Учебное пособие 3000142

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

ИННОВАЦИОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

Материалы внутривузовской научно-практической

конференции-выставки

(г. Воронеж, 27-29 марта 2007 г.)

Воронеж 2007

УДК 004.8

Инновационные информационные технологии в образовании: тезисы внутривуз. науч.-практ. конф.-выставки. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. 76 с.

Материалы посвящены использованию современных информационных технологий, вычислительной техники и оригинальных методик в учебном процессе.

Материалы сборника соответствуют научному направлению «Интеллектуальные информационные системы», отражающему отдельные разделы перечня Критических технологий Российской Федерации, утвержденного Президентом РФ.

Сборник подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе Microsoft Word и содержится в файле tezis_IT.doc.

Редакционная коллегия:

Е.Д. Федорков	– д-р техн. наук, проф. - ответственный редактор, Воронежский государственный технический университет;
О.Я. Кравец	– д-р техн. наук, проф. – зам. ответственного редактора, Воронежский государственный технический университет;
И.Л. Батаронов	– д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;
А.А. Шишкин	– директор Центра дистанционного обучения, Воронежский государственный технический университет;
О.В. Собенина	– канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет;
А.С. Кольцов	– канд. техн. наук, доц., Воронежский государственный технический университет;
Е.Н. Кордюкова	– ассистент – ответственный секретарь, Воронежский государственный технический университет

Рецензенты: зам. директора ОАО «Концерн «Созвездие» по науке д-р техн. наук И.И. Малышев;

д-р техн. наук, проф. Е.Н. Коровин

© Коллектив авторов, 2007

© Оформление. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007

ВВЕДЕНИЕ

Рассмотрение инновационных информационных технологий, теории и практики их использования на современном этапе представляет собой актуальную задачу, так как их применяют в своей деятельности как учебные заведения, предприятия и банки, так и другие учреждения. Решение задач внедрения информационных технологий в образование и производство предполагает применение новых методик и подходов в обучении.

Решение поставленных проблем являются различными сторонами единой задачи внедрения новых информационных технологий и компьютерных обучающих программ в процесс обучения, внедрение перестроенных традиционных форм обучения в процесс образования с использованием компьютерных технологий в различных подразделениях ВУЗа.

Тезисы докладов, представленные в сборнике, подготовлены по материалам внутривузовской научно-практической конференции-выставки. Работы содержат результаты теоретических и прикладных исследований, посвященных различным вариантам применения информационных технологий в образовании, медицине и производстве.

Публикуемые в сборнике материалы являются результатами выполняемых и законченных научно-исследовательских работ в области современных информационных технологий в образовании и вызовут интерес у широкого круга специалистов.

УДК 004.8

И.С. Малышева, С.В. Толоконникова, О.В. Собенина

МОДЕЛИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

По оценкам специалистов для того чтобы перейти на рыночно-технологический путь развития нашего государства, минимум 25% трудоспособного населения должно иметь высшее образование.

В эпоху становления рыночных отношений получить высшее образования иногда бывает затруднительно в силу различных причин: отсутствия финансовых средств, географическая удаленность ВУЗов, медицинские ограничения для получения образования в стационарных условиях и т.д. Для решения подобных ситуация система высшего образования помимо традиционных способов и форм обучения способна предложить и качественно новую, основанную на использовании информационных технологии и компьютерных телекоммуникаций. Эта форма обучения получила название Дистанционного Образования (ДО). ДО стало динамично развивается благодаря оснащению образовательных учреждений мощной компьютерной техникой и развитием сети Интернет.

Дистанционное обучение - это разновидность заочного образования, предусматривающее активный обмен информацией между субъектами образовательного процесса в интерактивном режиме. В широком смысле интерактивное взаимодействие предполагает взаимодействие каких-либо субъектов друг с другом с использованием доступных им средств и методов. При дистанционном обучении субъектами в интерактивном взаимодействии будут выступать преподаватели и студенты, а средствами осуществления подобного взаимодействия - электронная почта, телеконференции, диалоги в режиме реального времени и т.д.

Отдавая предпочтение ДО потенциальный студент может самостоятельно выбрать для себя и подходящую модель ДО. Таких моделей насчитывается три.

