Автореферат (972022), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Обучение методам и средствам защиты информации в условияхпрофильной вариативности образовательных программ способствует решениюактуальной задачи профессионально направленного обучения математике будущихучителей информатики, если оно реализуется в рамках дидактической моделипрофессиональнонаправленнойматематическойподготовкиучителейинформатики при обучении методам и средствам защиты информации, в основуразработки которой положены требования усиления фундаментализации иинтегративности процесса обучения на основе принципов практическойзначимости, профессиональной направленности, единства гуманитарного иестественнонаучного знания, а при формулировке целей, отборе содержания ивыборе форм организации образовательного процесса использованы основныеположения компетентностного, модульного и проблемного подходов.2.
Уровневаясистемацелейпрофессиональнонаправленнойматематической подготовки учителей информатики при обучении методам исредствам защиты информации в терминах предметно-профессиональных10компетенций (теоретических, прикладных и общепрофессиональных) позволяетпоэтапно прогнозировать оптимальный уровень профессиональной компетентностибудущего учителя информатики, служит теоретической основой формированиясодержания обучения.3.
Модульное содержание дисциплины «Методы и средства защитыинформации» позволяет варьировать обучение элементам теории защитыинформации, учитывая дополнительные профили и уровень математическойподготовки студентов, создавать модульные траектории обучения будущихучителей информатики основам криптографии.4. Использование при обучении основам криптографии лабораторноисследовательских работ, включающих в себя задания, демонстрирующиевозможности применения современных прикладных задач в образовательнойдеятельности учителя информатики, позволяет реализовать профессиональнуюнаправленностьматематическойподготовкистудентов,способствуетформированию у них навыков исследовательской работы, готовности кнепрерывному самообразованию, личностно-профессиональному росту.5.
Разработанный комплекс учебных пособий обеспечивает обучениеосновам защиты информации в условиях профильной вариативностиобразовательных программ, поддерживает модульную структуру содержаниядисциплины «Методы и средства защиты информации», обеспечиваетметодическое сопровождение системы лабораторно-исследовательских работ,служит содержательной базой для индивидуальной учебно-исследовательскойработы студентов и профессиональной деятельности учителя информатики(организация курсов по выбору, олимпиад, проектной деятельности учащихся идр.). Электронный курс «Основы криптографии», разработанный на платформеMoodle, служит дополнением к уже представленным пособиям, предоставляетусловия для дистанционного изучения дисциплин, позволяет совмещать учебные,развивающие и контрольные составляющие обучения, упрощая систему обратнойсвязи и контроля.Апробация результатов исследования.
Основные положения исследованиядокладывались и обсуждались на конференциях и научных семинарах: 29-мВсероссийском научном семинаре преподавателей математики университетов ипедвузов «Профессионально педагогическая направленность математическойподготовки учителя математики в педвузах в современных условиях» (Москва,МГПУ, 2010); Всероссийской конференции «Информационные технологии вобразовании XXI века» (Москва, МИФИ, 2011); II и III Международных научныхконференциях «Актуальные проблемы обучения математике и информатике вшколе и вузе» (Москва, МПГУ, 2014, 2016); Международной научно-практическойконференции «Наука нового времени: сохраняя прошлое – создаем будущее»(Санкт-Петербург, 2017); 11-ой Международной научно-практической конференции«Новые информационные технологии в образовании и науке НИТО-2018»(Екатеринбург, 2018); Международной научно-практической конференции«Форсайт образования: ценности, модели и технологии дидактическойкоммуникации XXI века» (Калуга, 2018); Международной научно-практической11конференции «Профессионализм педагога: сущность, содержание, перспективыразвития», посвящённой 130-летию со дня рождения А.С.
Макаренко (Москва,МГОУ, 2018). Различные аспекты проблематики неоднократно были предметомдискуссии на научных сессиях по итогам научно-исследовательской работы МПГУ,научно-методических семинарах кафедры теории чисел МПГУ, кафедрыэлементарной математики и методики обучения математике МПГУ.Внедрение результатов исследования проводилось на базе математическогофакультета ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственныйуниверситет», факультета математики, физики и информатики ФГБОУ ВО«Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н.
Толстого», атакже ГБОУ г. Москвы «Школа № 2101 «Филевский образовательный центр» иГБОУ г. Москвы «Школа № 86 имени М.Е. Катукова».По теме диссертационного исследования опубликовано 20 научных, учебныхи методических работ (объём 91,2 п. л), в том числе 5 статей в изданиях,рекомендованных ВАК Министерством образования и науки России (объём 5,26 п.л.).Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, основной части(содержащей три главы), заключения и списка литературы (179 наименований).Общий объём диссертации составляет 185 с. Основной текст – 168 с., в том числе 35рисунков, 38 таблиц; 16 с. составляет список литературы.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальностьвыбранной темы, определены цель и задачи исследования, сформулированыпредмет и объект исследования, раскрыты научная новизна, теоретическая ипрактическая значимость результатов исследования.
