и методологических принципов, общих для родственных дисциплин, а также формирование общих для них видов деятельности и систем отношений. Данный принцип нацеливает на формулировку проблем, вопросов, задач, заданий для обучаемых, ориентированных на применение и синтез знаний и умений из разных дисциплин. Исследования доказывают положительное влияние междисциплинарных связей на качество знаний, так как при реализации междисциплинарного подхода происходит взаимное использование информации, исключение дублирования, формирование единой системы взглядов на материальную картину мира и т.д.

Рассмотрим механизм междисциплинарной интеграции, направленный на обучение будущих учителей информатики к созданию и использованию современных средств ИКТ.

Проанализировав государственный стандарт предметной подготовки по специальности «Информатика с дополнительной специальностью» можно заключить, что ключевыми дисциплинами в области ИКТ будущих учителей информатики являются «Компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии», «Использование ИКТ в образовании», «Информационные системы», изучаемые в 6, 8, 9 семестрах. Изучив обязательный минимум содержания основной

образовательной программы подготовки выпускника по специальности 030100.00 «Информатика с дополнительной специальностью», определим вопросы, которые получили недостаточное отражение в данных дисциплинах, в связи с усилением их значимости в подготовке учителя информатики в области ИКТ или вовсе отсутствуют.

Дисциплина «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии».

В программе данного курса, согласно требованиям к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки выпускника по специальности 030100.00 «Информатика с дополнительной специальностью», основное внимание должно уделяться следующим вопросам:

1. Интернет и его службы (глобальные компьютерные сети, предпосылки и история возникновения интернет, интернет как технология и информационный ресурс (сеть), технология электронной почты, технология обмена файлами (FTP), технология WWW, поиск информации в интернет);

2. Язык HTML и средства создания динамического контента (JavaScript или VBScript);

3. Мультимедиа технологии (понятие мультимедиа, мультимедиа как средство и технология, создание мультимедийных приложений, мультимедиа и Интернет).

На сегодняшний день необходимо доработать вопросы данного курса с учетом современных тенденций развития информационных и коммуникационных технологий.

В названии данной дисциплины присутствует понятие «компьютерные сети», но в стандарте данный термин упоминается только в контексте изучения сети Интернет (термин «глобальные компьютерные сети»). Отметим, что изучение компьютерных сетей ни в каких других дисциплинах предметной подготовки будущих учителей информатики не рассматриваются. Поэтому, на наш взгляд, на дисциплине «Компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии» часть курса должна быть посвящена изучению основных понятий, связанных с сетевыми технологиями. В частности, обучаемые должны изучить основы локальных и глобальных сетей (протоколы, оборудование, топологии сетей, программное обеспечение). Так же студентом необходимо дать основные понятия беспроводных сетей (Wi-Fi и Wi-MAX и другие), как наиболее современное направление доступа к Интернету.

В качестве средства создания динамического контента в сети Интернет стандарт определяет изучение одного из языков программирования JavaScript или VBScript. Предлагаем один из данных языков программирования (в частности JavaScript) рассматривать не только в данном контексте, но и в качестве объектно -ориентированного программирования как наиболее важной и перспективной методологии разработки программ. Отметим, что данный язык можно в последующем использовать при изучении основ программирования в школе. Несмотря на то, что JavaScript не является полностью объектно-ориентированным языком программирования, но все же многие элементы ООП могут хорошо быть изучены. Так же плюсом данного подхода является и то, что нет необходимости в

лицензионных, дорогих и сложных программных средах, которые требуют повышенных ресурсов компьютера. Вполне достаточно иметь браузер и простейший редактор текста.

Одним из задач на данном курсе является задача создания, размещения в глобальной сети и последующего администрирования web-сайта. Авторы требований стандарта на данный курс опустили одну важную технологию, используемую при создании HTML страниц - каскадные таблицы стилей (CSS). Эти таблицы важны и в случае изучения в курсе языка HTML. Каскадные таблицы стилей позволяют задавать стиль отображения для элементов Web-документа отдельно от структуры документа. Отделение структуры документа от содержимого обеспечивает гибкость в управлении внешним видом документов и облегчает внесение изменений в созданный сайт.

На вопросы, связанные с мультимедиа технологиями, авторы стандарта дают свободу выбора преподавателям. Не осуществляя никакой конкретизации, они в четырех предложениях определяют содержание данного раздела. С нашей точки зрения, часть этого раздела должна быть посвящена изучению вопросов связанных с использованием графики, анимации, звуковых файлов, а также работе с видеоматериалами. Необходимо дать обзор форматов файлов средств мультимедиа и основных программных средств по работе с ними, причем в разных операционных системах.

Отметим, что при изучении данной дисциплины студенты должны не только создавать динамические web-сайты, с последующим размещением и администрированием в глобальной сети Интернет, но и также необходимо научить будущих учителей информатики создавать готовые мультимедийные продукты на языках программирования.

Одним из важнейших принципов программных образовательных продуктов является высокохудожественный дизайн. Только при соблюдении законов стиля и красоты разработка становится эффективным инструментом в области применения. Следовательно, необходимо в процессе периода обучения в вузе, у будущих учителей информатики развить «художественный вкус». Данной теме должно уделяться большое внимание, так как ни в каких других курсах стандарта, связанных с изучением ИКТ, вопросы графического дизайна, web-дизайна не рассматриваются. А именно по внешнему виду (интерфейсу) складывается основное мнение о продукте. Поэтому, раздел, посвященный компьютерной графики, графическому дизайну, мы предлагаем вынести в отдельный курс «Компьютерная графика и издательское дело», который предлагаем изучать перед дисциплиной «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии». Данный курс будет состоять их следующих модулей:

1. Введение в графический дизайн.

Размер, форма, цвет, текстура, размещение, шрифт, композиция.

2. Цветовые модели, фотоформы.

Интуитивные, аддитивные, субтрактивные, перцепционные модели.

Цветовые профили, смесевые цвета. Перекрытие краски, треппинг, линиатура растра, маур.

3. Растровая графика.

Определение, разрешение, форматы растровых изображений.

Классификация средств по работе с растровой графикой. Основные инструментальные средства растровой графики в ОС Windows, OC LINUX. Достоинства и недостатки растровой графики в издательском деле.

4. Векторная графика.

