Информационные технологии в образовании. Учебное пособие

этого понятия достигнутому научно-техническому уровню. «… знание – это часть информации, которая циркулирует в социальной среде и имеет какой-

либо смысл. …, знание, … [представляется] как информационный процесс»

[12]. Смысл информации устанавливается интерпретацией сообщения и имеет или не имеет ценности. Одно и то же сообщение может иметь бесконечное количество интерпретаций и смыслов.

Знание порождает проблемы и в то же время служит средством их разрешения. Научная теория – всегда метод, путь, способ получения новой информации. Эмпирическое знание преобразуется в теоретическое.

Используются моделирование, интерполяция, экстраполяция,

абстрагирование, индукция, дедукция, эвристичность и другие методы в образовании новой информации.

В соответствии с Федеральным законом [4] «под информацией понимают сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления». Уточнение этого понятия заключается в определении информационного пространства и информационных ресурсов, в рамках которых существует информация.

Информационные ресурсы – «отдельные документы и массивы документов, а

также документы и массивы документов в информационных системах

(библиотеках, архивах, фондах, банках данных и других информационных системах)». Информационное пространство определяет границы, в пределах которых могут беспрепятственно или в режиме секретности храниться и/или распространяться информационные ресурсы.

Специалистами по информатике [17] понятие информации трактуется как «продукт взаимодействия данных и адекватных им методов».

Основываясь на этом понятии можно предположить, что информация – это результат (продукт) разрешения неопределенности (взаимодействия данных при использовании адекватных методов) состояния объекта (субъекта) по отношению к какому-либо фактору (объекту или субъекту).

11

Неопределенность же состояния объекта (субъекта) накануне контакта (до взаимодействия данных) характеризуется информационной энтропией.

Таким образом, информация – это продукт разрешения неопределенности состояния объектов и/или субъектов при их взаимодействии путем использования адекватных методов.

Сравнивая выше приведенные подходы, отметим пассивное и активное отношение к понятию информации. Пассивное формируется с позиции государственной информационной политики [4]: информация это совокупность различных сведений – информационных ресурсов – распространенных в информационном пространстве. Активное отношение определяется специалистами по информатике [6, 8, 12, 17, 19, 22, 32]:

информация – продукт разрешения неопределенности состояния объектов и/или субъектов при их взаимодействии путем использования адекватных методов. Эти подходы дополняют друг друга. Если пассивное отношение предваряет активное, то распространяемые в пространстве информационные ресурсы становятся имуществом [4]. Появляется право собственности их обладателей (физическими, юридическими лицами или государством). При этом информация фиксируется на материальном носителе и может подвергаться следующим процедурам: хранению, использованию,

сортировке, преобразованию, оценке, передаче и уничтожению. Активное начало в этой же формулировке, выражающееся в разрешении неопределенности состояния объектов и/или субъектов, определяет следующие свойства информации [4]:

назначение – целевое (многоцелевое);

форма и способ представления данных (визуальный, звуковой);

достаточность, избыточность, недостаточность количества информации;

скорость передачи (приема) информации (дит/с или бит/с);

частота (периодичность) передачи (приема) информации;

12

эффективность (ценность) информации – необходимость ее получения в сравнении с затратами на использование;

стоимость или затраты на поиск, сбор, получение, хранение и использование информации;

достоверность и надежность информации;

статичность и динамичность информации.

Математической моделью информации [32] является численная характеристика степени неопределенности, определяемая функцией f(k),

где k – количество равновероятных исходов. Для k = 1 неопределенность полностью отсутствует [f(1) = 0]. При возрастании числа k (k → ∞)

неопределенность возрастает. Рассмотрим два независимых опыта f(k) и f(l),

для которых выполняются условия: f(k) > f(l) при k > l, где l – количество равновероятных исходов второго опыта. При одновременном выполнении опытов, значение неопределенности их суммы равно сумме неопределенностей каждого отдельного опыта f(kl) = f(k) + f(l). Этому соотношению и условиям f(1) = 0 и f(k) > f(l) при k > l удовлетворяет единственная функция, которая имеет логарифмический вид: log(kl) = log(k) + log(l). При этом выбор основания логарифма не имеет существенного значения, так как logbk = logba*logab. Это же свойство определяет выбор основания логарифма за единицу измерения степени неопределенности [8, 19]. Например, опыт с двумя исходами определяется функцией f(k) = log2k.