Первая модель заключается в самостоятельном использовании различных учебных компьютерных программ с последующим обменом информацией по телекоммуникационной сети.

Вторая - предусматривает использование возможностей современных Интернет-технологий и технологий, использующих возможности локальных и глобальных вычислительных сетей для доступа учащегося к любой учебной компьютерной программе или учебным материалам, хранящимся на удаленном компьютере. Эта так называемая сетевая модель ДО. В данной модели обучения Интернет используется для обеспечения учащихся учебно-методическим материалом, а также для интерактивного взаимодействия между преподавателем и обучаемыми. Данная технология имеет ряд существенных преимуществ перед другими. Она позволяет проходить обучение по индивидуальному расписанию, имея постоянный контакт как с преподавателем, так и с другими студентами и администрацией учебного центра. Такое взаимодействие создает эффект "присутствия" и порождает явление "электронного" кампуса — виртуального университета.

Третья модель предусматривает активную управляющую роль преподавателя. Он сам выбирает из заранее подготовленной информации ту, которую необходимо передать в тот или иной момент. Данная модель условно именуется Кейс-Технологией. При кейс-технологии учебно-методические материалы комплектуются в специальный набор (кейс). Этот набор пересылается учащемуся для самостоятельного изучения. Общение с преподавателями-консультантами осуществляется в созданных для этих целей региональных учебных центрах. Считается, что при достаточной мотивации обучаемый в состоянии самостоятельно изучить и освоить значительный объем материала по широкому кругу дисциплин, если такое обучение подкреплено содержательным кейсом.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

И.С. Малышева, С.В. Толоконникова, Е.Д. Федорков

СТРУКТУРА ТЕОРЕТИКО-ПРАКТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В связи с развитием информационных технологий практически все сферы деятельности человека претерпевают качественное изменение. Исключением не стала и образовательная деятельность. В настоящий момент образование находится на пути модернизации с учетом реалий и потребностей нынешнего общества. Одним из новшеств в этой области является внедрения в систему образования формы дистанционного образования, под которым понимается комплекс образовательных услуг, предоставляемых широким слоям населения в стране и за рубежом с помощью специализированной информационной образовательной среды, базирующейся на средствах обмена учебной информацией на расстоянии (спутниковое телевидение, радио, компьютерная связь и т.п.).

Актуальность дистанционного образования определяется тем, что традиционные формы и модели обучения не могут в настоящее время полностью удовлетворить потребностей в образовательных услугах всех категорий населения. Лица, проживающие в географически удаленных от вузовских центров районах, совмещающие учебу с работой, получающие дополнительное образование, имеющие медицинские ограничения для получения регулярного образования в стационарных условиях в большинстве случаев склоняются к выбору дистанционной формы обучения.

ДО привлекает прежде всего своими достоинствами, выражающимися в : гибкости и модульности системы.

Гибкость выражается в возможности обучаемым заниматься в удобное для себя время, в удобном темпе. Отрезок времени для освоения дисциплины не регламентируется. Модульность позволяет практически реализовать гибкость обучения и заключается в представлении учебных курсов в виде модулей. Благодаря модульности учебного материала можно формировать учебный план, отвечающий индивидуальным или групповым потребностям.

Использование современных информационных технологий позволяет одновременно обращаться ко многим источникам учебной информации (электронные библиотеки, банки данных, базы знаний и т.д.) большому количеству обучающихся. Общение через сети связи обучающихся друг с другом и с преподавателями существенно повышает общий и информационный уровень студентов.

При предоставлении потенциальным обучающимся такой формы обучения необходимо разработать оптимальную и эффективную теоретико-практическую базу, которая должна включать в себя вводную часть, учебные модули, каждый из которых составляет целостное законченное изложение некоторой предметной области (темы), варианты контрольных заданий (контрольных работ, курсовых работ или проектов) по курсу, заключение, словарь основных понятий, библиографию.

Вводная часть комплекса должна включать:

• конкретное изложение целей изучения данного учебного материала;

• описание структуры комплекса, его основного содержания, соответствующих научных методов, список рекомендуемых учебных пособий и монографий с краткой характеристикой каждого из них;

• указание межпредметных связей с конкретными ссылками на те теоретико-практические комплексы или учебные модули, знание которых необходимо для усвоения данного комплекса.