Определение, разрешение, форматы векторных изображений.

Классификация средств по работе с векторной графикой. Основные

инструментальные средства векторной графики в ОС Windows, OC LINUX. Достоинства и недостатки векторной графики в издательском деле.

5. Издательское дело.

Назначение, структура, основные характеристики издательских систем. История и направления издательских систем. Достоинства и недостатки.

6. Виды печати.

Основные виды печати. Преимущества и недостатки. Современные печатные машины в издательском деле.

Итогом данного курса, является создание готового печатного буклета на заданную тему. Отметим, что спроектированные буклеты (журналы) будущие учителя информатики распечатывают, обрезают, «склеивают» (под присмотром мастера) на современных печатных машинах (станках). Таким образом, на третьем курсе, у студентов появляется первый «готовый» информационный продукт, который они могут показать своим сверстникам, работодателям, ученикам (во время практики) и т.д.

С учетом введения курса «Компьютерная графика и издательское дело», а так же приведенных предложений и дополнений дисциплина «Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии» будет состоять из следующих модулей:

1. Мультимедиа технологии.

Работа с аудио. Форматы цифрового звука, этапы технологического процесса производства звуковых компонентов (запись, обработка записанного материала, удаление шумов, монтаж фонограммы, частотная обработка, применение эффектов, контрольное прослушивание и сохранение аудиофайла в формате). Работа в аудиоредакторах ОС Windows и OC LINUX.

Работа с видео. Цифровое, аналоговое видео. Основные характеристики видео (глубина цвета, качество изображения, экранное разрешение, частота кадра), основные видео форматы. Линейный и нелинейный монтаж. Работа в видеоредакторах ОС Windows и OC LINUX.

Работа с анимацией. Покадровая анимация, анимация движения, анимация превращения. Создание анимации во Flash, основы Action Script.

2. HTML - язык гипертекстовой разметки.

Структура документа, теги форматирования, вставки, гиперссылки и т.д. Табличное представление страниц, произвольное выделение (map), и т.п.

3. Каскадные таблицы стилей (CSS).

Форматирование страниц, позиционирование, блочное построение страницы и т.д.

4. Регистрация и администрирование web-сайта в глобальной сети Интернет.

Платные и бесплатные хостинги, протоколы передачи, редактирование страниц в сети и т.п.

5. Сценарии стороны клиента. Язык JavaScript.

Структура языка, вставка в html документ, циклы, массивы, функции, создание динамического контента страниц и т.п.

6. Создание мультимедиа-презентаций.

Виды, структура, этапы создания мультимедиа презентаций. Создание презентаций на JavaScript, создание презентаций в среде Adobe (Macromedia) Flash (ActionScript).

7. Локальные вычислительные сети, беспроводные сети.

Создание, администрирование ЛВС, создание сетевого диска, подключение периферийных устройств, безопасность ЛВС и т.д.

Следующей ключевой дисциплиной предметной подготовки будущих учителей информатики в области ИКТ является дисциплина «Использование информационных и коммуникационных технологий в образовании». В программе

данного курса, согласно требованиям к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки будущего учителя информатики (специальность 030100.00 «Информатика с дополнительной специальностью»), основное внимание должно уделяться следующим вопросам:

1. Дидактические основы создания и использования средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Педагогикоэргономические требования к созданию и использованию электронных средств учебного назначения, оценка их качества. Применение ИКТ в образовании.

2. Автоматизация информационно-методического обеспечения учебновоспитательного процесса и организационного управления учебным заведением (системой учебных заведений). Состав и структура учебной материальной базы.

3. Педагогико-эргономические условия эффективного и безопасного использования средств вычислительной техники (ВТ), ИКТ в образовательных целях. Требования к оборудованию кабинета информатики и методические рекомендации по организации работы. Перспективные направления разработки и использования средств ИКТ в образовании.

На наш взгляд, предлагаемый в стандарте материал недостаточно систематизирован. На данной дисциплине необходимо дать классификацию средств ИКТ по их дидактическому назначению, после чего на конкретных примерах следует разобрать методику применения данных средств в образовательном процессе и дополнительно рассмотреть вопросы создания и использования наиболее перспективных средств ИКТ таких как:

• контролирующие программные средства (мониторинг, диагностика, контроль и коррекция образовательного процесса);

• средства телекоммуникаций;

• моделирующие и имитационные программы;

• интегрированные информационные системы.

Считаем, что будущие учителя информатики должны уметь самостоятельно разрабатывать собственные образовательные продукты и применять их как в учебной деятельности так и для автоматизации информационно-методического обеспечения учебного процесса. Отметим, что большинство программных образовательных продуктов разрабатываются на языках программирования, с использованием баз данных и соответствующих запросов из них, а вопросы проектирования баз данных, SQL-запросов рассматриваются только в 9 семестре на дисциплине «Информационные системы». Поэтому, предлагаем в процесс подготовки будущих учителей информатики ввести дополнительные курсы «Современные языки программирования», «Базы данных и управление ими» перед изучением дисциплины «Использование информационных и коммуникационных технологий в образовании», то есть в 7 семестре.

Структура данных дисциплин выглядит следующим образом:

1. Введение в веб-программирование. Язык РНР. Возможности РНР, вставка в HTML php-код, переменные и операции в РНР, управляющие конструкции, циклы, массивы.

2. Обработка HTML-формы с помощью РНР, проверка заполнения полей.

3. СУБД MySQL. Общее представление о реляционных базах данных. База данных: основные понятия (таблицы, столбцы, строки, ключи, значения, схемы, отношения). Типы данных. Создание своей базы данных. Вставка данных через сервер phpMyAdmin.

4. Структурированный язык запросов SQL. Основные операторы. Работа с запросами в СУБД MySQL.

5. PHP и MySQL. Соединение с базой данных. Вставка данных через HTML-форму. Операторы INSERT, SELECT, UPDATE и т.д.

6. Создание поля администратора. Авторизация и аутентификация пользователей.

Итоговом проектом при изучении данных дисциплин будет создание информационной системы (технология «клиент-сервер») и последующее ее размещение и администрирование в глобальной сети.