Такая единица измерения неопределенности появления события называется двоичной единицей (дв. ед.) или битом (английское сокращение bit от слов binary digit). Ее русское наименование «да-нет единица» от аналогичного применения в немецком языке: «Ja-Nein Einheit». Если для определения степени неопределенности использовать десятичные логарифмы (f(k) = lg k),

то в этом случае принимается неопределенность опыта, имеющего десять равновероятных исходов. Эту десятичную единицу неопределенности называют дитом, которая в 3,3 раза крупнее бита, так как log210 ≈ 3,32.

13

Мерой неопределенности является информационная энтропия (S) или количество информации (I), которую устанавливают по формуле Шеннона [6,

8, 12, 17, 19, 22, 32]:

где pj – вероятность появления j-го события; K – коэффициент единицы измерения информационной энтропии [5], K = 1/ln 2.

Эта же формула с двоичной единицей измерений или битом для опыта

14

В научно-педагогической и методической литературе уже определены базовые структурные элементы таких комплексов: учебная программа,

методические рекомендации для преподавателей и студентов, учебные издания, электронные обучающие курсы, лабораторный практикум,

контрольные задания и вопросы. Чернилевский Д.В. предлагает следующую систематизацию средств обучения [29]:

учебные книги: учебники, учебные пособия, хрестоматии, сборники задач, методические указания, словари и др.;

наглядные пособия: таблицы, плакаты, муляжи, модели, натуральные объекты;

информационные материалы к аудиовизуальным средствам обучения: кино-видео-диафильмы, видеозаписи;

программно-методическое обеспечение компьютерной технологии обучения или электронные средства, объединенные в учебно-методические комплексы со своими программными средствами.

Филатов О.К. выделяет основные компоненты учебно-методического

комплекса [28, с. 165-178]:

учебник, определяющий содержание обучения и систему работы студентов при овладении знаниями;

опорный конспект, в котором закодировано основное содержание подлежащего изучению учебного материала, показаны основные взаимосвязи отдельных тем;

печатные раздаточные материалы; задания для выполнения лабораторного практикума;

аудио- и видеоматериалы по изучаемому предмету; контрольные задания.

Такой учебно-методический комплекс предполагает использование компьютеров и телекоммуникационных средств, но не поддерживает проведение визуализации лекционного материала и не обеспечивает

16

студентов своевременными сведениями, необходимыми для самоуправления своей деятельностью по изучению учебной дисциплины.

В настоящее время предпочтительны учебно-методические комплексы на электронных носителях. Роберт И.В. определяет структуру учебно-

методического комплекса на базе научно-исследовательской технологии

(НИТ) как две подсистемы: учебно-методическая литература и средства обучения [27, с. 122-126].

Ксредствам обучения учебно-методического комплекса,

действующего на базе НИТ, относятся программные средства различных типов, предназначенные для поддержки процесса преподавания; объектно-

ориентированные программные системы; учебное, демонстрационное оборудование, сопрягаемое с ЭВМ, предназначенное для организации учебной деятельности. При этом подчеркивается, что средства обучения,

функционирующие на базе НИТ, позволяют расширить виды учебной деятельности и организовать информационно-учебную деятельность,

экспериментально-исследовательскую, самостоятельную учебную деятельность студентов.

Использование технологии дистанционного обучения также предполагает создание учебно-методического обеспечения в электронном виде. В последнее время в этом направлении ведутся исследования по созданию дидактических комплексов информационного обеспечения в системе дистанционного образования [2, 3, 7, 13-16, 18, 21, 23 и др.].

Моисеев В.Б. в учебно-методический комплекс на электронном носителе включает следующие структурные элементы [29]:

учебная программа с гиперссылками на учебный план специальности;

методические рекомендации для преподавателей и студентов;

электронные учебные издания и обучающие курсы;

лабораторно-практический комплекс;

17

 контрольные тестовые задания.

