Информатизация инженерного образования (выпуск 1)

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях образование должно рассматриваться не только и не столько как овладение учащимися необходимым объемом учебной информации, а как развитие у них в процессе обучения потребностей и способностей к самостоятельному получению все новых общих и профессиональных знаний и умений, пользуясь при этом многообразными источниками информации.

Изменение социальной практики и соответствующее изменение целей образования с неизбежностью влечет за собой и новое содержание образования, и новые технологии работы с учебной информацией.

Образование как результат овладения знаниями, формирования и развития умений и навыков в значительной степени определяется процедурами поиска, передачи, накопления, хранения, преобразования и отображения информации. С определенной долей упрощения можно сказать, что образование является процессом информационным. Поэтому под информатизацией образования следует понимать систему мероприятий, направленных на повышение качества и эффективности работы с информацией учебного назначения. В современных условиях эти мероприятия связываются с расширенным применением компьютерной техники и средств телекоммуникации.

Конечная цель информатизации образования состоит в расширении и упрощении доступа граждан к получению или повышению ранее достигнутого уровня образования, а также в более полном и оперативном удовлетворении их разнообразных потребностей в знаниях и умениях, что создает реальные предпосылки для повышения качества и результативности обучения.

Достижение этой цели предполагает решение совокупности взаимосвязанных научных и практических задач:

1.Развитие транспортной информационной инфраструктуры, обеспечивающее телекоммуникационную связанность образовательных учреждений различного уровня на основе применения уже привычных для многих людей средств информационных и телекоммуникационных технологий. В результате появляется реальная возможность обмена информационными ресурсами учебного назначения не только между территориально распределенными образовательными учреждениями, но и предоставление этих ресурсов территориально распределенным учащимся при многократном повышении оперативности информационного обмена. Технические характеристики современных информационных систем таковы, что информация любого вида и практически любого разумного объема может быть передана любому человеку в течение нескольких секунд или минут вне зависимости от расстояния между пунктами отправления и приема данных. Повышение оперативности информационного обмена позволяет сделать его интерактивным, что столь необходимо для организации образовательной деятельности.

2.Создание нового содержательного наполнения информационной среды образовательными ресурсами, разрабатываемыми с учетом особенностей их дальнейшего применения в учебном процессе.

Применение новых носителей информации и средств ее обработки и отображения открывает новые возможности и направления совершенствования информационных ресурсов учебного назначения. Поэтому решение данной задачи должно включать анализ различных видов информационных ресурсов образования с позиций применяемых технологий их создания, сертификации, тиражирования, хранения и применения в учебном процессе. Важно понять, каким образом информационные технологии воздействуют на способы работы с традиционными обра-

20

ВВЕДЕНИЕ

зовательными ресурсами и как эти технологии приводят к возникновению новых информационных ресурсов обучения.

3. Массовая подготовка преподавателей, методистов, администраторов учебных заведений к эффективному применению информационно-коммуникаци- онных технологий и образовательных ресурсов в организации и проведении учебного процесса.

Определенная часть сотрудников образовательных учреждений всех перечисленных категорий должна получить углубленную подготовку в области информа- ционно-коммуникационных технологий (ИКТ) с тем, чтобы в дальнейшем участвовать в разработке и организации применения информационных образовательных ресурсов, а также в обучении остальных сотрудников. Необходимо также осуществлять начальную подготовку учащихся, которые будут активно применять средства ИКТ в обучении.

4. Информатизация администрирования учебного процесса, суть которой заключается в том, что территориально распределенные учащиеся и преподаватели применяют в обучении также распределенные образовательные ресурсы (например, фонды электронных библиотек, автоматизированное лабораторное оборудование и другие необходимые им ресурсы).

Здесь может оказаться полезным опыт создания и применения корпоративных информационных систем промышленных предприятий и фирм с той оговоркой, что в учебном заведении «процесс производства» оказывается растянутым на 4—6 лет, т.е. на срок подготовки специалистов, если речь идет о высших учебных заведениях.

