Сборник научных трудов_2013

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Говоря о новых подходах к сетевому взаимодействию образовательных организаций, важно отметить, что такое взаимодействие возможно только при определенных условиях. Это, прежде всего:

наличие организационных механизмов, создающих условия для осуществления комплексного подхода к решению проблем информатизации образования,

создание единой информационно-коммуникативной образовательной среды в школах, муниципалитетах, республике,

наличие информационно - технологической инфраструктуры образовательной организации,

готовности педагогов и руководителей ОУ к использованию современных информационных технологий в образовательной и управленческой деятельности.

Внастоящее время информационные и телекоммуникационные технологии являются основной технологической платформой развития сетевых форм взаимодействия. Благодаря новым технологиям сетевое взаимодействие предоставляет широкие возможности для создания профессиональных Интернет - сообществ. На сегодняшний день Интернет предоставляет широкий спектр коммуникационных средств. Это и электронная почта, чаты, форумы, блоги, сайты, и приобретающие в последнее время наибольшую популярность социальные сервисы сети, поддерживающие групповые взаимодействия участников.

В2012 году в рамках модернизации общего образования были реализованы

несколько проектов, направленных на создание в школах республики современной информационнокоммуникационной инфраструктуры.

Один из наиболее важных проектов – создание в школах локальных вычислительных сетей, базовые компоненты которых предполагают не только систему телекоммуникаций, но и серверное оборудование. В целях централизованного контроля и обмена информацией во всех школах установлено серверное оборудование с настроенным специализированным программным комплексом и возможностью удаленного администрирования. Установка в каждую школу сервера обеспечивает условия для использования дистанционных образовательных технологий, создавая предпосылки для сетевого взаимодействия школ внутри муниципалитета. Идет работа по обеспечению устойчивого функционирования сетевой инфраструктуры (школьных серверов, локальных сетей, канала доступа школ к сети Интернет). С целью мониторинга работоспособности сетевой инфраструктуры на сервера школ установлено специальное программное обеспечение, позволяющие оперативно выявлять проблемные сервера и устранять имеющиеся неисправности.

Кроме серверного программного обеспечения, на школьные сервера установлена автоматизированная информационная система «Электронная школа», которая внедряется во все школы УР с целью создания единой электронной базы данных о деятельности образовательных учреждений, обеспечения хранения и предоставления по запросам всей необходимой информации о системе образования республики.

Параллельно с процессами создания современной информационной инфраструктуры, как технического ресурса, начался и по настоящий день продолжается процесс, позволяющей обеспечить функционирование единой информационно - образовательной среды, основу которой составляет региональный образовательный портал, который является информационным ресурсом региональной системы образования. Портал день Портал посещают более 2000 человек, что говорит о востребованности представленной информации.

На образовательном портале УР созданы сайты ВСЕХ образовательных учреждений Удмуртии: общего, дополнительного и профессионального образования, а также сайты Муниципальных органов управлений образования УР. Создание единой информационно-образовательной среды является важным условием для организации

91

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

сетевого взаимодействия школ, повышения эффективности взаимодействия всех участников образовательного процесса с помощью современных информационных технологий.

Особое место в формировании современной информационной инфраструктуры школы приобретает Информационно-библиотечный центр. Учитывая требования новых стандартов, в рамках модернизации региональной системы образования, реализован проект, направленный на укрепление материально-технической базы школьных библиотек и повышение квалификации педагогов-библиотекарей.

Если в 2011 году в республике только 48 школьных библиотек (8,6% от общего количества) удовлетворяли требованиям стандартов, то уже в начале 2012\2013 учебного года, все школьные библиотеки республики получили современную компьютерную технику и многофункциональные устройства. Компьютеры, поступившие в библиотеки, объединены в школьную локальную сеть и имеют доступ в Интернет.

Подводя итог проведенных мероприятий по формированию в школах современной информационнокоммуникационной инфраструктуры, в рамках реализации РЦП «Развитие информационного общества в УР на 2011-2015гг» и модернизации общего образования, в 2012 году республика вышла на показатель 10 учащихся на один компьютер (показатель 2011 года-17,5).