В комплекс могут входить различные обучающие курсы и электронные издания, которые строятся по модульному принципу. Причем из большого перечня последних в зависимости от организационной формы занятий или специфики изучаемой дисциплины преподавателем могут выбираться:

учебники или хрестоматии; энциклопедии по дисциплине; дополнительная специальная литература; библиотека электронных иллюстраций;

сопутствующие печатные материалы; базы данных сетевых Internet ресурсов.

Но эти виды учебно-методического обеспечения ориентированы на самостоятельную работу студентов.

Состав учебно-методического комплекса варьируется в зависимости от целей, задач, содержания изучаемой дисциплины, от вида организационных форм учебного процесса, для проведения которых он используется.

В большом многообразии компонентов учебно-методического обеспечения наиболее разработанными являются электронные учебники,

созданию которых посвящено большое количество научно-педагогических исследований [2, 3, 7, 13 и др.]. Например, B.Б.Чернилевский и B.Б. Mоисeeв

выделяют следующие возможности электронного учебника [29, с. 199]:

совершенствование методологии и стратегии отбора содержания образования, ведения и развития информатики;

внесение изменений в обучение традиционным дисциплинам;

повышение эффективности обучения;

дифференциация организации новых форм взаимодействия в процессе обучения;

изменение содержания и характера деятельности обучающего и обучаемого;

совершенствование управления учебным процессом, включая его планирование, организацию, контроль.

18

С учетом особенностей такой организационной формы учебного процесса, как лекции, в исследованиях Зиновьевой Л.А., Чернобровкиной И.В., Клейн Н.Е. предлагается в УМК по математике включить электронный конспект лекций и практических занятий, а также презентационный лекционный материал, выполненный в текстовом редакторе MS Word [15, 16].

Многие авторы отмечают существование огромного количества самых разнообразных мультимедийных учебных ресурсов: интерактивные мультимедийные курсы, электронные учебники, обучающие программы,

лабораторные работы, контролирующие программы, отдельные демонстрации и многое другое. Поэтому для лекций целесообразна разработка библиотек лекционных компьютерных демонстраций. Причем предлагается демонстрации воспроизводить посредством стандартного интерфейса и оформлять в виде презентаций Power Point. При этом отмечается, что использование компьютерных демонстраций на лекциях существенно повышает наглядность излагаемого лекционного материала и эффективность его усвоения.

Рассмотренное учебно-методическое обеспечение в основном предназначено для выполнения самостоятельной работы, которая осуществляется обучаемыми без непосредственного участия преподавателя.

Но организация и проведение лекционных занятий также требуют развитого лекционного учебно-методического обеспечения, так как работа на лекции не ограничивается работой непосредственно в аудитории под руководством преподавателя, а продолжается и при самостоятельном изучении лекционного материала.

Таким образом, при проектировании состава и структуры учебно-

методического комплекса следует учитывать особенности организационных форм, для которых оно создается, включая лекции, которые, с одной стороны, являются аудиторной формой проведения занятий, а с другой –

19

предусматривают самостоятельное изучение лекционного материала

студентами, то есть являются сочетанием аудиторной и внеаудиторной форм

учебного процесса.

2.2. Психолого-педагогические аспекты применения

учебно-методического обеспечения на лекциях по информатике

Особенностью лекции по сравнению с другими формами учебного процесса является ее рабочая основа, которая обусловливает необходимость обучения студентов самостоятельной учебной деятельности, включая следующие:

осуществление необходимой подготовки к лекционным занятиям;

освоение приемов поддержания внимания и активного осмысления материала во время лекции;

разработка собственной системы рационального конспектирования

лекций;

оформление и дополнение конспекта после лекции;

усвоение лекционного материала;

самоконтроль и выполнение творческих самостоятельных работ на базе лекционного материала.

Другим словами, это не только аудиторная организационная форма учебного процесса, которая предусматривает передачу и восприятие учебного материала, ведение конспекта, но это и (рис. 2.1.):

 сочетание учебной деятельности студента в лекционной аудитории под управлением лектора и самостоятельной учебной деятельности,

осуществляемой при опосредованном управлении со стороны преподавателя

спомощью учебно-методического обеспечения;

весьма экономный способ получения основ научных знаний;

20