Целесообразное применение ИКТ в образовании способствует повышению качества и результативности обучения, изменяя годами выверенные стереотипы в организации учебного процесса, в соотношении объема и значимости различных видов занятий, повышая роль самостоятельной учебной работы учащихся в достижении высоких творческих результатов. Роль преподавателя в учебном процессе также должна существенно измениться под влиянием ИКТ. Центральное место преподавателя как практически единственного носителя актуальной учебной информации, передаваемой учащимся непосредственно во время учебных занятий, сменяется более скромной, но не менее важной ролью внимательного наставника, направляющего и корректирующего по преимуществу самостоятельную работу учащихся.

Существенное влияние ИКТ оказывают на все средства обеспечения учебного процесса: учебную литературу, технические средства обучения, лабораторное оборудование и др. Информационные образовательные ресурсы в виде мультимедийных электронных изданий, включающих наряду с текстами и статическими иллюстрациями видеофрагменты и интерактивные компьютерные модели изучаемых объектов и процессов, становятся все более востребованными. Эти ресурсы обладают рядом преимуществ по сравнению с учебной литературой в традиционном печатном виде, среди которых: большее разнообразие средств представления учебной информации, компактность ее хранения, оперативность поиска информации и внесения необходимых изменений и дополнений в ее состав, простота тиражирования и доступа к учебным материалам территориально распределенных учащихся. В то же время на современном этапе электронные образовательные ресурсы

21

ВВЕДЕНИЕ

не могут полностью заменить печатные учебные издания по психологическим и эргономическим причинам.

На современном этапе на смену наблюдаемого еще совсем недавно разнообразия технических средств обучения приходит персональный компьютер (ПК) как универсальное техническое средство обучения, обладающее средствами компактного и надежного хранения больших объемов учебной информации, ее быстрой переработки и наглядного представления. Включение ПК в информационные сети открывает неограниченные возможности оперативного обмена информацией между участниками образовательного процесса, а также поиска необходимой информации.

Учебное лабораторное оборудование, содержащее в своем составе технические

ипрограммные средства ИКТ, становится информационно прозрачным, его управляемость и производительность многократно повышаются. Такое оборудование принято характеризовать как интеллектуальное, т.е. обладающее зачатками искусственного интеллекта. Положительные свойства такого оборудования многократно возрастают, если оно становится доступным территориально распределенным учащимся, управляющим ходом учебных экспериментов по компьютерным сетям

иполучающим результаты экспериментов для дальнейшей обработки на персональных компьютерах, подключенных к информационным сетям.

Не меньшая роль принадлежит средствам информатизации в организации и документальном сопровождении учебного процесса. Можно сказать и о том, что эти средства изменили подходы к документированию хода и результатов образовательного процесса, открыли реальные возможности для индивидуализации обучения учащихся.

22

Ч А С Т Ь 1

НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Г л а в а 1

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ПРОГРАММЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Применение вычислительной техники в образовании началось практически с появлением реального доступа преподавателей и учащихся к работе с этой техникой. Длительное время процессы информатизации образования развивались стихийно, что неизбежно приводило к ряду негативных последствий, среди которых:

•неопределенность целей и задач, бессистемность развития;

•дублирование и отсутствие координации работ;

•отсутствие реальных стимулов опережающего развития электронных образовательных ресурсов и применения передовых образовательных технологий в учебном процессе;

•неразвитость технологических стандартов, обеспечивающих единые требования к разработке и применению электронных образовательных ресурсов;

•низкий уровень технологичности электронных образовательных ресурсов, приводящий к сложностям развития и взаимодействия, а также к недостаточной длительности жизненного цикла этих ресурсов, практически жестко связанной со сменой аппаратно-программных средств вычислительной техники.

Социально оправданные и экономически эффективные подходы к информатизации образования предполагают разработку целостной концепции, в которой обосновываются и фиксируются:

•первоочередные и перспективные цели и задачи применения информационных технологий в образовании;

•очередность, сроки и результаты решения поставленных задач;

•потребные ресурсы и источники их формирования.