Повышение ИКТ-компетентности педагогических работников - одно из самых важных направлений, создающих условия для сетевого взаимодействия школ. В республике наработан инновационный опыт по подготовке разветвленной сети тьюторов, обучающих педагогов новым технологиям и методикам в сфере ИКТ и активно распространяющих свой опыт по использованию ИКТ в образовательном процессе. В настоящее время тьюторское сообщество насчитывает 235 педагогов. За год на курсах повышения ИКТ-компетентности обучается около 4000 педагогических работников.

В 2013 году в 9 республиканских ИТ-конкурсах, которые проводятся в целях популяризации новых результативных форм и методов учебной и воспитательной работы педагогов, активно использующих новые информационные технологии, приняли участие более 1000 педагогов общего и дополнительного образования.

Образцом системного подхода к созданию и распространению инноваций в сфере информатизации образования, созданию условий для сетевого взаимодействия школ, реализующие проекты информатизации, становится разветвленная инфраструктура инновационных школ:

37 базовых школ, в которых проводится апробация проектов по ИКТ,

13 ресурсных центров по работе с одаренными детьми в рамках Всероссийской олимпиады школьников,

40 пилотных площадок по внедрению ФГОС в 5-6 классах,

60 центров дистанционного образования.

Ещё одно из необходимых условий успеха масштабных образовательных инноваций, которые вызывает к жизни информатизация образования, является то, насколько муниципальная система образования имеет четкое представление о целях и задачах информатизации, происходящих в образовательных организациях. Эту задачу мы пытаемся решать, выезжая в районы и города республики, организуя семинары по основным проектам информатизации образования, проводя вебинары и семинары с использованием видеоконференцсвязи. В Центре информатизации созданы все условия для одновременного подключения всех муниципальных управлений образования и базовых школ.

На сегодняшний день базовые школы - это общеобразовательные учреждения, оснащенные современным цифровым оборудованием, эффективно его использующие в образовательном процессе с целью повышения качества образования. Это инновационно - активные школы, школы, которые имеет свою собственную стратегию развития,

92

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

оказывают влияние на идеи и развитие других образовательных учреждений, становятся источником инновационного опыта по вопросам реализации проектов информатизации в других образовательных учреждениях.

Базовые школы выполняют функции ресурсных центров сетевого взаимодействия относительно других школ своего муниципального образования. Цели базовых школ как ресурсных центров сетевого взаимодействия заключаются в относительном выравнивании условий для качественного образования всех обучающихся в сети школ с помощью эффективного внедрения в учебно-воспитательный процесс современных средств обучения, информационно-коммуникационных технологий, дистанционных образовательных технологий и сетевого взаимодействия участников образовательного процесса. Функцию координаторов сетевого взаимодействия выполняют муниципальные органы управления образования.

60 центров дистанционного обучения также выполняют роль ресурсных центров сетевого взаимодействия по внедрению дистанционных образовательных технологий в школы соответствующего муниципального образования. Все центры дистанционного обучения оснащены компьютерной техникой. Дистанционное обучение, реализуемое в рамках данного направления, осуществляется на основе сетевого образовательного ресурса, а именно комплексной информационно-образовательной платформы «Интернетшкола «Просвещение», ресурсы данной платформы предоставляют широкие возможности для организации дистанционного обучения для всех категорий обучающихся. Организационным центром работы по организации дистанционного обучения с использованием сетевого ресурса является Региональный центр информатизации и оценки качества образования.

При реализации образовательных программ с применением дистанционных образовательных технологий, используются следующие модели организации дистанционного обучения: профильная школа; малокомплектная школа; одаренные дети; технологии дистанционного обучения на уроке; дистанционное образование детейинвалидов.

Информатизация — процесс многогранный, охватывающий различные стороны функционирования системы образования и комплексно влияющий на качество образования. Сетевое взаимодействие школ на муниципальном и региональном уровне на сегодняшний день является активным ресурсом для развития системы образования.

Практика показывает, что если ориентироваться в развитии процесса информатизации республики только на базовые школы - так называемые “точки роста” инновационного опыта, то это в полной мере не сможет обеспечить реформирования всей системы образования. Особое внимание необходимо обратить на работу других образовательных учреждений, чтобы процессы информатизации во всех школах республики стали тем положительных фоном, на котором успешно реализуются ключевые направления, определенные в комплексе мер по модернизации общего образования и в стратегии развития информационного общества.

