3500-1 (Проблемы информатизации наукоемких технологий обучения)

Проблемы информатизации наукоемких технологий обучения

Ю.М. Вишняков С.И. Родзин

Общие проблемы информатизации образования

В XXI веке высшее образование превратится в источник стратегических ресурсов, определяющих людские и технологические ресурсы общества. Россия переживает период значительных перемен, период изменения общественного сознания. Смещаются понятия, возрастает острота социальных, культурных, экономических проблем. Серьезные изменения происходят в организации и процессе образования, как одного из важнейших аспектов развития и использования людских ресурсов [1]. Поэтому университеты, стремящиеся занимать достойное место в российском обществе, не могут отказываться от принятия определенной стратегии развития высшего образования.

В значимости можно выделить следующие ключевые проблемы региональных университетов :

- смена генотипа высшего образования, переход от централизованной системы с плановым управлением, интегрированной с отраслями производства, к многопрофильному и многофункциональному университету. Особенно нужны такие университеты в настоящее время, когда требуется создать условия для подъема науки, культуры и промышленности регионов, добиться расширения прав и возможностей областей краев, полностью реализовать принципы университетской автономии;

- сохранность возможностей университетов как гарантов научно-технического и информационного потенциала региона, являющегося равноправным партнером внутри российского и международного интеллектуального сообщества;

- модернизации высшего образования, достижение мирового уровня в определенных звеньях обучения и науки.

Обеспечивая воспроизводство научного знания и культуры человека, университет имеет отчетливо выраженные собственные цели, обеспечивающие солидарность и жизнедеятельность академического сообщества, его способность одухотворять новые поколения, поднимая на более высокую ступень их общую, научную и профессиональную культуру. Следует констатировать, что иногда оценки потенциала университетов России отличаются некоторой тенденциозностью. Не соответствуют действительности декларации о мировом приоритете отечественной системы высшего образования. Столь же надуман и исторический гиперкритицизм, основанный на серьезном отставании российских университетов от мирового уровня. Несостоятельны и такие, более сбалансированные оценки, которые утверждают, что высокий потенциал университетов России сочетается с отсталой материально-технической базой. России не просто экономисты, юристы или инженеры, а компетентные профессионалы и личности, способные принимать самостоятельные решения. Такие качества позволяет приобрести лишь хорошо отлаженный, эффективно функционирующий и открытый для новаций механизм университетского образования, причем не просто за счет наращивания "мускулов" технических средств, а за счет применения наукоемких технологий обучения (НТО), предоставляемых в распоряжение преподавателя и студента с помощью современных программно-аппаратных компьютерных средств[2].

Отвечающей задачам и требованиям времени может быть признана такая НТО, в основу которой положены:

- структуризация знаний, отобранных из сформированного объема содержания образования;

-когнитивная грамотность, определяющая умение владеть методами и приемами использования знаний;

- индивидуально-личностные качества, отражающие ориентацию личности на создание общественно-полезного продукта, на совершенствование, самовоспитания на основе духовности и нравственности, на познание и следование принципам валеологии - основам здорового образа жизни.

Общеизвестны сегодняшние трудности внедрения информационных технологий в университетах России:

- неподготовленность значительной части преподавательского состава к освоению информационных технологий и введению их в практику преподавания;

- уход части лучших преподавателей из университетов в коммерческие структуры;

-инерционность в преподавании ряда традиционных общеобразовательных учебных курсов, имеющих многолетние традиции, методики и преемственность;

- финансовые проблемы, связанные с тем, что "малая" информатизация оказывается неэффективной, а "большая" - чрезмерно дорогой и не дающей сиюминутной отдачи.

В этой связи актуальной видится такая информатизация НТО, используемых в учебно-познавательном процессе, которые осуществляли бы поддержку процессов отбора и структуризации знаний, создавали нарастающий во времени и адекватный интеллектуальному развитию тренинг по формированию и возвышению индивидуальной системы знаний.