Так же на дисциплине «Использование информационных и коммуникационных технологий в образовании» обязательно необходимо уделить внимание правомерного использования средств ИКТ в профессиональной деятельности учителя с соблюдением авторских прав и других правовых норм. Необходимо уделить больше внимания защите прав интеллектуальной собственности и информационной безопасности. Поэтому, считаем, что все созданные студентами программные образовательные продукты должны регистрироваться в образовательном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» (ОФЭРНиО), с последующим получением свидетельства о регистрации (авторское свидетельство) и информационной карты алгоритмов и программ (ИКАП).

С учетом приведенных предложений и дополнений, курс «Использование информационных и коммуникационных технологий в образовании» рекомендуем составить из следующих модулей.

1. Цели, задачи и перспективы информатизации образования.

Цели и направления внедрения средств ИКТ в образование. Обеспечение средствами ИКТ учебной деятельности. Активизация познавательной деятельности с использованием средств ИКТ.

2. Классификация средств ИКТ.

Классификация средств ИКТ по различным признакам. Классификация по функциональным возможностям, по методическому назначению и т.д.

3. Создание электронных образовательных ресурсов, средств ИКТ.

Создание информационных образовательных ресурсов (сайты, web-квесты и

т.п.), программных образовательных продуктов (тренажеры, имитационные модели и т.п.), средств для диагностики, контроля и коррекции образовательного процесса, контролирующих программных средств и т.д.

4. Экспертиза электронных образовательных ресурсов.

Оценка и сертификация средств ИКТ, используемых в обучении. Критерии оценки методических, дидактических, эргономических, психолого-педагогических, технологических качеств образовательных ресурсов, используемых в обучении. Экспертный анализ ОЭР, редактирование и адаптация ОЭР для решения определенных задач.

5. Локальные и глобальные сети в учебном процессе.

Компьютерные сети и их использование в учебном процессе. Возможности использования одноранговых и иерархических сетей на уроках информатики. Структура сети Интернет и ее использование в образовательном процессе. Электронная почта, телеконференции, Интернет-технологии и их возможности для построения единого информационного портала учебного заведения.

6. Обеспечение информационной безопасности и защиты прав интеллектуальной собственности.

Информационное пространство школы и обеспечение информационной безопасности в таком пространстве. Информационное противостояние и информационные войны. Средства массовой информации и PR-технологии. Интеллектуальная собственность и авторское право. Лицензируемое и свободно распространяемое программное обеспечение в школе.

Следовательно, на дисциплине «Информационные системы» необходимо больше времени уделить современным технологиям программирования XML, AJAX, jQuery, Less, а так же вопросам аутентификации и персонализации, безопасности БД, созданию сложных образовательных приложений по технологии «клиент-сервер».

Таким образом, на кафедре математики и информатики и методики обучения математике и информатике организовано междисциплинарное обучение студентов, объединяющее шесть дисциплин: компьютерная графика и издательское дело (5 семестр), компьютерные сети, интернет и мультимедиа технологии (6 семестр), современные языки программирования (7 семестр), базы данных и управление ими (7 семестр), использование ИКТ в образовании (8 семестр), информационные системы (9 семестр).

Программа изучения данных дисциплин построена так, что происходит постепенное нарастание объема и сложностей материала, что является необходимым условием поддержания интереса, активности и роста самостоятельности студентов.

Процесс междисциплинарного обучения студентов мы предлагаем осуществлять путем модульной технологии. В основе модульной технологии лежат автономные организационно-методические блоки - модули, содержание и объём которых варьируются в зависимости от дидактических целей. Сочетание модулей обеспечивает необходимую степень гибкости и свободы в отборе и комплектации требуемого учебного материала для обучения определенной категории обучающихся и реализации специальных дидактических и профессиональных целей.

Под модулем будем понимать целостный набор знаний и умений, описанных в форме требований, которым должен соответствовать обучающийся по завершении модуля, и представляющий составную часть более общей функции.

Сами модули будем формировать как:

• организационно-методическую структурную единицу в рамках определенной учебной дисциплины предметной подготовки будущих учителей информатики;

По завершению данного модуля студентам необходимо выполнить компетентностно-ориентированное задание (КОЗ).

КОЗ - это задание, ориентированное на развитие конкретных заранее заданных предметных компетенций в области ИТ. Применение КОЗ предполагает наличие четких, но гибких заранее заданных критериев оценивания, не исключающих оригинальность и творческое исполнение. КОЗ предлагается разрабатывать в виде системы, что придает целенаправленность их применению.

• организационно-методическую междисциплинарную структуру, в виде набора разделов из разных дисциплин предметной подготовки, объединяемых по тематическому признаку.

По завершению студентам предлагается выполнить итоговый профессиональный проект, в виде комплексного интегрированного задания (КИЗ).

КИЗ - это задание синтезирующие методы и виды деятельности по нескольким взаимосвязанным вопросам. Суть КИЗ лежит в приближении общеобразовательных, психолого-педагогических и профилирующих дисциплин, привитии навыков логики и аргументации; выработке способности выделять главное, существенное; инициации и развитии умений находить и анализировать ошибки, возникающие при использовании научных понятий. Одним из требований, предъявляемых к КИЗ - это возможность применения их решения в будущей профессиональной деятельности.

Механизм междисциплинарной интеграции предлагаемого модуля представлен на рисунке 1.

МОДУЛЬ 1.

Дисциплины: Компьютерная графика и издательское дело.

Рассматриваемые вопросы: графический дизайн, работа с графическими редакторами и издательскими системами б различных ОС, печатные машины КОЗ: создание дизайнерских графических плакатов. КИЗ: выпуск готового печатного продукта.

МОДУЛЬ 4.

Дисциплины: Компьютерные сети, Интернет и мупьтимеди а т ехнол огии

Рассматриваемые вопросы: Интернет, протоколы, Web-дизайн, HTML, CSS, JavaScript (DHTML), ActionS cript.

КО 3: с озд ание, раз мещение, ад мини стриров ание тематиче ск ото с айт а в гл об альной с ети И нт ернет.

МОДУЛЬ 2.

Дисциплины: Компьютерные сети, Интернет и мультимедиа технологии.

Рассматр нваемые волр осы: звук, видео, анимация, работа с соответствующими редакторами в различных ОС. ” " "

КОЗ: создание видеофильма с титрами, анимацией, звуковд сложными эффектами.

КИЗ: СОЗДАНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИИ НА ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ (DHTML, ActionScnpt)

МОДУЛЬ б.