Литература 1. И. Д. Лушников, Е. А. Никодимова. Цифровая школа как ресурсный центр сетевого

взаимодействия. Вологодский институт развития образования, 2012.

93

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Кондратьев Е.М.

УЧЕБНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ МЕТОДАМИ ЭЙЛЕРА В ЭЛЕКТРОННОЙ ТАБЛИЦЕ CALC

Educational complex for the solution of the ordinary differential equations Euler's methods in the electronic table Calc

Кондратьев Евгений Михайлович (ekon@rambler.ru), к.т.н. Институт математики и информатики

Московского городского педагогического университета

Kondratiev E.M (ekon@rambler.ru), PhD The institute of mathematics and computer science

of the Moscow city pedagogical university

Аннотация: разработан учебный комплекс и методики вычислений для нахождения решения обыкновенных дифференциальных уравнений методами Эйлера в электронной таблице Calc. На примере показана работа комплекса и выполнение вычислений.

Abstract: educational complex and techniques of calculations is developed for finding of the solution of the ordinary differential equations by Euler's methods in the electronic table Calc. On an example work of a complex and performance of calculations is shown.

Ключевые слова: численные методы, методы Эйлера, задача Коши, учебный комплекс, электронная таблица Calc

Key words: numerical methods, Euler's methods, Cauchy's task, educational complex, electronic table Calc

Численные методы в настоящее время относятся к основным методам решения задач математики и различных ее приложений. Они характеризуются тем, что сводят процесс решения математической задачи к некоторой конечной последовательности операций над числами и приводят к результатам, представленным в виде чисел, числовых векторов и матриц, числовых таблиц и т. п. [1]. Их значение возрастает с развитием информационных технологий и вычислительной техники.

На компьютере численные методы обычно осуществляются либо программированием рассматриваемой задачи и выполнением вычислений по полученной программе, либо использованием универсальных математических пакетов программ, например, Matcad, MATLAB и др. Использование программирования требует хорошего умения, и для каждой задачи необходимо создавать отдельную программу. Математические пакеты Matcad и MATLAB требуют серьезной подготовки для работы с ними и являются коммерческими продуктами.

Численные методы можно успешно реализовать в электронной таблице Calc [2-5], навыки работы с которой легко и быстро усваиваются. Calc является составной частью свободного программного обеспечения (СПО) OpenOffice.org и LibreOffice. Переход на СПО в учебных заведениях в ближайшие годы определен планом, утвержденным распоряжением Правительства РФ от 17 декабря 2010 г. № 2299-р [6], поэтому вопросы разработки методик решения прикладных задач в СПО и использования их в учебном процессе являются важными и нужными.

Для получения навыков численного решения методами Эйлера обыкновенных дифференциальных уравнений с начальным условием (задачи Коши) разработан учебный комплекс с использованием электронной таблицы Calc и методики выполнения в нем вычислений. Демонстрацию работы этого комплекса покажем на примере нахождения численного решения следующей задачи Коши:

94

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

y' = 2xy, y(0) = 1.

(1)

Реализация методов Эйлера выполнена в электронной таблице Calc многоязыкового свободного офисного пакета программ The Document Foundation LibreOffice версии 3.6.5 под Windows. Будем строить приближенное решение на отрезке [0, 1] с шагом h =0,1. Точным решением этой задачи является функция y = exp(x2).

Рис. 1 Стартовое окно LibreOffice

Из стартового окна LibreOffice (рис. 1) выберем пункт Электронная таблица. В открывшемся окне введем в ячейку A1 h; в ячейку A2 – 0,1; в ячейку B1 – i; в ячейку B2

– 0, в ячейку B3 формулу: =B2+1; в ячейку C1 – xi = xi-1 + h; в ячейку C2 – формулу: =0+A$2*B2; в ячейку D1 – yi = yi – 1 + + y'i – 1· h; в ячейку D2 – 1; в ячейку D3 – формулу: =D2+E2*A$2; в ячейку E1 – y'i = 2xi · yi; в ячейку E2 – формулу: = 2*C2*D2; в ячейку F1 – Δyi = y'i · h; в ячейку F2 – формулу: =E2* A$2; в ячейку G1 - yi + 1 = yi + Δyi;

в ячейку G2 – формулу: =D2+F2; в ячейку H1 – yточн = exp(xi^2); в ячейку H1 – формулу: = EXP((C2)^2); в ячейку I1 – ; в ячейку I2 – формулу: = H2-G2 (рис. 2). Для удобного восприятия данных первой строки нужно увеличить ширину столбцов на листе Calc.