Сформулированы основныеположения, выносимые на защиту.В первой главе «Теоретические основы реализации профессиональнойнаправленности математической подготовки учителя информатики при обученииметодам и средствам защиты информации», посвящённой теоретическим основампроводимого исследования, рассмотрена профессиональная направленностьобучения как отражение современных подходов к модернизации высшегопедагогического образования; определены место и роль основ защиты информациив профессиональной подготовке учителей информатики; выделены и теоретическиобоснованыусловияреализациипрофессиональнойнаправленностиматематической подготовки учителей информатики при обучении методам исредствам защиты информации в условиях профильной вариативностиобразовательных программ (ОП). Глава содержит три пункта.В первом пункте главы проанализированы основные нормативныедокументы, регламентирующие условия подготовки учителей на современномэтапе; на основе анализа научно-методической литературы исследовано понятиепрофессиональной направленности обучения, выделены основные элементыструктуры и содержания понятия.12Во втором пункте определено место дисциплины «Методы и средствазащиты информации» (МСЗИ) и дисциплин по выбору, её поддерживающих, всистеме подготовки учителей информатики.
На основе многолетнего опытапреподавания криптографии на математическом факультете МПГУ и анализаучебно-методической литературы по соответствующей тематике выявленыосновные проблемы обучения основам криптографии в контексте обеспеченияпрофессиональной направленности обучения математике будущих учителейинформатики в условиях профильной вариативности ОП.В третьем пункте на основе анализа системного, фундаментального,интегративного, компетентностного, модульного и проблемного подходов корганизации образовательного процесса в контексте обучения основамкриптографии в условиях математических факультетов педагогических вузовтеоретически обоснованы условия реализации профессиональной направленностиобучения математике при подготовке учителей информатики и на их основеуточнено понятие профессиональной направленности математической подготовкиучителя информатики при обучении методам и средствам защиты информации.Под ней мы понимаем направленный процесс, заключающийся в корректировке иуточнении целей предметно-математической подготовки на базе основныхположений компетентностного подхода, модульного построения содержаниядисциплины, позволяющего строить модульные траектории в условиях профильнойвариативности образовательных программ и выборе проблемных форм обучения сучётом фундаментальности и интегративности изучаемой дисциплины на основепринципов практической значимости, профессиональной направленности иединства гуманитарного и естественнонаучного знания, в целях формированияпредметно-профессиональных компетенций, составляющих математическуюготовность в системе профессиональной компетентности будущего педагога.Во второй главе «Дидактическая модель профессионально направленнойматематической подготовки учителя информатики при обучении методам исредствам защиты информации» представлена разработка дидактической моделипрофессиональнонаправленнойматематическойподготовкиучителяинформатики при обучении методам и средствам защиты информации.
Главасодержит четыре пункта.На основе анализа основных положений компетентностного подхода,требований Федеральных госудаственных образовательных стандартов высшегообразования (ФГОС ВО) и опыта практической работы автора построена уровневаясистема целей профессионально направленной математической подготовкиучителей информатики при обучении методам и средствам защиты информации.К двухуровневой системе внешних компетенций мы относим, прежде всего,нормативные требования к результатам освоения основной образовательнойпрограммы (ООП) бакалавриата (внешние нормативные компетенции), которыесформулированы в терминах овладения студентами общекультурными (ОК),общепрофессиональными (ОПК) и профессиональными (ПК) компетенциями.Внешние нормативные компетенции для дисциплины МСЗИ: ОК-3, ОК-6, ОК-7;13ОПК-1, ОПК-4; ПК-1, ПК-2, ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-12 (ФГОС ВО44.01.03 Педагогическое образование (для двух профилей подготовки)).Второй уровень образован требованиями к качеству предварительнойпредметной подготовки студентов, то есть компетенциями, которые должны бытьсформированы к моменту начала изучения дисциплины (внешние входныекомпетенции).
Мы называем эти (и все представленные ниже) компетенциипредметно-профессиональными (ППК), поскольку, характеризуя тот или инойуровень предметной подготовки, они формируют основу целостнойпрофессиональной компетентности педагога. В нашем случае внешними входнымикомпетенциями являются ППК математической подготовки студентовинформатиков, прежде всего, ППК криптографического модуля, в частности, ППКалгебры и теории чисел (рис.