Каждый учебный модуль состоит из теоретического, практического и тестирующего модулей. Эти модули имеют методическую связь.

Знания теоретического модуля являются ориентирующими для выполнения практических заданий, а методы диагностики знаний относятся как к теоретическому курсу, так и к практическим заданиям.

После изложения всех модулей даются варианты контрольных работ. В заключении приводятся выводы по теоретико-практическому комплексу, в которых выделяются основные знания и указываются межпредметные связи с последующими комплексами. Литература Абросимов А.Г., Погорелова Е.В. Основы разработки учебно-методического обеспечения системы дистанционного образования. - Деп. в НИИ Высшего образования. - № 123-98. 06. 07. 98. - 16 с. Андреев А.А. , Меркулов В.П., Тараканов Г.В. Современные телекоммуникационные системы в образовании // Педагогическая информатика. - 1995. - № 1. - С. 55-63. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов: Учеб.-метод. пособие. - М.: Высш. шк., 1989. - 144 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

И.С. Малышева

ТРЕБОВАНИЯ К МУЛЬТИМЕДИЙНЫМ СРЕДСТВАМ ОБРАЗОВАНИЯ

В современных образовательных учреждениях все большую актуальность приобретает использование мультимедийных технологий. Мультимедиа представляет собой взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения с использованием современных технических и программных средств, объединяющих текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении.

Процесс создания мультимедийных средств обучения (МСО) должен обеспечивать производство МСО, отвечающих системе психолого-педагогических, технико-технологических, эстетических и эргономических требований.

Психологические требования относятся к числу требований, предъявляемых ко всем без исключения МСО.

3. Представление учебного материала в МСО должно соответствовать не только вербально-логическому, но и сенсорно-перцептивному и представленческому уровням когнитивного процесса. МСО должно строиться с учетом особенностей таких познавательных психических процессов, как восприятие, внимание, мышление, воображение, память.

4. Изложение учебного материала МСО должно быть ориентировано на тезаурус и лингвистическую композицию конкретного возрастного контингента и специфики подготовки обучаемых.

5. МСО должно быть направлено на развитие как образного, так и логического мышления.

К технико-технологическим относятся следующие требования:

• Функционирования МСО в средах Интернет-навигации, MS Windows 98, Me, 2000 и выше,

• Функционирования в локальном (на компакт-дисках и других внешних носителях информации) и в сетевом режиме,

• Максимального использования современных средств мультимедиа и телекоммуникационных технологий,

• Надежности и устойчивой работоспособности,

• Гетерогенности (устойчивой работы на различных компьютерных и других аналогичных им средствах, предусмотренных спецификацией МСО),

• Наличия защиты от несанкционированных действий пользователей,

• Тестируемости,

• Простоты, надежности и полноты инсталляции и деинсталляции.

Эргономические требования к МСО строятся с учетом возрастных особенностей обучаемых, обеспечивают повышение уровня мотивации к обучению, устанавливают требования к изображению информации и режимам работы МСО.

1. обеспечения гуманного отношения к обучаемому,

2. организации в МСО дружественного интерфейса,

3. обеспечения возможности использования обучаемыми необходимых подсказок и методических указаний,

4. свободной последовательности и темпа работы, что позволит избежать отрицательного воздействия на его психику, создаст благожелательную атмосферу на занятиях.

Соответствие МСО возрастным особенностям учащихся и санитарным нормам работы с вычислительной техникой являются одним из основных условий эффективности МСО. Несоответствие этим требованиям приведет или к не восприятию части информации учащимися (в случае с требованиями возрастных особенностей), или к ухудшению здоровья

Эстетические требования тесно связаны с эргономическими требованиями и устанавливают соответствие эстетического оформления функциональному назначению МСО, упорядоченность и выразительность графических и изобразительных элементов учебной среды, соответствие цветового колорита назначению МСО.

Применение мультимедиа-технологий выводит учебный процесс на новый качественный уровень, позволяя изучать объект или явление в различных условиях, формировать красочный, объемный образ, развивать логическое мышление и активизировав тем самым креативный подход к обучению. Для того чтобы это было возможно необходимо, чтобы мультимедийные средства обучения проходили экспертную оценку психолого-педагогического и программно - технического качества продукта.