Рис. 2. Начальное заполнение ячеек на листе Calc

Заполним с помощью маркера заполнения все недостающие ячейки третьей строки. Результат этого действия показан на рис. 3.

Рис. 3. Заполнение третьей строки на листе Calc

95

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Далее выделим ячейки третьей строки с B3 по I3 и маркером заполнения опустим вниз выделенные ячейки до тринадцатой строки (рис. 4). В результате мы получим все

значения расчетной таблицы по методу Эйлера.

Рис. 4. Получение расчетных данных по методу Эйлера Для построения графиков приближенного (по методу Эйлера) и точного решений

выделим ячейки с полученными значениями для xi, yi+1 и yточн, скопируем и вставим в другом месте листа электронной таблицы только числа. По полученной таблице строим диаграмму XY (рис. 5).

Построим теперь приближенное решение задачи Коши (1) на отрезке [0, 1] при шаге h =0,05. Для этого выделим на Листе1 диапазон ячеек A1:I3, вызовем контекстное меню и выберем в нем меню пункт Копировать. Далее перейдем на Лист2, выделим ячейку A1, вызовем контекстное меню и выберем в нем пункт Вставить. Увеличим ширину столбцов для удобного восприятия данных первой строки. Далее в ячейку A2 введем число 0,05 и нажмем в строке формул кнопку Принять. В результате произойдет пересчет в ячейках третье строки (рис. 6).

Рис. 5. Построение графиков

Рис. 6. Пересчет ячеек

96

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Далее выделим ячейки третьей строки с B3 по I3 и маркером заполнения опустим их вниз до 23 строки (рис. 7). В результате мы получим все значения расчетной таблицы по методу Эйлера.

Рис. 7. Заполнение ячеек при h = 0,05

Сравнение полученных решений по методу Эйлера при разных шагах показывает, что точность его пропорциональна значению шага.

Разработанный учебный комплекс позволяет также находить в Calc решение задачи Коши модифицированным методом Эйлера (методом серединных точек), и для него разработана подробная методика выполнения вычислений. На рис. 8 показана реализация модифицированного метода Эйлера в Calc для построения приближенного решения задачи (1) на отрезке [0, 1] с шагом h =0,1.

Рис. 8. Реализация в Calc модифицированного метода Эйлера

Работа с учебным комплексом и построенными методиками вычислений несложны и позволяют получать методами Эйлера в электронной таблице Calc решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка с начальными условиями.

97

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Литература

1.Исаков В.Б. Численные методы: Учебное пособие. – М.: Академия, 2003. – 192 с.

2.Кондратьев Е., Оплетаев С. Метод Эйлера в Calc // Восьмая конференция «Свободное программное обеспечение в высшей школе»: Тезисы докладов/ Переславль 26-27 января 2013 года. – М.: Альт Линукс, 2013. – С. 87-91.

3.Кондратьев Е.М. Численные методы в Calc // Бюллетень лаборатории математического, естественнонаучного образования и информатизации. Рецензируемый сборник научных трудов. Том V. – Воронеж: Научная книга,

2013. – С. 251-257.

4.Кондратьев Е.М. Численное интегрирование в Calc // Вестник МГУПИ. Серия «Приборостроение и информационные технологии», № 47. – М.: МГУПИ, 2013. – С.53-60.

5.Кондратьев Е.М. Метод Эйлера в Calc: Методические указания. – М.: МГУПИ,

2013. – 16 с.