Общие контуры такой концепции применительно к российской системе образования были определены в конце 90-х годов XX столетия [1.1]. Нет необходимости излагать основные положения этого объемного документа, тем более что многие из этих положений были реализованы, а часть из них потеряла актуальность, что неудивительно в такой динамически развивающейся области человеческой деятельности, какой является область информационно-коммуникационных технологий.

Масштабность и многоплановость проблем информатизации российского образования, отчетливо осознаваемая большинством специалистов, участвующих в их разрешении (см., например, [1.2]), не позволяют надеяться на появление в обозримом будущем концепции, охватывающей все направления и уровни образования. Вместо этого формируются концептуальные обоснования федеральных целевых программ, направленных на решение конкретных задач информатизации образования.

25

Ч А С Т Ь 1. НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

1.1.Федеральные целевые программы

1.1.1.Федеральная целевая программа

«Развитие единой образовательной информационной среды (2001—2005 годы)»

Правительство Российской Федерации Постановлением от 28 августа 2001 года № 630 утвердило федеральную целевую программу «Развитие единой образовательной информационной среды (2001—2005 годы)» (ФЦП РЕОИС), которая была разработана по поручению Президента Российской Федерации рядом федеральных министерств.

В паспорте ФЦП РЕОИС определены следующие ее цели:

•создание и развитие в Российской Федерации единой образовательной информационной среды, обеспечивающей единство образовательного пространства на всей территории страны;

•повышение качества образования во всех регионах России;

•сохранение, развитие и эффективное использование научно-педагогического потенциала страны;

•создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий;

•создание условий для предоставления российских образовательных услуг русскоязычному населению за рубежом.

Основные задачи ФЦП РЕОИС:

1. Формирование информационно-технологической инфраструктуры системы образования, включая:

•федеральную систему информационного и научно-методического обеспечения развития образования;

•предоставление образовательным учреждениям средств вычислительной техники, средств доступа к глобальным информационным ресурсам, общесистемных и прикладных программных средств, технического обслуживания;

2.Применение новых информационных и телекоммуникационных технологий

вучебном процессе, включая:

•создание и использование в учебном процессе современных электронных учебных материалов наряду с традиционными учебными материалами;

•разработку электронных средств информационно-технологической поддержки и развития учебного процесса;

•подготовку педагогических, административных и инженерно-технических кадров образовательных учреждений, способных эффективно использовать в учебном процессе новейшие информационные технологии.

Этапы выполнения ФЦП РЕОИС: Первый этап (2001 г.):

•поставка аппаратно-программного обеспечения в сельские школы;

•отбор прикладного программного обеспечения для использования в сельских школах;

•организация подготовки учителей сельских школ к работе с информационными технологиями.

26

Г л а в а 1. Основные направления и программы информатизации образования

Второй этап (2002—2003 гг.):

•разработка стратегии и методологии реализации ФЦП РЕОИС;

•организация федеральной системы информационного и научно-методиче- ского обеспечения развития образования;

• обеспечение учебных заведений средствами информатизации и доступа

к информационно-образовательным ресурсам;

•разработка современных электронных учебных материалов и их экспериментальная проверка;

•разработка программ, учебных планов и материалов;

•проведение курсов повышения квалификации и профессиональной переподготовки педагогических, административных и инженерно-технических кадров.

Третий этап (2004—2005 гг.):

•завершение поставок средств информатизации в учебные заведения;

•организация системы технического обслуживания;

•разработка и тиражирование электронных учебных материалов;

•повышение квалификации и профессиональная переподготовка педагогических, административных и инженерно-технических кадров;

•создание системы открытого образования на основе дистанционных технологий обучения.