Дисциплины: ИспользованиеИКТ в образовании, информационные системы.

Рассматр нваемые вовр осы: классификация средств ИКТ, методика применения средств ИКТ в обучение средства ИКТ для мониторинга, диагностики, контроля и коррекции образовательного процесса, способы их создания.

КОЗ: создание программных средств учебного назначения (обучающие, тренажеры, контролирующие, информационные, имитационные,моделирующие; автоматизированные о 6 р аз о в ат ел ь ны е с и с т е мь I и т. п. "|.__

МОДУЛЬ 3.

Дисциплины: Компьютерные сети, Интернет и мупьтимеди а т ехнол огии.

Рассматриваемые вопросы: ЛВС, беспроводные сети, протоколы, конфигурации, настройка здминистриров ание.

КОЗ: создание ЛВС, настройка сервера сетевого диска б ез опасн ость д о ступа к данным в различных О С.

М О ДУЛЬ 5.

Дисциплины: Современные языки программирования, базы данных и управление ими; информационные системы.

Рассматриваемые вопросы: РНР, SQL, MySQL, AJAX, библиотеки jQuery, XML, Less; аутентификация и перс онапиз ация.

КОЗ:. создание, размещение, администрирование интернет-приложений «клиент-с ервер> с БД в глобальной сети и ЛВС.

КПЗ: Организация учебного взаимодействия на базе сети (система дистанционного обучения)

Рис. 1. Механизм междисциплинарной интеграции предметной подготовки будущих учителей информатики

Отметим, что каждый модуль заканчивается выполнением КОЗ. Применение КОЗ на практике сразу после изложения теоретического материала не всегда приводит к желаемым результатам. Поэтому для первичного закрепления рассматриваемых вопросов необходимо применять лабораторные работы по образцу, т.е. студентов необходимо подготовить к КОЗ, посредством которых и происходит основное закрепление материала, формирование (развитие) компетенций к относительно небольшой предметной области. Причем, студентам дается свобода выбора программного обеспечения.

КОЗ предлагается разрабатывать в виде системы, что придает целенаправленность их применению. То есть прежде чем предлагать студентам выполнения КОЗ на создание программных средств учебного назначения (модуль 6), необходимо вначале продумать задания на создания интерфейса продукта (графический дизайн), интерактивности, эргономичности, использованию языков программирования, сетевых технологий, баз данных и т.д. Данные задания позволяют: конкретизировать цель, развить самостоятельность, компетенции,

выполняют диагностическую функцию.

После изучения логически завершенного раздела студентам предлагается написать итоговое КИЗ, обладающее следующими свойствами:

• профессиональность (данный проект должен иметь практическую значимость и обладать возможностью применения в дальнейшей педагогической деятельности студентов);

• коллективность (групповой проект предполагает распределение деятельности студентами в пределах проекта, после завершения работы над проектом предполагается взаимообучение его разработчиков);

• междисциплинарность (проект дается не в рамках какой-либо дисциплины, а на стыке нескольких наук, например, программирования, педагогики, психологии и методики обучения информатики (математики), что дает возможность студенту оценить потенциал применения полученных знаний и умений при создании инструментов оптимизации учебного процесса и др.) [3].

Для диагностики междисциплинарных знаний и умений студентов, а также выполнения дидактических и психолого-педагогических условий организации междисциплинарного обучения преподавателями кафедры математики и информатики и МОМиИ Марийского государственного университета была разработана автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов (АСМОС) [4].

АСМОС представляет собой комплекс программно-технических и учебнометодических средств, позволяющий организовать междисциплинарное обучение с привлечением преподавателей разных дисциплин, а так же автоматизировать процессы подачи материала (лекции, лабораторные работы, вопросы тестирования, анкетирования), контроля результатов учебной деятельности, тренировки, тестирования, анкетирование, генерировать задания в зависимости от интеллектуального уровня конкретного обучаемого, уровня его знаний, умений, навыков, особенностей его мотивации (рис.2).

Главная

Для повышения качества подготовки будущих специалистов предлагается комплекс программно-технических и учебно-методических средств(интеплектуальная информационная система), позволяющий организовать междисциплинарное обучение с привлечением преподавателей разных дисциплин, а так же автоматизировать процессы подачи материала (лекции, лабораторные работы), контроля результатов учебной деятельности, тренировки, тестирования, анкетирование, генерировать задания в зависимости от интеллектуального уровня конкретного обучаемого, уровня его знаний, умений, навыков, особенностей его мотивации Основой разработанной системы является общедидактический принцип междисциплинарных связей в обучении, который подразумевает согласованное изучение теорий, законов, понятий, методов познания и методологических принципов, общих не только для родственных дисциплин

Данная система позволяет обучающимся самостоятельно определять уровень подготовки и регулярно оценивать его результаты, быстро получать необходимые теоретические сведения, практические примеры и разъяснения в соответствии с изучаемой предметной обпасти, а также устранять пробелы при изучении опредепенных разделов и закреплять полученные знания Автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов расширяет образовательное пространство, создает учебную междисциплинарную лабораторию, в которой студент, многократно применяя знания по каждой дисциплине в новых условиях, за рамками самой дисциплины, развивает умение применять знания и в профессиональной деятельности

© Observer

Рис. 2. Интерфейс автоматизированной системы междисциплинарного обучения

студентов

Данная система позволяет обучающимся самостоятельно определять уровень подготовки и регулярно оценивать его результаты, быстро получать необходимые теоретические сведения, практические примеры и разъяснения в соответствии с изучаемой предметной области, а так же устранять пробелы при изучении определенных разделов и закреплять полученные знания. Автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов расширяет образовательное пространство, создает учебную междисциплинарную лабораторию, в которой студент, многократно применяя знания по каждой дисциплине в новых условиях, за рамками самой дисциплины, развивает умение применять знания и в профессиональной деятельности.

Данная система позволяет авторизованному преподавателю создавать типовой учебно-методический комплекс, используя редакторы модели данных гипертекстового пространства. Техническая реализация портала направлена на:

1. Сбор и хранение необходимой информации в различных формах ее представления, ее оперативное обновление;

2. Выдачу информации пользователям;

3. Авторизацию доступа к информации пользователями и реализацию многоуровневой системы информационной безопасности;

4. Администрирование системы;

5. Эффективное и быстрое создание информационных ресурсов пользователями.

