Информационные и коммуникационные технологии в образовании. Учебное пособие для студентов-бакалавров по направлению 540600 (050700.62) — «Педагогика»

появилась и стала широко использоваться еще одна единица количества информации — байт. Одного байта достаточно, чтобы представить большинство символов, используемых в письменной речи на английском, русском или других языках.

Когда же компьютеры настолько усовершенствовались, что стали работать с большими текстами размером в тысячи символов, а также стали работать с изображениями и другими видами информации, то оказалось, что размеры этих данных в битах и даже в байтах значительно превосходят единицы, десятки и сотни байт. Тогда стали использовать единицу сначала в тысячу1 байт равную 1 килобайту, а затем в миллион байт — 1 мегабайт и так далее.

Использование бита, а затем байта и так далее в качестве единицинформацииприеё(информации)обработкенавычислительных машинах привело к тому результату, что битами и байтами фактически стали измерять не количество, а объем информации.

Первоначально и до настоящего времени количество информации неразрывно связывалось и связывается с устранением неопределенности после получения этой информации. Однако, использование этих единиц информации для формального подсчета количества информации в памяти компьютера, разрыв между семантическим значением (содержанием) информации и тем воздействием, которое она окажет на получателя, привели к утрате изначального смысла этих единиц, как измерителей количества информации, и превратили их в измерители объема информации. Поясним разницу между объемом и количеством информации на примерах.

Человек, находящийся в лесу, на полянке, в ясный солнечный день по радиоприемнику слышит сообщение о том, что надвигаются сильный порывистый ветер, дождь, гроза (штормовое предупреждение). Очевидно, что количество информации для этого человека будет большим, так как в соответствии с сообщением человек приготовится к надвигающемуся ненастью и примет все меры, чтобы избежать его пагубных последствий. «Количество»

1 Точнее 1 килобайт = 1024 байт; 1 мегабайт = 1024 килобайт; и так далее.

11

информации этого сообщения по сложившейся методике подсчетов будет равно количеству символов текста, содержащего это сообщение, выраженному в байтах (1 символ = 1 байт). А теперь предположим, что сообщение (штормовое предупреждение) передано по радио на мордовском языке, а человек — русскоязычный турист в Мордовии, не знает мордовского языка. Какое количество информации получит этот турист, прослушав сообщение на неизвестномемуязыкеинепонявниодногослова?Очевидно,чтоколичество информации для него равно нулю. Естественно, что другой человек, знающий мордовский язык и прослушавший то же самое сообщение, получит большое количество информации.

Другой пример. На улице холодно, порывистый ветер, идет проливнойдождь.Человекстоитуокна,наблюдаетэтупечальную картину и слышит из радиоприемника сообщение о погоде: «холодно, порывистый ветер, проливной дождь». Какое количество информации он получил, прослушав сообщение? Формально, количество информации равно количеству символов, использованных в сообщении; фактически оно опять будет равно нулю — человек все и так знает, и никакой неопределенности сообщение по радио не устраняет.

Это свойство количества информации, называемое субъективностью, то есть зависимостью количества информации от субъективных знаний воспринимающего информацию, играет колоссальную роль в учебно-воспитательном процессе.

Следствием из этого свойства выступает тот факт, что при подаче учебного материала нужно учитывать уровень знаний ученика. Учитель должен находить золотую середину между двумя крайностями: учебный материал на 100% новый и учебный материал уже полностью известен учащемуся, то есть ученику ничего не известно из материала урока, и ученику уже все известно. И в первом и во втором случае количество информации, сообщаемой ученику, будет близко к нулю, и смысл обучения будет отсутствовать. Новые сведения, новая информация, передаваемая ученику на уроке должна рационально сочетаться с уже усвоенными или частично усвоенными ранее знаниями. Очевидно, что с точки

12

зрения количества передаваемой информации, здесь можно говорить о поиске оптимума передаваемых на каждом уроке знаний: мало новых сведений так же плохо, как и слишком много нового. С другой стороны, абсолютно ясна проблема обучения детей в группе: каждый ребенок обладает различными усвоенными знаниями, а следовательно, каждый на одном и том же уроке получит различное количество информации: средний ученик — нормальное для усвоения количество, слабый — чересчур много, то есть ничего, и ничего не усвоит, а сильный, наоборот, очень мало или почти ничего (он уже все это и так знает).