Основные направления работ:

1. Развитие информационных технологий сферы образования:

•создание основ единой системы информационного и научно-методического обеспечения образования;

•формирование перечня электронных учебных материалов и информационнотехнологических средств, необходимых для обеспечения учебного процесса различных уровней образования;

•разработка и тиражирование электронных средств поддержки и развития учебного процесса;

•организация электронных библиотек учебных материалов и обеспечение доступа к ним;

•организация системы открытого образования, включая интерактивные дистанционные технологии обучения учащихся учебных заведений различного уровня;

• формирование концепции информационной безопасности, организация

и обеспечение соответствующих образовательных курсов;

•организация сети ресурсных центров;

•разработка нормативных документов по стандартизации в области образования, открытого образования, включая дистанционные технологии обучения, телекоммуникационные сети, открытые системы, системы передачи, хранения и обработки данных.

2. Повышение квалификации и профессиональная переподготовка педагогических, административных и инженерно-технических кадров:

•формирование программ и разработка методического обеспечения повышения квалификации и профессиональной переподготовки в области новых информационных технологий;

27

ЧА С Т Ь 1. НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

•повышение квалификации и профессиональная переподготовка названных выше категорий работников образования.

3. Оснащение образовательных учреждений средствами информатизации:

•проведение конкурсов на поставку средств информатизации для учебных заведений;

•оснащение образовательных учреждений средствами вычислительной и телекоммуникационной техники;

•оснащение образовательных учреждений лицензионными и сертифицированными программными продуктами, предоставление услуг по их сопровождению;

•оснащение образовательных учреждений специализированной мебелью для учебных кабинетов и компьютерных классов.

4. Организация системы технического обслуживания:

• разработка нормативно-технического и методического обеспечения, организационных форм и принципов управления техническим обслуживанием на отраслевом, региональном и местном уровнях;

•создание материально-технической базы и подготовка кадров для центров технического обслуживания.

Ожидаемые результаты ФЦП РЕОИС:

1. Создание основ единой образовательной информационной среды, обеспечивающей:

•доступ 50 % учащихся и преподавателей общеобразовательных и 70 % учащихся и преподавателей учебных заведений профессионального образования к высококачественным локальным и сетевым образовательным информационным ресурсам;

• возможность проведения тестирования и оценки качества образования с использованием специализированного программного обеспечения на всей территории Российской Федерации;

•методическую поддержку и возможность непрерывного повышения квалификации преподавателей образовательных учреждений всех уровней;

•подключение вузов к глобальным информационным ресурсам по высокоскоростным каналам;

•переход к системе открытого образования на основе интерактивных дистанционных технологий обучения;

•создание для граждан России с ограниченными возможностями условий, обеспечивающих получение полноценного образования, необходимой коррекционной помощи, а также социальную адаптацию и реабилитацию с помощью образовательных средств;

•поэтапный переход к новой организации российского образования на основе информационных технологий.

2.Доведение количества компьютеров в общеобразовательных учреждениях до соотношения один компьютер на 80 учащихся.

3.Достижение уровня подготовки российских преподавателей в области информационных технологий, отвечающего современным требованиям.

4.Повышение качества обучения в образовательных учреждениях, находящихся в удалении от методических центров, путем организации доступа таких учреждений к существующим образовательным ресурсам, рационального исполь-

28

Г л а в а 1. Основные направления и программы информатизации образования

зования педагогических кадров высшей квалификации, подготовки специалистов в области новых информационных технологий для этих учреждений.

5. Создание сети ресурсных центров, обеспечивающих информационную и научно-методическую поддержку учебного процесса, обслуживание аппаратнопрограммных средств, оказание консультационных услуг.

6. Развитие фундаментальных и прикладных исследований в области образования в течение всей жизни.

Потребности выполнения ФЦП РЕОИС определяются следующими основными факторами.

•Стремительно развивающаяся научно-техническая революция стала основой глобального процесса информатизации всех сфер жизни общества. Уровень и темпы информационно-технологического развития во многом определяют состояние экономики, качество жизни людей, национальную безопасность, роль страны в мировом сообществе. В условиях глобальной взаимозависимости и конкуренции, необходимости широкого использования и постоянного развития и усложнения технологий фундаментальное значение имеет информатизация сферы образования. Содержание и качество образования, его доступность, соответствие потребностям конкретной личности в решающей степени определяют состояние интеллектуального потенциала современного общества. Интенсивное развитие сферы образования на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий становится важнейшим национальным приоритетом.