Один пользователь может иметь доступ ко многим данным, а одну и ту же данную может извлечь несколько пользователей. Поэтому база данных содержит несколько таблиц, связанных между собой. Преподаватель имеет доступ только к «своим» зарегистрированным студентам и он в праве управлять данными «своих студентов».

Раздел администрирования данной системы выполнен в виде WebOS, рабочего стола с размещенными на нем элементами управления (рис. 3). В верхней части экрана размещаются иконки с названиями доступных модулей и переключатель режимов работы. В нижней части находиться панель задач, на которой может располагаться список свернутых модулей, и главное меню системы.

Управление модулями

Настройки системы

Управление пользователями

,4. Управление группами

^ Управление текстами

Главное меню

^ Управление предметами

Анкетирование

компетентностно-ориентированные

г-ч задания 2 Комплексные интегрированные

задания . Файловый менеджер

: Результаты тестирования

Ф Выход

:: :

Рис. 3. Администрирование АСМОС.

Основные модули системы:

• Компьютерная система поддержки междисциплинарной методической системы обучения будущих учителей информатики МарГУ позволяет авторизованному преподавателю создавать типовой учебно-методический комплекс, используя редакторы модели данных гипертекстового пространства.

• Тестирование - модуль, отвечающий за создания, редактирования и удаления тестов, настройки основных параметров, таких как: количество выдаваемых вопросов, сортировка, уровень сложности, типы тесты (с открытой или закрытой формы ответа).

• Анкетирование - модуль, позволяющий проводить анкетирование, как самих студентов, так и учащихся и учителей информатики во время педагогической практики.

• Интернет-тренажер - тестовая оболочка, в основе которой положена оригинальная методика оценки знаний, умений, навыков обучающихся и целенаправленная тренировка обучающихся в процессе многократного повторного решения тестовых заданий. Он позволяет обучающимся самостоятельно определять уровень подготовки и регулярно оценивать его результаты, быстро получать необходимые теоретические сведения, практические примеры и разъяснения к каждому тестовому заданию в процессе работы с тренажёром, а так же устранять пробелы при изучении определенных разделов и закреплять полученные знания.

• Результаты тестирования - данный модуль выводит данные о результатах тестирования, экспортирует их в ХЪ$ формат или передает модулю «Представление результатов» для построения диаграмм.

• Так же имеются блоки управления дисциплинами, студентами, преподавателями, разделами, главами и т.д. (рис. 4)

vindowf'tertpartay http://obuchaffeino.m/asmos/test psrta/section/fi/ifrarn e.html')■

Рис. 4. Модуль управление дисциплинами в АСМОС

Разработанная система имеет ряд особенностей:

1. Таблицы базы данных имеют внешние ключи (FOREIGN KEY) и строки в них удаляются каскадом (ON DELETE CASCADE). Таким образом, при удалении определенных данных одной таблицы, автоматически происходит удаление связанных данных остальных таблиц. Внешние ключи обеспечивают целостность данных. При импорте базы данных необходимо следить за тем, что бы все запросы были выполнены успешно, так как нарушение связей таблиц может привести к неправильному функционированию системы.

2. Использование HTML 5 и CSS 3 позволило минимизировать затраты при создании дизайна системы, сократило объем подгружаемых изображений и как следствие увеличило скорость загрузки информации.

3. В системе использован Less - динамический язык стилевой разметки, который расширяет CSS динамическими возможностями, такими как переменные, примеси, операции и функции. При изменении дизайна системы важно помнить, что ее стили меняются в файлах с расширением *.less, находящихся в папке.

4. Применение библиотек jQuery 1.6.1 и jQuery UI 1.8.11 облегчило работу с DOM-моделью страниц и минимизировало затраты при написании скриптов AJAX запросов. Был переработан плагин jQuery UI Dialog: добавлены кнопки «Свернуть» и «Обновить».

Программные образовательные продукты, созданные будущими учителями информатики МарГУ

В результате внедрения междисциплинарного обучения на основе модульной технологии в процесс обучения, будущие учителя информатики не только получают знания и умения в области информационных технологий, но и имеют свои образовательные порталы, размещенные в сети Интернет, с соблюдением этических и юридических аспектов, образовательные программные продукты, мультимедиаприложения, которые используют в дальнейшей профессиональной педагогической деятельности.

Большинство созданных студентами образовательных продуктов соответствуют требованиям приоритетности и новизны и регистрируются в объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» (ОФЭРНиО), что свидетельствует о высокой степени качества предметной подготовки будущих учителей информатики в области информационных технологий.

Ниже приведем примеры некоторых программных образовательных продуктов, созданными студентами физико-математического факультета Марийского государственного университета (будущих учителей информатики).

• Тренажёр «Устройство компьютера».

Тренажер имеет дружественный интерфейс, максимально приближенный к реальному системному блоку (рис. 5).

Рис. 5. Основная часть программы-тренажера «Устройство компьютера»

Учащиеся могут «брать» основные устройства компьютера (процессор, оперативная память, видеоадаптер, жесткий диск, CD-ROM и т.д.) и устанавливать их на материнской плате. Кроме того, учащимся необходимо подключить HDD DVD питание, а так же использовать термопласту, что делает процесс сборки системного блока более реалистичным. После сборки системного блока, ученики запускают его. Если системный блок был собран правильно, то произойдет загрузка, если нет - то программа покажет, где была совершена ошибка.

Так же тренажер содержит интерактивные ссылки, которые позволяют настроить данную программу под каждого пользователя и справочник. Применение справочника в программе позволяет ученикам в любой момент времени обратиться к определениям частей компьютера и узнать об их предназначении (рис. 6).

Рис. 6. Справочник основных устройств компьютера

Все результаты учащихся фиксируются и сохраняются в его персональном профиле, что позволяет учителю отследить прогресс обучаемого, учесть сильные и слабые стороны при изучении темы «Устройство компьютера».

Данный продукт внедрен в образовательные учреждения республики Марий Эл, а так же и за ее пределами.

• Тренажер «Системы счисления».

Данный тренажер позволяет проверить полученные знания по теме «Системы счисления», а именно по переводу чисел из одной системы в другую, выполнению арифметических действий в различных системах счисления, знания правила счета и т.п. (рис. 7)

^ Мой компьютер +ч 100% -Г

Рис. 7. Тренажер «Системы счисления»

Данный продукт так же внедрен в образовательные учреждения республики Марий Эл и за ее пределами.