6. Распоряжение Правительства РФ от 17 декабря 2010 г. N 2299-р Об утверждении плана перехода федеральных органов исполнительной власти и федеральных бюджетных учреждений на использование свободного программного обеспечения на 2011 – 2015 г.г. – http://base.garant.ru/6746035/

Ромашкова О.Н., Чискидов С.В., Аксенова Г.А. ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ СОЦИАЛЬНО-ПРАВОВОЙ СФЕРЫ

Information – educational complex for teaching students of social and law spheres

Ромашкова Оксана Николаевна, д.т.н., профессор, зав. кафедрой прикладной информатики МГПУ, Москва

Oxana Nicrolayevna Romashkova, Doctor of Sciences, Professor, the Head of the Chair of

Applied Informatics, MGPU, Moscow

Чискидов Сергей Васильевич, к.т.н., доцент, МГПУ, Москва

Sergey Vasilyevich Chiskidov, Ph.D., associate professor, MGPU, Moscow

Аксенова Галина Александровна, магистрант, МГПУ, Москва

Galina Alexandrovna Aksyonova, – Мaster student, MGPU, Moscow

Аннотация: В статье рассматривается значение ИК-технологий для СПО в подготовке специалистов социально-правовой сферы. Дается описание универсальной модели информационно-образовательного комплекса для обучения студентов данной сферы и предлагаются методики преподавания информационных технологий для 1 курса.

Abstract: This article (work) concerns the significance of the IK – technologies for the students of SPE for preparing specialists of Social and Law Spheres. The universal model of Information

– Educational complex for teaching students of given sphere is described and there are methods of teaching of Information technologies for the first – year students.

Ключевые слова: информационно-образовательный комплекс; информационнокоммуникационные технологии; специалист; среднее профессиональное образование; социально-правовая сфера.

Keywords: Information – Educational Complex; Information – Communicative Technologies; specialist; Secondary – Professional Education; Social and Law Sphere.

98

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

В современном мире роль информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) приобретает все более весомое значение. В системе образования развитие информационных процессов влечет за собой изменения в подготовке специалистов.

Внедрение новых образовательных технологий в педагогический процесс охватило в настоящий момент все уровни образования от дошкольного до высшего и дополнительного. Особенно это актуально в случае формирования непрерывного образования в течение всей жизни, и личностно-ориентированного в рамках формирования индивидуальной траектории обучения.

Среднее профессиональное образование (СПО), отвечающее потребностям сегодняшнего дня, призвано формировать востребованных рынком квалифицированных специалистов.

Сфера социально-правовых услуг является одной из необходимых областей экономики города Москвы. В связи со спецификой подготовки кадров особое внимание уделяется гуманитарной направленности специалистов, однако, современные образовательные технологии и требования сегодняшнего дня к уровню подготовки выпускников, обусловленные федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС) 3 поколения, приводят к тому, что ИКТ становятся уже не только самостоятельными дисциплинами, но и инструментарием приобретения новых знаний.

Федеральный государственный образовательный стандарт – совокупность обязательных требований к образованию определенного уровня и (или) к профессии, специальности и направлению подготовки, утвержденных федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере образовании [1: с. 3]. При реализации образовательных программ организацией, осуществляющей образовательную деятельность, может применяться форма организации образовательной деятельности, основанная на модульном принципе представления содержания образовательной программы и построения учебных планов, использовании соответствующих образовательных технологий [1: с. 15-16]. Поэтому в реализации ФГОС используется модульно-компетентностный поход в обучении.

Наиболее актуальными задачами образовательного процесса можно считать выработку у специалиста навыков и умений в соответствии с поставленными целями: искать, выбирать, организовывать, предоставлять и передавать информацию, проектировать объекты и процессы в своей профессиональной сфере. Информационно компетентным может считаться только тот специалист, который в совершенстве владеет ИКТ как пользователь и в состоянии определять свои потребности в информации, искать ее, оценивать и эффективно использовать, способный к постоянному саморазвитию в течение всей профессиональной жизни.

Таким образом, для Колледжа по подготовке социальных работников актуальным является разработка информационно-образовательного комплекса для обучения студентов социально-правовой сферы (далее - Комплекса). Данный комплекс будет универсальным, т.к. его можно будет использовать в высших учебных заведениях.

Моделирование информационно-образовательного комплекса для обучения студентов социально-правовой сферы. Цели создания информационно-

образовательного комплекса для данной сферы:

обеспечение единого образовательного процесса для блока информационных технологий;

повышение качества образования;

сохранение, развитие и эффективное использование педагогического потенциала преподавателей информационных технологий;

создание условий для поэтапного перехода от 1 до 4 курса обучения информационных технологий;

99