Литература

Григорьев С.Г. Гришкун В.В. Мультимедиа в образовании //http://www.ido.edu.ru/open/multimedia/ Смолянинова О.Г. Мультимедиа в образовании (теоретические основы и методика использования) Красноярск, КрГУ, 2003

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Н.Н. Свиридова, Е.Н. Кордюкова

ИНТЕРАКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Современные системы открытого образования стали частью университетского образования. Использование Интернет-технологий позволяет обеспечить гибкость и комфортность обучения, лучшее восприятие учебного материала за счет использования новых информационных технологий. Открытое образование обеспечивает возможность индивидуального обучения. Для обеспечения всех потенциальных возможностей системы открытого образования необходимо развитие методик интерактивного общения преподавателя и студента, которые предполагают единство сред (методической, организационной, информационной, программной, технической), систематизацию инфоресурсов, создание больших распределенных баз знаний, а также построение стандартов (норм), облегчающих поиск, обмен и распространение обучающих приложений с возможностью интерактивного общения.

Возможности интерактивного общения позволяют добиться большей эффективности и рентабельности открытого образования.

Для обеспечения интерактивного взаимодействия между преподавателем и студентом могут быть использованы различные технологии.

Возможности HTML (Hyper Text Markup Language - языка разметки гипертекста) ограничены созданием документов, содержащих статические тексты, таблицы и изображения. Это толкает программистов создавать новые возможности для формирования Web - страниц. Появляются интерактивные Web- страницы, дающие эффект реальности общения, но для этого необходимо всё более совершенное программное обеспечение. Для разработки Web - сайтов, на которых ведется диалог с клиентом используются средства, расширяющие возможности HTML. Используя скриптовые программы, можно достичь различных эффектов, ограниченных лишь возможностями скриптового языка и программ-навигаторов. Наиболее часто скриптовые языки используются для следующих решений:

• отображения диалоговых панелей и сообщений в статусной строке браузера;

• динамического создания содержимого страницы во время её загрузки или уже после того, как она полностью загружена;

• изменения содержимого страницы, и отклика на события;

• проверки вводимой пользователем информации и управления отсылкой содержимого форм;

• навигации по другим страницам;

• управления встроенными в Web – страницу объектами.

При выборе программного обеспечения для создания сайтов, ориентированных на использование в открытом образовании, разработчик сталкивается с дилеммой. Можно все действия переложить на сервер, что приводит к уменьшению скорости передачи WWW- документа, но делает его независимым от клиентской стороны, а можно часть программного кода передать на выполнение клиентской стороне, что делает страницу зависимой от программы просмотра клиента.

В связи с ограниченностью ресурсов студента на настоящем этапе необходимо ограничиваться вторым вариантом с целью обеспечения возможности доступа большего число посетителей независимо от клиентской части.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Н.Н. Свиридова, С.В. Толоконникова, А.А. Трещев

СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ИНТЕРАКТИВНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Информационно-педагогические технологии и высшее образование находятся сегодня на новом этапе развития дистанционного образования как системы распространения современных научных знаний. Необходимо отметить ряд трудностей, существующих сегодня и оказывающих значительное влияние на процесс разработки и использования дистанционного обучения. В основном это относится к технической реализации дистанционных курсов. В частности, в реализации дистанционного обучения делается акцент на высокоразвитые сетевые инфраструктуры. В России, к сожалению, телекоммуникации развиты неоднородно, есть зоны с плохой связью. Кроме того, закрытая программная архитектура курсов, а соответственно, и закрытая их модернизация даже для самих авторов обуславливают высокую степень затрат на разработку и адаптацию дистанционных курсов.

Учитывая эти обстоятельства, было разработано новое инструментальное средство для создания тестов.

В новых стандартах все больше времени выделяется на самостоятельную работу студентов. Дистанционное обучение начинает приобретать все большую популярность. Оно становится сильным соперником стандартным средствам обучения, а также позволяет дифференцированно проводить занятия со студентами как очной, так и заочной формы обучения. Интерактивное обучение предоставляет массу различных возможностей: общение с преподавателями и соучениками через чаты, форумы или электронную почту; участие в видеоконференциях, оценка уровня знаний как с участием преподавателя, так и без.