Состояние и прогнозирование тенденций информатизации в университете и на факультете

В ТРТУ наблюдается устойчивая тенденция ускорения информатизации процесса обучения в условиях многоуровневой подготовки специалистов на основе рейтинговой системы обучения РИТМ. Характерной особенностью работы по информатизации в университете является переход от фрагментарной к широкомасштабной информатизации, основанной на создании информационных ресурсов (базы данных, базы знаний, электронные библиотеки и т.д.), развитии телекоммуникаций, создании программного обеспечения сетевых информационных технологий, разработке концептуальных и методологических основ информатизации научных исследований. Помимо информационных технологий, являющихся основными элементами собственно учебного процесса, в университете больше внимания стали уделять внедрению и сопровождению, так называемых, обслуживающих технологий (электронный учебник, мультимедиа, экспертные системы, издательские системы, видео реклама).

Однако следует констатировать тот факт, что принятые сегодня в университете технологии обучения не удовлетворяют требованиям времени и не отвечает современному уровню в области новых информационных технологий. Более того, расширение номенклатуры специальностей, насыщение учебного плана лабораторными занятиями, борьба кафедр за нагрузку, а не за студента, смешение стандартов образовательных программ различного уровня уже вступили в противоречие с качеством обучения, привели к увеличению средней нагрузки на преподавателя. Резервы экстенсивных путей решения учебных проблем исчерпаны. Решение о введении планирования нагрузки кафедрам от контингента студентов предоставляет кафедрам большую самостоятельность в составлении учебных планов и выборе форм обучения, позволяет говорить об индивидуализации обучения и переходе на новые образовательные технологии на базе компьютеризации. Кафедра превращается, как это и определено Законом об образовании и Уставом университета, в основное звено учебной, научной и хозяйственной деятельности. Параметрами качества этой деятельности являются новый набор, конкурс, заработанные внебюджетные средства и реальное сложившееся мнение внутри и вне университета, как о выпускниках соответствующих специальностей, так и самих этих выпускников о выпускающей кафедре.

Попробуем на примере факультета (ФАВТ) как одного из структурных подразделений университета, в основном занятого подготовкой специалистов по направлению 552800 (Информатика и вычислительная техника), проанализировать состояние, перспективы развития и принципы информатизации НТО на основе системы РИТМ при многоуровневом образовании.

На ФАВТ завершена работа по лицензированию и формированию многоуровневой системы подготовки бакалавр - дипломированный специалист - магистр. На базе рейтинговой системы РИТМ удалось расширить долю индивидуального и самостоятельного обучения студентов. Это значит, что многие виды учебной деятельности теперь переложены на информационные технологии (банки индивидуальных творческих заданий, курсовых и лабораторных работ, электронные конспекты и учебники, компьютерные модели по предметным областям, сетевые технологии доступа к информации, методическое обеспечение, ориентированное на самостоятельное и индивидуальное обучение). Кафедры факультета постепенно расширяют спектр образовательных услуг от краткосрочных курсов переподготовки в области информационных технологий до параллельного (дополнительного) высшего образования. Как и раньше главной задачей является реализация государственных образовательных стандартов, согласование учебных планов, подготовка комплекса организационных мероприятий для осуществления учебного процесса. Кафедры ФАВТ нацелены на подготовку учебно-методического обеспечения под заказ творческими коллективами с достойной оплатой результатов труда. Заказы на учебно-методическую работу авторским коллективам выдаются на конкурсной основе.

Для приведения содержания учебных дисциплин в соответствие с мировым уровнем информационных технологий и оперативного внесения появившихся новаций в этой области в учебный процесс на ФАВТ создана международная учебно-научная лаборатория. В лаборатории организован фонд передового программного обеспечения и предполагается апробация НТО с последующим внедрением в учебный процесс.

Повышение качества учебного процесса невозможно без решения трех взаимосвязанных задач:

- проведение НИОКР собственно в сфере информатизации НТО;

- развитие НТО для целей их внедрения во всех дисциплинах знаний;

- коммерческая реализация инновационных информационных технологий путем информатизации окружающего университета региона (общества) с целью получения средств для развития факультета, его кафедр и учебно-исследовательских лабораторий.