• Конструктор урока.

Конспект как рабочий документ необходим каждому педагогу: он позволяет последовательно и полно воплотить задуманное, ориентироваться во времени, может служить основой для последующей работы. В помощь педагогу в составлении конспекта, а точнее, в конструировании урока была создана программа «Конструктор урока».

Известны основные этапы урока: начало урока; объяснение нового материала; закрепление, тренировка, обработка умений; повторение; контроль; домашнее задание. Их и возьмём за основу при создании конструктора урока.

При запуске программы появляется окно, где вы можете ознакомиться с основными возможностями работы с программой. Создать конспект урока, открыть ранее созданный и выйти из программы.

Нажав на кнопку «Создать», мы попадаем в окно создания конспекта. Это окно состоит из двух частей: в левой - находится дерево этапов создания уроков, в правой - происходит основное создание и занесение данных в наш конструктор.

Далее идет последовательное заполнение полей каждого из этапов (рис. 8).

Процесс создания Шаг 1. Основной

‘-■Шаг 1 На этом этапе вводятся основные сведения об уроке, Заполните, пожалуйста, все поля.

Предмет Класс

Предмет

Тема Цель Задачи Тип урока Шаг 2 Класс "■--—адий— -Ніл? Н

Тема урока

Актуальность И КТ Необх. обеспечение ■ Используемое ПО 1 кгт.

Шаг 3 -і + *1

Этапы урока

Д-ть учителя Д-ть учеников Записи на доске

Завершение

Тип урока

(пусто)

Далее >> | Выкод

Рис. 8. Поля заполнения программы «Конструктор уроков»

На заключительном этапе создания конспекта урока вам предлагается импортировать созданный документ в Word или его сохранение. Все данные будут храниться в базе данных.

Данная программа используется при прохождении педагогической практики студентами физико-математического факультета МарГУ по настоящее время.

• Оболочка для дистанционного обучения «URS Java™ 2 MicroEdition»

URS Java™ 2 MicroEdition - полнофункциональный, построенный на web-технологии, модульный комплекс программного обеспечения для дистанционного образования, реализованный на языке web программирования PHP с использованием технологий HTML, DHTML (CSS, JavaScript) и СУБД MySQL

URS Java™ 2 MicroEdition легко встраивается в учебный процесс любого учебного заведения. Комплекс предоставляет весь необходимый инструментарий для создания дистанционных учебных курсов, пособий и тестовых заданий. Слушатели получают доступ к изучаемым курсам и тестам, размещенным в сети Интернет, используя стандартный web-браузер.

URS Java™ 2 MicroEdition позволяет: вести подготовку учебных материалов и тестов, управлять учебным процессом, обеспечивать процедуры сдачи тестов и экзаменов в автоматическом режиме, получать статистические отчеты для анализа, выводить новости и статьи.

Всего в URS существует три типа учетных записей пользователей.

Пользователь имеет базовый набор прав - просмотр и чтение новостей, лекций и практических заданий, прохождение и просмотр статистики тестов, а так же вход и общение на форуме.

Модератор вбирает в себя все права пользователя, а также может добавлять лекции, новости и практические задания на сайт, а так же создавать тесты по различным темам.

Администратор имеет максимальное количество прав. Все права модератора, а также добавление, изменение и удаление учетных записей пользователей URS.

В состав URS входит специальная оболочка для проведения тестирования и их последующей автоматической проверки. Оболочка позволяет модераторам и администраторам создавать и изменять тесты двух разных категорий (открытые и закрытые тестовые задания). Тесты возможно ограничивать по времени. Все тесты, как и новости, лекции, практические задания, хранятся в единой базе данных (рис. 9).

Java

Новости

Актуальность

Лекции

Лабораторные

Т есты

Программа

Добро пожаловать nikitin [admin]

Добавить ? Уда/

Выход

Наши друзья

• омремеипогс

мйги

Создай свой

тренинг!? !в|

Добавление теста

Тема теста: создание простых java-приложений Время: 3

Что такое, 'А

Ответ1 ш

Ответ2

ОтветЗ ц

Ответ4

Правильный

Вопрос2 щ ш

°Т"Т1 ш

Ответ2

ОтветЗ

Отват4 II

Рис. 9. Тестовая оболочка системы ДО URS Java™ 2 MicroEdition

Дополнительной преимуществом тестовой оболочки URS является возможность просмотра статистики решения тестов. В статистические данные входит:

• тема теста

• логин пользователя

• IP адрес компьютера, с которого был написан тест

• время выполнения теста

• количество выполненных и невыполненных заданию

• оценка за тест

Таким образом, можно выделить следующие преимущества URS Java™ 2 MicroEdition:

1. URS Java™ 2 MicroEdition ориентирован на высокое и измеряемое

качество обучения и благодаря своей гибкости позволяет эффективно обучать каждого.

2. URS Java™ 2 MicroEdition покрывает все возможные задачи

подготовки образовательного процесса, собственно образовательного процесса и хранения данных о нем и не требует для их реализации приобретения никаких дополнительных программ и устройств.

3. URS Java™ 2 MicroEdition имеет очень удобный интерфейс, с которым приятно работать.

4. URS Java™ 2 MicroEdition позволяет некоторые этапы процесса обучения проводить в автономном режиме, без доступа в сеть Интернет.

URS Java™ 2 MicroEdition была успешно апробирована в многопрофильном лицее №8 г. Йошкар-Олы на элективном курсе «MIDletPascal Java™ 2 MicroEdition». Используется и по настоящее время.

• Социальная сеть «студент ФМФ»

Цель данного проекта: создать максимально простой интернет ресурс, на котором будет возможно обмениваться новостями, делиться файлами, закачивать фотографии, общаться.