•Во многих странах осуществляются широкомасштабные программы информатизации образования. Все более полно проявляются в мировой практике тенденции широкого использования дистанционных технологий обучения как важнейшего компонента открытого образования. На этом фоне состояние информатизации российской школы можно оценить как неудовлетворительное. Наиболее сложным и важным звеном здесь является общеобразовательная школа. В последние годы централизованные поставки компьютерного оборудования в школы практически не осуществлялись. В начале выполнения рассматриваемой Программы один компьютер с современными характеристиками приходился более чем на 500 учащихся. Менее 1,5 % общеобразовательных учреждений имели в своем распоряжении средства выхода в глобальную компьютерную сеть.

•Большинство вузов России в настоящее время имеют доступ к компьютерным сетям. Однако информатизация учебной и научной деятельности в большинстве из них находится на низком уровне. К первоочередным задачам ФЦП РЕОИС применительно к высшим учебным заведениям относится создание учебных программ и электронных библиотек, развитие дистанционного обучения, модернизация и развитие существующей сетевой инфраструктуры и увеличение пропускной способности используемых каналов передачи информации. В этом случае они могут стать важными источниками информационных и телекоммуникационных услуг для учреждений среднего общего и профессионального образования.

В документах ФЦП РЕОИС достаточно подробно излагается и обосновывается система мероприятий, выполнение которых позволяет решить в заданные сроки и при запланированном ресурсном обеспечении поставленные задачи.

29

Ч А С Т Ь 1. НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Опуская общие декларации, обратим внимание на некоторые принципиальные положения.

•Электронные и традиционные учебные материалы должны гармонично дополнять друг друга как части единой образовательной среды. Использование новых информационных технологий должно способствовать решению педагогических задач, которые сложно или невозможно решать традиционными методами.

•Используя опыт и достоинства сложившейся образовательной системы, необходимо выстроить новую открытую образовательную систему, интегрирующую все доступные школе информационные технологии, обеспечить переход учителей к сознательному использованию методических и информационных средств в полном объеме.

•Должны быть разработаны и утверждены требования к электронным средствам поддержки и развития учебного процесса. Учитывая новизну и сложность проблемы развития информационно-образовательной среды, ее разрешение требует экспериментального поиска на основе имеющегося в системе образования опыта работы с информационными технологиями.

•Широкое распространение новых информационных технологий сформировало необходимые предпосылки для создания электронных библиотек как средства накопления и распространения информационных и методических ресурсов. Благодаря интенсивно развивающейся сетевой инфраструктуре эти ресурсы становятся потенциально доступными любому пользователю сети и открывают неограниченные перспективы расширения аудитории учащихся. В составе электронных библиотек, создающихся в рамках ФЦП РЕОИС, должны быть сформированы тематические базы обучающих, справочных, иллюстративных, каталогизированных материалов для обеспечения адресного поиска и свободного доступа к ним через глобальные сети.

•В ходе реализации ФЦП РЕОИС планируется создать корпоративные информационные системы, ориентированные на повышение эффективности управления системой образования на всех ее уровнях.

•В рамках работ по созданию информационно-образовательной среды предусматривается создание системы сетевого тестового контроля для дистанционного обучения.

•Организация дистанционного обучения предусматривает:

разработку принципов и механизмов использования технологий коллективной работы территориально распределенных пользователей для организации единого учебного процесса; разработку и использование многофункциональных интегрированных

информационных систем на различных платформах; обеспечение интерактивности процесса обучения;

создание региональных и университетских центров коллективного пользования уникальным лабораторным оборудованием в режиме удаленного доступа.

•С учетом специфики отдельных вузов и большого числа специальностей значительное количество учебных электронных материалов для учащихся должно готовиться силами самих высших учебных заведений в соответствии

30