1). Многоуровневость системы целей обеспечиваетсяпоследовательным проецированием внешних целей на проектируемые внутренниецели дисциплины.ОК , ОПК, ПКППКпрограммированияППК математической подготовкиППКдискретнойматематикиППКматематическогоанализаППКтеорииалгоритмовППК криптографического модуляППК д/в1ППК теории чиселППК алгебрыППК дисциплины МСЗИППКд/в 2ППК М1ППК М2ППК М3ППК М4ППК М7ППК М0ППК М5ППК М6ППК М8ППК МЭППККР,ВКРПрофессиональная компетентность учителя информатикиРис.
1. Уровневая система целей профессионально направленной математической подготовкиучителей информатики при обучении методам и средствам защиты информацииПод внутренними мы понимаем ППК, формируемые в рамках изучениябазисной составляющей самой дисциплины. Они естественным образом уточняютсяпри постановке целей освоения того или иного модуля.Вспомогательными называем ППК, которые должны быть сформированы врамках изучения вариативной составляющей дисциплины, параллельного изучениядисциплин по выбору сопутствующей тематики, индивидуальной учебноисследовательской деятельности студентов при написании курсовых (КР) ивыпускных квалификационных работ (ВКР).14Многоуровневая иерархия компетенций представлена на рисунке 1 (светлосерым цветом выделены внешние нормативные компетенции, серым – внешниевходные, белым – внутренние, темно-серым – вспомогательные).Разрабатывая внутренние ППК МСЗИ, мы исходили из того, что целиизучения дисциплины в целом и каждого конкретного модуля, в частности, имеюттеоретические (Т), прикладные (П) и общепрофессиональные (ОП) аспекты.
Для Тцелей (ТППК) характерны требования «ознакомиться, изучить соответствующуютеорию, метод и т. д.»; для Т-целей (ТППК) - «уметь реализовывать алгоритмы,использовать приложения теории к решению задач и т. д.»; для ОП-целей(ОПППК) – требования «уметь определять возможность применения изученного кпоследующей профессиональной деятельности». В таблице 1 представленыразработанные в соответствии с предложенной схемой ППК, формируемые врезультате изучения дисциплины МСЗИ.Таблица 1ППК дисциплины МСЗИТППК-1Т-целиТППК-2ТППК-3ТППК-4ТППК-5ПППК-1П-целиПППК-2ПППК-3ПППК-4ПППК-5ОПППК-1ОП-целиОПППК-2ОПППК-3ОПППК-4ОПППК-5Знает старинные и современные способы шифрования, ихклассификацию и историю возникновенияОсознает исторические аспекты развития криптографии как науки,задачи, стоящие перед современные математикой в контекстекриптографических проблемЗнает основные нормативные документы, определяющие деятельность вобласти защиты информации и их базовые положенияВладеет основными математическими методами и принципамипостроения криптосистем, методами криптоанализаЗнает базовые направления математических разработок, направленных насовершенствование защиты информацииУмеет шифровать и дешифровывать сообщения классическими методамиподстановки и перестановки, цифровыми способамиСпособен реализовывать алгоритмы симметричных и ассиметричныхкриптосистемСпособен оценивать трудоёмкость арифметических операций икриптографических алгоритмовУмеет решать математические задачи криптографического содержанияОсознаёт прикладные аспекты математических и междисциплинарныхразработок в области защиты информацииСпособен использовать изученный материал для демонстрации школьникамсовременных методов защиты информации, в том числе информационнойзащиты работы банковской сферыГотов использовать полученные знания для демонстрации школьникам надоступных их пониманию задачах важность получения новых знаний иразвития новых теорий в математике для технологического прогрессаГотов к разработке урочных и внеурочных занятий по современнымвопросам математики и информатикиГотов организовывать проектную деятельность школьников, связанную свопросами обработки и защиты информацииСпособен помогать школьникам в подготовке к олимпиадам поматематике и криптографии15Во втором пункте главы на основе анализа модульного подхода,проведённого в первой главе, построена модульная структура содержаниядисциплины МСЗИ.Разработанные нами тематические модули: базисные; вариативные;дополнительные (таблица 2), – позволяют организовать профессиональнонаправленное изучение дисциплины МСЗИ, конструируя и реализуя для различныхпрофилей подготовки различные траектории обучения.Для каждого модуля ТППК, ПППК и ОПППК дисциплины детализируются всоответствии с задачами, стоящими перед модулем.Таблица 2Модули дисциплины МСЗИББББВВБВДДМ1М2М3М4М5М6М7М8М0МЭИз истории криптографииНекоторые простые криптосистемыШифрующие матрицыНовые направления, система RSAВременные оценки сложности арифметических операцийПростые и псевдопростые числаФакторизация натуральных чиселПсевдослучайные последовательности и их применение в криптографииМатематические основы шифрованияЭкономические приложения криптографииДалее в работе представлены методы и формы обучения дисциплине МСЗИ.Здесь, прежде всего, используем положения проблемно-развивающего подхода кобучению.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