Еще одно важное свойство информации — это то, что она (информация) не подчиняется привычным нам законам сохранения. Известна старая педагогическая байка. Учительница задает задачу Васе. «Вася, у тебя было три яблока. Одно яблоко ты отдал Маше. Сколько яблок у тебя осталось?» Вася отвечает — «Три». Учительница просит подумать, но ответ Васи опять — «три». И так несколько раз. «Ну почему же три?» — спрашивает учительница. «А я Маше яблоко не дам» — заявляет Вася.

Дляматериальныхобъектовдействуетзаконсохранения:если отдаёте, то у Вас убывает, а если получаете, то у Вас прибывает. Для информации этот закон не применим. Тот, кто отдает информацию, её не теряет, а у того, кто её получает (воспринимает), ее количество увеличивается. На этом свойстве основана вся система обучения, и на этом же свойстве информации возникла проблема авторского права. По существу, авторское право — право на информацию, которую нельзя украсть так, как после того, как ею (информацией) «завладеет» кто-то другой, она у первоначального владельца все равно остается.

Это свойство информации неразрывно связано с философским вопросом: «Материальна ли информация?». Не вдаваясь в долгие споры по этому вопросу [42], следует сказать, что в настоящее время наиболее справедливым является ответ: Носитель информации всегда материален, а что из себя представляет информация без носителя—поканеизвестно.Информациювчистомвиде,тоесть без материального носителя науке пока выделить не удалось.

13

И еще об одном чрезвычайно важном свойстве информации. Это свойство определяется как информационная энтропия. Термин «энтропия» заимствован из термодинамики (XIX век) и статистической физики (XX век) и связан с хаотичностью движения молекул в материальных телах. Доказано, что термодинамическая энтропия в замкнутых системах возрастает и это ведет

к«тепловой смерти». Если Вселенную рассматривать как замкнутую систему, то согласно второму закону термодинамики для неё рано или позже должна наступить «тепловая смерть». Понятие информационной энтропии возникло по аналогии с термодинамической энтропией и означает меру внутренней неупорядоченности информационной системы. Возрастание информационной энтропии сопряжено с нарастанием хаоса и также ведет

ксмерти Вселенной. Вместе с тем, информационная энтропия будет тем меньше, чем больше упорядоченность информационных ресурсов в системе, она уменьшается при упорядочении информационных потоков и систематизации информации, то есть получении и накоплении знаний. Замечено, что основное свойство всего живого вещества — создавать и поддерживать свою упорядоченную структуру, по существу антиэнтропийно, то есть снижающее энтропию. Очевидно, что процесс человеческого познания, сопряженный с познанием окружающего мира, накоплением знаний, их упорядочением и систематизацией также снижает информационную энтропию. Человек, по существу, своею познавательною деятельностью создает отрицательную энтропию (негэнтропию). При таком подходе информация принимается в качестве меры порядка Вселенной, а весь познавательный процесс, неразрывно связанный с получением информации, служит инструментом упорядочения различных хаотических потоков во Вселенной. Таким образом, роль познавательных процессов (с точки зрения современной философии и информатики), осуществляемых человеком, выходит далеко за рамки решения частных задач человеческого общества и принимает вселенски значимые масштабы.

14

1.2. Переработка информации. Информационные коммуникации. Информационные и коммуникационные технологии

Переработка информации

Переработка информации с точки зрения психологии (интеллектуальная переработка информации) подразумевает различные действия с информацией после её восприятия: сравнение с уже имеющейся в памяти информацией, однозначная её идентификация (узнавание), выявление в ней некоторых отличий, определение существенности этих отличий, встраивание этих отличий в накопленные знания (тезаурус) и другие действия, связанные с осмыслением поступившей информации, её сохранением и использованием.

