Информационные технологии в образовании. Учебное пособие

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

А.Т. Глухов

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

Учебное пособие

для студентов всех специальностей

Саратов 2020

3

ВВЕДЕНИЕ

Успешная подготовка специалиста в вузе зависит от того,

насколько содержание обучения адекватно современному состоянию науки и техники, насколько широко педагоги применяют современные технологии обучения, используют современные достижения в области методов и средств обучения, насколько обучаемые подготовлены и предрасположены адекватно воспринимать информацию и преобразовывать ее в компетенции, знания, умения.

В цикле вузовского обучения каждый вид аудиторных и внеаудиторных занятий имеет свои цели. Лекции дают возможность преподнести материал отдельного предмета как элемент системы знаний умений, навыков, которые необходимы специалистам по выбранной студентами специальности. Каждая дисциплина является частью общих знаний, накопленных человечеством. Поэтому чтением лекций достигается эффект формирования системного подхода к обучению и создаются условия для освоения учебного материала дисциплины.

Практические занятия необходимы для углубления и детализации знаний, полученных на лекции. Лабораторные работы интегрируют

(преобразуют) теоретические знания в умения и навыки студентов,

осваивающих методы практической работы. Самостоятельная работа студентов предназначена для формирования навыков для будущей профессиональной деятельности. Профессионалом становится начинающий, если им развивается инициатива в повторении решения учебных задач, в оттачивании приобретенных умений, в самовоспитании усидчивости и в способности самостоятельно работать с большими объемами информации. Источниками учебной информации являются лекции и учебно-методическое обеспечение, включая учебники, учебные пособия, методические пособия; периодическая печать, программно-

4

педагогические средства в комплексе со средствами обучения,

функционирующими на базе новых информационных технологий (НИТ).

Но самостоятельное изучение учебного материала (учебников, учебных пособий и иных средств информации) возможно только тогда, когда студент психологически готов к восприятию, когда осуществляется управление учебной деятельностью студентов на всех этапах учебного процесса. Возрастает роль лектора, глубоко знающего свой предмет, в

организации учебно-познавательной деятельности студентов. Следует отметить, что в условиях всесторонней информатизации вузовского учебного процесса объективной необходимостью является использование комплексного лекционного учебно-методического обеспечения. При этом должна учитываться психологическая предрасположенность студентов к восприятию обобщению, переработке и закреплению информации. Это происходит в процессе контроля

(самоконтроля) и анализа степени освоения материала, выработки умений и навыков, приобретаемых студентами на аудиторных практических (лабораторных) занятиях, и закрепления этих умений и знаний при самостоятельной работе.

Вэтой связи становится актуальной проблема создания образовательных ресурсов нового поколения – лекционных электронных комплексов и их использование в учебном процессе.

Впоследние годы в России и за рубежом все большую популярность приобретает идея развития автоматизации учебного процесса с помощью различных систем для подготовки и контроля учебных заданий,

дистанционного обучения. Такие системы, основанные на использовании современных компьютерных и коммуникационных технологий, позволяют решать задачи обучения и повышения квалификации людей, находящихся вдали от учебных, научных и технических центров. Актуальность этой

5

задачи связана с развитием науки и технологии, стремительным ростом объема информации, необходимой для успешной деятельности.

Несомненным достоинством автоматизированного подхода к обучению является использование возможностей современной вычислительной техники и сети Интернет и как средства коммуникаций, и

как средства хранения, обработки и представления больших объемов информации.

В настоящее время наряду с системами, хранящими в себе информацию по узкой теме в упорядоченном виде, обладающими возможностями предоставления информации в экранном и печатном виде,

разработаны мощные системы автоматизации всего учебного процесса, в

которых реализована как автоматизация подготовки учебных материалов,

так и контроль текущих знаний.

6

(машинная) информация касается непосредственной передачи через канал связи и не имеет касательства к человеческому сознанию. Семантическая же,

осмысленная информация касается потребителя, который сообщение истолковывает, понимает и использует» [12].

Философское осмысление понятия информации по Н.С. Некрасовой

[26] заключается в том, что «сейчас настало время перехода от интуитивных представлений об информации к научному ее определению. … возникает необходимость выхода за рамки собственно теории информации, ее понятий,

методов и принципов и введения в рассмотрение философских категорий,

законов и т.д.».