Таким образом, техническая реализация сайта направлена на выработку интегрированных решений, т.е. на создание программной среды, обеспечивающей взаимосвязанное и согласованное решение разнородных задач, а именно:

• сбор и хранение необходимой информации в различных формах ее представления, ее оперативное обновление;

• выдачу информации пользователям;

• авторизацию доступа к информации пользователями и реализацию многоуровневой системы информационной безопасности;

• администрирование системы;

Поэтому, данный сайт представляет собой информационную систему, созданную по технологии «клиент-сервер». Он представляет собой web-приложение, созданное с помощью языка серверных сценариев РНР и СУБД MySQL. На сайте применяется AJAX-технология, которая значительно ускоряет работу сайта. Ее работа заключается в «фоновом» обмене данных браузера с веб-сервером, в результате при обновлении данных веб-страница не перезагружается полностью, а лишь обновляется прежняя. Вследствие этого не приходится загружать новую страницу при каждом нажатии на ссылку. Данная технология уменьшает объем загружаемой информации и, как следствие, увеличивает скорость отображения страницы.

В данном сайте предусмотрены три уровня доступа:

1. Гость. Пользователи, которые могут просматривать страницы,

фотографии, скачивать файлы, читать новости. Новости появляются в отдельной табличной форме, где отображены название новости, краткое описание, автор и дата выставления. Название новости является гиперссылкой, при нажатии на которую пользователь получает все содержание новости. Аналогичным образом

просматриваются фотоальбомы и скачиваются файлы из базы данных.

2. Участник сайта. Данные пользователи могут просматривать все

страницы сайта, выполнять все вышеперечисленные действия и добавлять новости, фотографии и файлы. Все фотографии, выложенные на сайте, могут делиться на ряд тематических альбомов. Это могут быть личные фотографии пользователя, какой-то группы людей или же небольшие отчеты с различных мероприятий. Каждую фотографию автор может комментировать, рассказывать о той обстановке в котором она была сделана.

Так же предусмотрена возможность закачки и скачивания файлов с сайта. Это может быть учебная литература, музыка, видео или любые другие файлы, интересующие данную группу.

Для получения статуса «участник» необходимо пройти регистрацию. Регистрация представляет собой SQL-запрос. Для регистрации на сайте необходимо ввести все необходимые поля html-формы и отправить запрос, который сохраняется в переменную базу и отправляется письмо с уведомление одному из администраторов.

После чего администратор может либо отклонить регистрацию, либо разрешить регистрацию, присвоив определенный уровень доступа: участника или

администратора. Во-втором случае, данные из переменной базы будут скопированы в основную базу и пользователь получит письмо с отчетом об успешной регистрации.

3. Администратор. В дополнение ко всему сказанному, данный человек может изменять и удалять новости, фотографии и файлы, а так же редактировать основную информацию сайта.

Данный пользователь должен пройти аутентификацию (распознавание пользователя по его логину и паролю), только после этого он может администрировать сайт.

Администрирование сайта происходит в удобной ЫшЬформе, что позволяет управлять содержимым сайта даже пользователям, незнающих языка разметки.

Кроме всего вышеперечисленного на сайте размещен опросник участников. Это специально созданное приложение, которое так же является информационной системой на базе «клиент-сервер», преимуществом которого является графическое представление результатов опроса. Интерфейс данного сайта приведен на рисунке 10.

Рис. 10. Интерфейс социальной сети «студент ФМФ»

Система автоматизированного тестирование программ (САТП).

САТП представляет собой интеллектуальную информационную систему, работающую по технологии «клиент-сервер». Данная программа рассчитана на работу в любой сети, на любой платформе, имеет web-интерфейс и реализована на языках программирования DHTML (HTML, CSS, JavaScript) и PHP, с использованием свободной системы управления базами данных MySQL и компилятора Borland Pascal (рис. 11).

Рис. 11. Система автоматизированного тестирования программ на языке Pascal

Интерфейс САТП раздёлен на 2 части - пользовательскую и администраторскую, вход на которые осуществляется после авторизации. Пользователь и администратор обладают различными правами при работе в САТП.

Пользователю предоставляется возможность ознакомиться с условиями задач, и, написав программу, отправить её на проверку, после чего просмотреть правильность выполнения решения задачи. В случае проведения олимпиады, пользователь может посмотреть свой рейтинг, который автоматически выдаёт САПТ.

Администратор может в САТП добавлять, удалять, изменять положения олимпиад, а также задания, тесты, ответы, эталонные решения к ним и осуществлять регистрацию участников олимпиады.

Схема работы САПТ имеет следующий вид:

- с рабочих станций на сервер отправляются готовые решения задач на языке программирования Pascal в виде файлов *.pas;

- на сервере в автоматическом режиме происходит компиляция и

создание исполняемого файла, проверка правильности решения на наборе тестов;

- результаты проверки отправляются на рабочую станцию.

В настоящее время используется при организации самостоятельной работы студентов физико-математического факультета по программированию [5].

• Информационный портал по программированию.

Данный портал представляет собой информационную систему, разработанную с помощью DHTML (HTML, CSS, JavaScript), языка серверных сценариев PHP и системе управления базами данных MySQL. Образовательный портал имеет удобный интерфейс (рис. 12).

Рис. 12. Информационный портал по программированию.

Данный продукт предназначен для организации разноуровневого обучения программированию школьников. Разноуровневое обучение способствует более тщательному и полному изучению школьниками основ программирования и принципов построения алгоритмов. Смысл разноуровневости в том, чтобы разделить учеников по уровню усвоения возможностей языков программирования и самого программирования в целом.

В нашей системе присутствует три уровня оценки успеваемости материала школьной программы по программированию:

• минимальный уровень, когда ученик плохо усваивает новый материал и необходимо начинать обучения с наиболее простых понятий и постепенно повышать уровень восприятия материала;

• базовый уровень, на котором ученик уже достаточно самостоятельно может вникнуть во все тонкости изучаемой темы;

• продвинутый уровень, на котором ученику легко даются все предоставленные в базовом уровне материалы и есть необходимость дальнейшего изучения темы или курса программирования;

В данном образовательном портале предусмотрено три категории пользователей:

1) преподаватель;

2) ученик;

3) администратор.

Проект реализует следующие функциональные возможности для пользователя с ролью Ученик:

• аутентификация;

• изучение курса «Программирование» с разделением по уровням;

• общение в форуме.

Функциональные возможности пользователя с ролью Преподаватель:

• аутентификация;

• регистрация учащихся, желающих изучить предлагаемый курс;

• удаление учащихся из базы;

• просмотр учащихся, зарегистрированных для изучения курса;

• общение в форуме.