Переработка информации электронными информационными средствами аналогична процессам интеллектуальной психологической переработки, хотя и значительно беднее последней по своим возможностям. Первыми процессами переработки, реализованными техническими средствами стали арифметические вычисления (обработка числовой информации), затем работа с музыкой (музыкальные редакторы) и с текстами (текстовые редакторы, текстовые процессоры). Сегодня возможна электронная переработка практически всех видов информации, с реализацией весьма сложных алгоритмов её переработки, хотя и уступающих по сложности интеллектуальной переработке информации. Для сегодняшнего дня характерно сочетание интеллектуальной и электронной переработки информации при управляющей роли человека в этих процессах. При этом на долю электронных средств переработки информации приходется наиболее трудоемкие и наименее интеллектуальные процессы (рутинные), связанные с подготовкой информации для её окончательной высокоинтеллектуальной обработки человеком.

Такимобразом,подпереработкойинформациипонимаютширокий спектр процессов, связанных с анализом, использованием и сохранением информации.

15

Информационные коммуникации

Другая важная сфера информационных процессов информационные коммуникации — процессы обмена информацией между источником и получателем. В этих процессах участвуют не менее двух субъектов: один субъект выступает в качестве источника информации, а второй (другие) в качестве получателей с целью её последующей переработки. Между источником и получателем информации подразумевается наличие канала передачи информации.

Исторически процессы коммуникации предполагали нахождение участников коммуникации одновременно в одном и том же месте, или в пределах непосредственной слышимости/видимости. Примеры коммуникаций: беседа двух человек (один говорит, другой слушает и наоборот), выступление оратора в народном собрании в античной Греции и так далее С появлением письменности (письменной речи) появилась возможность осуществлять информационные коммуникации на расстоянии без выполнения условия одновременности. Создание телефона позволило осуществлять одновременные информационные коммуникации на расстоянии.

Говоря о развитии коммуникаций, следует напомнить о видах информации — первоначально информационные коммуникации с использованием технических средств осуществлялись в отношении вербальной информации и только с развитием технических средств появились возможности коммуникаций для образной аудиальной и визуальной информации (радио, телевидение, аудио- и видеоконференции и т.п.).

Информационные и коммуникационные технологии

Современноесостояниечеловеческогообщества,органически сочетающегоинтеллектуальнуюработуиширокоеиспользование электронных средств и процессов переработки и обмена информациейвсамыхразличныхсферахчеловеческойдеятельности:от профессиональной до бытовой, привело к пониманию всеохватности информационных процессов, необходимости их освоения, унификации и эффективного использования различных электрон-

16

ных средств, обеспечивающих максимальный интеллектуальный эффект при минимальных трудозатратах.

Возникновениеиразвитиесимбиозапроцессовинтеллектуальнойиэлектроннойработысинформацейвыразилосьвосмыслении и создании информационных и коммуникационных технологий переработки информации. Решение большинства интеллектуальных задач связано как с неформализуемыми интеллектуальными процессами, так и с различными формализуемыми процессами обработки информации и может быть представлено в виде некоторой последовательности (структуры) действий по переработке информации, в которой можно выделить действия, успешно реализуемые электронными средствами (поиск, передачу, сбор, накопление информации, её сортировку и первичные преобразования, и так далее) с интеллектуальными действиями (осмысление, анализ информации, синтез нового на основе анализа и т.п.). Очевидно, что исторически все действия с информацией осуществлял человек, используя свой интеллект. На современном этапе многие из действий с информацией быстрее и качественнее могут проделать электронные средства: на долю человека приходится определение всейпоследовательностидействийпорешениюзадачи,атакжевыбор процессов обработки информации, реализуемых электронными средствами и форму представления результирующей информации для её последующей интеллектуальной обработки. Поскольку решение одной и той же интеллектуальной задачи возможно разными путями с использованием различных средств, современный человек должен знать и различать информационные и коммуникационные технологии, применимые для решения интеллектуальной задачи, и уметь выбрать наилучшие (эффективные) технологии. В современной практике решения интеллектуальных задач стали говорить об информационной компетентности человека, то есть знаниивозможностейидругиххарактеристикразличныхэлектронных средств переработки информации и умении выбрать наиболее применимые, а также о готовности выстроить последовательность действий с информацией (технологию), приводящую к успешному решению стоящей информационной задачи кратчайшим путем.