Эти задачи сформулированы с учетом требований перехода к экономике нового типа и обострением ситуации на рынке труда, который неизбежно поставит специалистов в конкурентные отношения.

Отказ от всеобщей занятости потребовал обоснования планов выпуска специалистов, изменения содержания и методов преподавания, иного взаимодействия с заказчиками. В этих условиях факультет должен быть конкурентоспособен, но для этого его необходимо превратить в региональный центр образования и науки в области новых информационных технологий и их прикладных применений. При этом как квалификация выпускаемых инженерных кадров, так и учебно-научная деятельность должны соответствовать современному мировому уровню в области аппаратного и программного обеспечения. На сегодня магистральный путь в мировой практике в области новых информационных технологий состоит в создании единых информационных пространств на основе глобальных и локальных сетей, связывающих информационные, автоматизированные и управляющие систем учреждений и предприятий. Основой для этого является ИНТЕРНЕТ/ИНТРАНЕТ технологии.

Кроме укрепления кафедр техникой необходимо поддерживать обще факультетский полигон современных средств вычислительной техники, где обеспечивается разработка и совершенствование учебных технологий и осуществляется ведение фонда программного обеспечения; а также создать свой издательский участок на базе современных средств множительной и копировальной техники (ризограф, мини типография и пр.).

Основной целью цикла компьютерных дисциплин следует считать формирование у каждого студента опыта и квалификации в использовании арсенала технических и программных средств для решения задач в выбранной отрасли знаний. Концепция информатизации НТО, принятая на ФАВТ, предполагает, что в ходе обучения студент должен:

- выработать навыки и приемы использования инструментальных средств для разработки, отладки и тестирования программ для проблемных задач выбранного профиля;

- научиться использовать интегрированные математические и графические пакеты для выполнения индивидуальных заданий и курсовых работ;

- научиться использовать СУБД для создания проблемных банков данных, их модификации и использования;

- научиться разрабатывать драйверы для нестандартных внешних устройств;

- овладеть технологией использования настольных издательских систем для оформления рефератов, докладов, статей;

- овладеть технологией использования сетевых аппаратных, программных и информационных ресурсов.

Более подготовленные студенты имеют возможность в рамках индивидуальных заданий получить навыки создания экспертных диагностических систем и систем искусственного интеллекта, реализации задач анализа и распознавания аудио- и видеосигналов с использованием средств мультимедиа.

Факультет ставит следующие цели развития сетевых технологий:

- повышение эффективности учебного процесса, научных исследований, методической и организационной деятельности, а также документооборота на основе использования сетевых технологий;

- совершенствование сетевых структур кафедр и образование общей локальной вычислительной сети (ЛВС) ФАВТ;

- обеспечение значительного повышения эффективности использования вычислительных ресурсов факультета в ЛВС ФАВТ;

- оптимальное использование возможностей корпоративной сети ТРТУ;

- подключение к мировому сообществу через Internet и оптимальное использование новых возможностей во всех видах деятельности факультета;

- целенаправленное и согласованное развитие сетевого аппаратного и программного обеспечения кафедр факультета на основе единой технической стратегии.

Пути практического решения проблем информатизации НТО

Следует подчеркнуть, что подобного рода методология планирования и прогнозирования может служить основой для мониторинга всего учебного процесса с использованием НТО. В частности, как и любая педагогическая система НТО включает в себя цель обучения, содержание обучения и способы достижения цели. В условиях рыночной экономики факультету нужно определиться,–для кого готовить специалистов и чему их учить.

В качестве возможных направлений факультет использует следующие пути практического решения этой проблемы:

При формировании цели обучения применяется экспертный метод, когда на основе государственных стандартов и мнения наиболее квалифицированных преподавателей вырабатывается учебный план специальности с учетом существующих и прогнозируемых тенденций развития данной специальности. Таким методом, например, на практике был произведен отбор учебных материалов по курсу "Основы информатики", значительно усилен блок дисциплин, связанных с компьютерной графикой.