Следует отметить, что теологи связывают понятие информации с религией [20]: «усматривается особый нематериальный принцип действительности. … «кибернетическое доказательство Бытия Божьего», –

третья ценность наряду с сознанием и материей, а Бог представляет тождество этих трех ценностей».

Мировоззренческие суждения теологов об информации как о посреднике между сознанием и материей нам (материалистам)

представляются иначе. В исторически удаленный период развития человечества, когда только появились некоторые зачатки сознания, древний человек делал попытки объяснить причины появления разнообразных явлений природы: например, движение звезд, изменения погоды (ветер,

дождь, снег, засуха и тому подобное), рост растений, появление жизни и других явлений. Он должен был предположить, что этими явлениями природы кто-то управляет. Управляет так же, как сам древний человек может управлять своими руками, ногами, использовать, например, орудия и приемы охоты как индивидуально, так и в коллективном применении. Древний человек в своем воображении должен был предположить, что этот «кто-то» есть Бог. И этот образ Бога похож не на кого бы то ни было, а только на человека. То есть в зародившемся представлении людей образ Бога есть

8

образ самого человека. Например, у самих теологов в Евангелии от Иоанна святое благовествование читаем [1, с. 1127]: «В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно было в начале у Бога. Все через Него нáчало быть, и без Него ничего не нáчало быть, что нáчало быть». Имея в виду контекст этого высказывания, его можно интерпретировать в следующем виде: «Вначале было Слово, и Слово было у [Человека], и Слово было Бог. Оно было в начале у [Человека]. Все через Него [Человека] нáчало быть, и без Него [Бога] ничего не нáчало быть, что нáчало быть». Осознание древними людьми этой мысли является великим достижением человечества.

Еще большим достижением древних людей является мысль о том, что и сам человек создан Богом. «И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их». [1, С. 6]. За миллионы лет, отделяющих современного человека от того времени, эта идея не претерпела каких-либо изменений [1, 20]. Сейчас она (идея) является основополагающей при описании Божьего бытия. И эта мысль не может быть ни доказанной, ни опровергнутой, так как за миллионы лет эволюции человеческого сознания и его материального носителя – мозга, она (мысль)

приобрела генетический характер. Научное познание законов природы и представления креационистов [20] по поводу тождественности сознания,

материи и информации представляется двумя сторонами одной медали.

Двоякий процесс (материальный и идеальный) осознания явлений природы микро- и макромира продолжается на основе информации, которая таким образом разрешает неопределенность людей. Материалистами формируются теории, объясняющие реальный мир по причинно-следственным связям,

тогда как теории теологов основываются на софизмах.

В работах различных авторов констатируется отход от статистическо-

вероятностных концепций определения информации. Например,

А.Н. Колмогоров [19] отмечает, что «информация по своей природе – не специально вероятностное понятие, а комбинаторное определение

9

количества информации, как логарифм мощности конечного множества … (и

его обобщение – е-энтропия) …». В этой концепции развивается способ определения количества информации как алгоритмический и топологический. Неопределенность состояния объекта (субъекта) по отношению к какому-либо фактору является характеристикой состояний.

Поэтому последовательность событий интерпретируется как информационный процесс, состоящий из конечного (бесконечного) числа упорядоченных состояний. Анализ таких процессов удобно выполнять [9, 11], используя правила алгоритмов А. Н. Колмогорова [19].

1. Алгоритм Гi, примененный к начальному состоянию S из множества алгоритмов G (траекторий процесса), должен иметь решение или заключительное состояние В:

Гi(S) →В, где Гi G .

2. Алгоритмический процесс расчленяется на отдельные шаги заранее ограниченной сложности; каждый шаг состоит в непосредственной переработке состояния S, возникшего к этому шагу, в состояние

S* → F(S),

где F – информационный оператор.

3. Процесс переработки продолжается до тех пор, пока либо не произойдет безрезультатная остановка, если информационный оператор F не определен для получившегося состояния, либо не появится сигнал о решении. Не исключается возможность бесконечного продолжения процесса,

если никогда не появится сигнал о решении:

S*1 = F(S0) → S*2 = F(S1) → S3 = F(S2) … → Si = F(Si-1) …

4. Непосредственное преобразование производится лишь на основании информации об активной части состояния S:

S → S* = F(S).

Рассматривая информацию как знание со всеми ее свойствами:

достоверностью, первичностью или вторичностью, определяем соответствие

10