Оценить эффективность этих методов трудно, в них есть как плюсы, так и минусы.

Однако массовое внедрение дистанционного обучения сталкивается с целым рядом трудностей. Одной из которых является нехватка недорогих программных оболочек, призванных реализовать простую и удобную систему дистанционного обучения.

Данный программный продукт может использоваться как часть системы дистанционного обучения и как самостоятельная система, призван упростить процесс оценки уровня знаний учащихся по различным дисциплинам, как на очном, так и на заочном отделениях.

Данный программный продукт может использоваться как часть системы дистанционного обучения и как самостоятельная система, призван упростить процесс оценки уровня знаний учащихся по различным дисциплинам, как на очном, так и на заочном отделениях.

Программа предназначена для оценки знаний тестируемых, путем проведения тестов с помощью компьютера подключенному к серверу через сеть передачи данных. Она может применять в учебных заведениях различного класса: школа, ПТУ, техникум, институт.

Программа состоит из двух частей: серверная и клиентская. Серверная часть включает в себя Windows Server 2000 и SQL Server 2000 с базой данных. В базе хранится информация обо всех пользователях, название отделений, факультетов, специальностей, дисциплин, а также тесты и результаты проведенных тестов.

Клиентская часть состоит из двух файлов: запускаемый файл и файл настроек.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Н.Н. Свиридова, С.В. Толоконникова

РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ

Для обеспечения хода обучения по изучению специализированных образовательных систем, например динамических производственных условий предприятия с различными типами производства, наиболее эффективной является периодическая подетальная система планирования с номерным планированием и учетом выпуска изделий и их конструктивных элементов.

Поставленная задача интерактивного обучения может быть реализована только комбинацией действий

В процессе обучения возникает две задачи: обеспечение учебного процесса и оптимизация. Первая из них формулируется следующим образом. Дано множество предоставляемых системой открытого образования услуг и задача, которая должна быть решена. Необходимо определить, может ли задача быть решена доступными в настоящее время средствами. При положительном ответе система должна перейти ко второму этапу – определению оптимальной структуры для решения задачи.

Состав и структура, степень агрегирования планово-учетных показателей и календарно-плановых нормативов обеспечивают вариантность расчетов, а, следовательно, подготовку нескольких вариантов решений. По критерию оптимальности выполнения заводского плана при максимально возможном обеспечении заделов для нормального хода производства эвристический алгоритм решения задачи следующий:

1. определить рассогласование планового объема работ с пропускной способностью цеха ∆_j;

2. в диалоговом режиме определить лексикографические приоритеты изделий, подлежащих корректировке;

3) на основе внутрицеховых и межцеховых резервов ( R_тцi R_тпоi) согласно приоритетам в интерактивном режиме установить новые сроки изготовления и выпуска объектов производства (С′_з,вi,С″_з,вi ): С′_з,вi = С_з,вi ±R_тцi; С″_з,вi=С′_з,вi ± R_опi;

4. Рассчитать новое значение ∆j. Признаком окончания расчетов является ∆j = 0. Если ∆j ≠ 0, подготовить информацию для принятия решения на заводском уровне управления.

Оперативность подготовки оптимальных решений для управления основным производством достигается за счет модульности формирования нормативов, что позволяет пересчитать показатели и получить их новые значения, определить причинно-следственные связи в пространственно-временном аспекте, а, следовательно, прогнозировать последствия принимаемого решения. Из совокупности вариантов можно выбрать оптимальный согласно заданной целевой функции, в качестве которой рассматривается минимальное время на ликвидацию рассогласования в системе и минимальная стоимость необходимых ресурсов.

Таким образом, для выборки оптимального управленческого решения необходимо, пользуясь единой нормативной базой, вступить в активный диалог с ЭВМ. На основе специально разработанных сценариев выбора варианта нормативов в диалоговом режиме формируются плановые задания, ликвидируются возникающие отклонения, что снижает непроизводительные потери при использовании ресурсов, повышает эффективность производства и управления.