17

1.3.Информатизация общества. Образовательное пространство и образовательная среда. Информатизация образования

Информатизация общества

Развитие информационных и коммуникационных технологий основывается на широком использовании информации, представленной в электронном виде. При этом очевидно, что, если каждый человек будет готовить информацию в электронном виде для решения своей задачи, а затем эта информация будет теряться, эффект от информационных технологий будет не слишком велик. Что собственно и происходило до 80-х годов ХХ века в условиях отсутствия надежных электронных средств информационной коммуникации. Другая проблема широкого использования информации — несовместимость форматов электронного хранения данных: даже если кто-либо мог получить информацию в электронном виде, подготовленную другими, то часто он не мог ею воспользоватьсяпотому,чтоимеющиесяунегоэлектронныесредства не могли прочесть информацию, подготовленную в другом формате. Эта проблема была неизбежной на начальном этапе развития электронных средств переработки информации, да и сейчас нет-нет, да и сталкиваешься с тем, что скачанный из Интернет файл нечем открыть (стандартными программными средствами он не открывается, а требует специальных программ). Например, тексты,подготовленныевAdobeReaderилиDjVie,нельзяоткрыть широко распространенным у нас текстовым редактором MSWord. Хотя в каждой последующей версии программ эти недостатки исчезают: все более широкий круг информационных форматов становится доступным для каждого конкретного пакета.

Таким образом, по мере развития информационных и коммуникационных технологий человечеством успешно были решены, по крайней мере, две важные задачи:

• накапливалась всемирная информация, так как информация, подготовленная в электронном виде одним человеком, становилась общедоступной, то есть каждый готовил небольшой объем информации, но сделав его общедоступным, получал доступ к огромному объему информации, подготовленному другими;

18

• накапливаемая информация хранилась в доступных информационных форматах, то есть снимались технические преграды по использованию накопленной обществом информации.

Таким образом, общественный характер накопления информации и её возможная общедоступность для использования привели человечество к пониманию глобальных общественных процессов — информатизации общества и информатизации образования.

Информатизация (по определению ЮНЕСКО) — широкомас-

штабное применение методов и средств сбора, хранения ираспространения информации, обеспечивающих систематизацию имеющихсяиформированиеновыхзнаний,ихиспользованиеобществом для текущего управления и дальнейшего совершенствова-

ния и развития.Информатизация охватывает самые разнообразные виды человеческой деятельности, в том числе культуру: искусство, науку и образование. Недаром для XX века характерно возникновение такого феномена культуры как аудиовизуальная культура. Аудиовизуальная культура— область культуры, связанная с получившими широкое распространение современными техническими способами записи и передачи текста, изображения и звука (кино, телевидение, видео, компьютеры, системы мультимедиа, Интернет и т.п.).

Информатизация общества — это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства выступает сбор, накопление, обработка, хранение, передача, использование, продуцирование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также разнообразных средств информационного взаимодействия и обмена.

Широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации в результате информатизации общества нацелено на систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, их использование обществом для текущего управления и дальнейшего своего совершенствования и развития.

Принципы построения глобального информационного общества, объединяющего в единое сообщество информационные обще-

19

стваразвитыхиразвивающихсястранвсегомиранарубежетретьеготысячелетиябылисформулированыизакрепленыв«Окинавской Хартии глобального информационного общества» на совещании лидеров стран «Большой восьмерки» 22 июля 2000 года. В Хартии, в частности, говорится: «Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) являются одним из наиболее важных факторов, влияющих на формирование общества двадцать первого века. Их революционное воздействие касается образа жизни людей, их образования и работы, а также взаимодействия правительства

игражданского общества. ИКТ быстро становятся жизненно важным стимулом развития мировой экономики. Они также дают возможность всем частным лицам, фирмам и сообществам, занимающимся предпринимательской деятельностью, более эффективно

итворческирешатьэкономическиеисоциальныепроблемы.Перед всеми нами открываются огромные возможности».

исферу образования, которая также переживает информати-

зацию. Под информатизацией образования понимают область научно-практической деятельности человека, направленной на применение методов и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации для систематизации имеющихся

иформирования новых знаний в рамках достижения психологопедагогических целей обучения и воспитания.

Основнаязадачаинформатизацииобразования—формирова- ние образовательного пространства и создание образовательных сред на основе симбиоза педагогических технологий и информатизации образования.

Образовательное пространство и образовательная среда

Возникновение понятия информатизации общества неразрывно связаносвозникновениемпонятияинформационногопространства. В конце ХХ века информационные процессы в человеческом обще-

20