Выделение административной части дает возможность разгрузить преподавателя, тем самым выделяя больше времени на проверку выполненных заданий и на ведение журнала. Администратор осуществляет техническую поддержку образовательного портала, тесно сотрудничает с преподавателями по вопросам содержания материала на web-сайте.

Используется в образовательных учреждениях РМЭ.

• Автоматизированная система контроля доступа к ресурсам сети интернет « UFGI for MySQL Squid Redirector»

Программа UFGI for MySQL Squid Redirector является интерфейсом MySQL Squid Redirector и взаимодействует с ним путём внесения изменений в его базу данных MySQL. Squid Redirector, в свою очередь, берет данные из базы данных MySQL и трактует их как правила применяемы для предоставления доступа к сети интернет по определенным IP-адресам или диапазонам IP-адресов. Интерфейс программы представлен на рисунке 13.

Рис. 13. Интерфейс программы UFGIfor MySQL Squid Redirector

Программа предоставляет администратору (пользователю) следующие возможности:

- редактирование списка временных промежутков;

- редактирование списка аудиторий;

- редактирование списка правил-ограничений;

- назначение временных промежутков аудиториям;

- назначение групп запретов аудиториям (рис. 14);

- минимальные требования к системным ресурсам сервера.

UFGI for MySQL Squid Redirector

Ш Главная Настройка временных рамок ® ^ Выбор аудитории ^вм^Настройка запретов S-i * Выбор аудитории Зыбираем аудиторию

Аудитория Назначить Назначить запрет на категорию

время Archive Audio Chats Document Game Рато Soft UpDownLoad | Video Zaptet дапил.

‘V-228 (192.168.10.37-192.168.10.53} СВ № ш ш и 19 т т ш т

-v-226 (192.16а 10 20-192 168 10 36) 05 т ж т и т 1 В т @ т г j ~Qj

' V-213 (192.168.10 92 192.168.10 105) Ш ш ш ш т и j ш т т т В ;

-¥-218 (192168.10 110-192168.10.125} ffl т т т в т т т \ т т Ш ■ "о”

; -fr-303 (62.76.149.78-62.76.149.91) ш в т т 85 и и т т т В [©”

Ч-206 (62 76 149 202-62.76 149 215) ш т р - т Щ я т т я т в \ ГШ

е-205 (62.76 149 54-62 76 149 77) QQ 12! | и т и [ а т и I т и № щ

' pi-108 (192.168.3.14-192.168.3.24) Ш т т в ш т т ш т ш в о

- ■-pi-438 (192168.3 27-192168 3 38) Ш т и и ш а т ® ш 0 в ~&\

pi-201 (192.168.3 40-192 168 3 54) Ш ш т | т ш № ш т т ж в 3 *

i -pi-308 (192.168.3 141-192.168 3.153) И ш 0 ; т и т | № т н г в \ ©

pi-001 (192.168.3.57-192.168 3 69) ш В 1 11 т из [ т в ?! 0 0 в j ~Q

' pi-338 (192 168.3 84-192.168 3 96) ш Ш : т т 0 : т т т \ 0 0 В ©

pi-345 <19? 16R 1 7tl-iq? 16Я 1 ш т 1 т ш т \ т и т т I 0 В ©

Рис. 14. Возможности работы с программой.

В ходе эксплуатации программы подтверждено, что она обладает всеми заявленными возможностями и позволяет автоматизировать процесс администрирования доступа к ресурсам сети интернет в образовательном учреждении. В настоящий момент используется в МарГУ.

Как видно из приведенных выше примеров, все работы имеют дружественный интерфейс, удобную систему переходов, выполнены с помощью языков программирования и применяются в образовательных учреждениях.

Заключение

В заключении отметим, что подготовку будущих учителей информатики в области информационных и коммуникационных технологий необходимо рассматривать через совокупность соответствующих дисциплин, то есть на основе междисциплинарного подхода, который подразумевает:

1) согласованное во времени изучение отдельных учебных дисциплин, при котором каждая из них опирается на предшествующую понятийную базу и готовит обучающихся к успешному усвоению понятий последующей дисциплины;

2) необходимость обеспечения преемственности и непрерывности в развитии понятий; понятия, являющиеся общими для ряда дисциплин, должны от дисциплины к дисциплине непрерывно развиваться, наполняться новым содержанием, обогащаться новыми связями;

3) единство в интерпретации общенаучных понятий;

4) исключение дублирования одних и тех же понятий при изучении различных дисциплин;

5) осуществление единого подхода к раскрытию одинаковых классов понятий;

и для его организации необходимо организовать деятельность, которая предусматривает:

• взаимодействие преподавателей различных дисциплин из предметной подготовки в области ИТ будущих учителей информатики;

• создание сети коммуникаций и взаимодействия преподавателей, учителей информатики, и школьников (педагогическая практика) с тем, чтобы они могли профессионально участвовать в формировании соответствующих предметных компетенций в области ИТ студентов, а также передавать результаты для итогового определения сформированности предметных компетенций в области ИТ будущего учителя информатики. Причем, полученные в ходе исследований результаты будут уточнять и совершенствовать исходные данные;

• создание междисциплинарных заданий, направленных на формирование предметных компетенций в области ИТ.

Литература

1. Заславская О.Ю. Развитие управленческой компетентности учителя в системе многоуровневой подготовки в области методики обучения информатике. Автореф. дисс. докт. пед. наук, Москва, 2008.

2. Панюкова С.В. Информационные и коммуникационные технологии в личностно ориентированном обучении / С.В. Панюкова. - М.: Про-пресс, 1998. - 226 с.

3. Никитин П.В. Реализация междисциплинарного подхода в обучении будущих учителей информатики средствами комплексных интегрированных задач / П.В. Никитин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «X Емельяновские чтения» - Йошкар-Ола, 2012. - С. 181-184.

4. Никитин П.В. Автоматизированная система междисциплинарного обучения студентов / П.В. Никитин // Вестник Марийского государственного университета, Йошкар-Ола, 2011. - С.90-91.

5. Никитин П.В., Тарасов В.В. Система автоматизированного тестирования программ / П.В. Никитин, В.В. Тарасов // Материалы всероссийской научнопрактической конференции «Информационные технологии в общем образовании» (ИТО-Саратов -2009), Саратов: изд-во ГОУ ДПО «СарИПКиПР0»,2009 г. - С. 206208.