Автореферат (972022), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Теория проблемного обучения представлена в трудах Ю. К. Бабанского,Т. В. Кудрявцева, И. Я. Лернера, М. И. Махмутова, Дж. Брунера и др. Цельпроблемного обучения - усвоение не только результатов научного познания, но исамого пути, процесса получения этих результатов (овладение способамипознания). Это отвечает задачам нашей дисциплины: современность подавляющегобольшинства вопросов, рассматриваемых в рамках основ криптографии, требуетособое внимание уделять не решённым задачам, а открытым практическимпроблемам и теориям, которые разрабатываются для их решения.Для высшей школы наиболее актуальны три основные формы проблемногообучения: проблемное изложение учебного материала в монологическом режимелекции либо диалогическом режиме семинара и частично-поисковая деятельностьпри выполнении эксперимента на лабораторных работах. Под лабораторнымиработами понимают один из видов самостоятельной практической работы,проводимой учащимися с целью углубления и закрепления теоретических знаний,развития навыков самостоятельного экспериментирования (Б.
М. Бим-Бад).Для нашего исследования принципиально важно, что лабораторные работы врамках интегрированных математических курсов могут выполнять и функциипрофессионально ориентированной самостоятельной поисковой деятельности(ПО СПД) студентов, направленной на переработку профессионально значимойинформации, проектируемой и реализуемой в профессионально заданныхситуациях (А. Н. Рыблова). Поэтому при изучении дисциплины МСЗИ мы говорим16об использовании лабораторно-исследовательских работ (ЛИР), совмещающихвозможности лабораторных работ и ПО СПД.Именно, под лабораторно-исследовательской работой в рамках изучениядисциплины МСЗИ мы понимаем организуемую педагогом самостоятельнуюдеятельность студентов, направленную на реализацию, анализ и поископтимизации алгоритмов, выбор и применение приёмов научных методов познанияпри решении профессионально значимых задач.Цели и задачи ЛИР полностью соответствуют разработанным ТППК, ПППКи ОПППК соответствующего модуля и дисциплины в целом.Содержательное обеспечение ЛИР представлено программой дисциплины,учебными пособиями и электронным курсом.В рамках изучения дисциплины МСЗИ нами разработаны 15 ЛИР.
Их список(с указанием соответствующего модуля дисциплины) представлен в таблице 3.Таблица 3ЛИР для дисциплины МСЗИМодульЛабораторные работыМ1М2М3М4Из истории криптографииНекоторые простые криптосистемыШифрующие матрицыНовые направления. Cистема RSAМ5Временные оценки сложностиарифметических операцийМ6Простые и псевдопростые числаМ7Факторизация натуральных чисел1) Старинные шифры и олимпиадные задачи2) Простейшие криптосистемы3) Матричное шифрование4) Система RSA и её модификации5) Дискретный логарифм6) Оценка сложности простейших алгоритмов7) Алгоритм Евклида, модификации, оптимизация8) Решение неопределённых линейных уравнений9) Простые числа. Числа специального вида10) Тесты на простоту11) Классические методы факторизации12) Современные методы факторизации13) Построение конечного поля14) Построение псевдослучайнойпоследовательности15) Расчёт контрольных цифр штрихкодов икредитных картМ8Псевдослучайныепоследовательности и ихприменение в криптографииЭкономические приложенияМЭкриптографииКак показывают теоретические исследования и опыт практической работы,ПО СПД студентов по переработке информации является разноуровневой, взависимости от уровня знаний, умений и навыков обучающихся, а также уровня ихсамоорганизации и саморегуляции.
Как правило (А. Н. Рыблова), выделяют триуровня ПО СПД: репродуктивно-поисковый (РП), поисково-исследовательский(ПИ) и исследовательско-проектировочный (ИП). Учитывая неоднородностьконтингента студентов, мы выделяем четыре уровня заданий для ЛИР:репродуктивный (Р), репродуктивно-поисковый (РП), поисково-исследовательский(ПИ) и исследовательско-проектировочный (ИП) (таблица 4).17Таблица 4Уровни заданий для ЛИР дисциплины МСЗИУровеньОбознач.репродуктивныйРрепродуктивнопоисковыйРПпоисковоисследовательскийПИисследовательскопроектировочныйИПТребования к уровню освоения материала,этапы решения задачиНа теоретическом уровнеНа прикладном уровнеНепосредственноеРеализация алгоритма решениявоспроизведениезадачи по имеющемуся образцуготовых формул и свойствЗнание теории на уровне Решение задач по образцу,определений и формулировок затруднённоетребованиемосновныхтеорем,поиск выбораалгоритма(способаследствий из нихвычислений), в зависимости отусловий задачи (выполнениянекоторых критериев)Знание теории на уровне Построение алгоритма решениявозможностивыводаи задачи,основанноенаформулировкикритериев применениисовокупностивыполнения заданных условий известных теоретических фактовГлубокое понимание теории Построениеоптимальногопроцесса,умение алгоритмарешениязадачи,самостоятельнооснованное на предварительномформулировать теоретические исследованииразличныхфакты и доказывать их методов (алгоритмов), избегаясостоятельностьформального перебораПолагаем, что достигаемый студентом в ходе решения задач ЛИР уровень ПОСПД существенно зависит от всех составляющих: и целевых, и содержательных, иорганизационных, и технологических.
Реализация такого подхода представлена нарисунках 2 и 3 на примере ЛИР № 12 «Современные методы факторизации».Цели (Ц)Технологическоеобеспечение(ТО)Задачи (З)Содержательноеобеспечение(СО)Организационные условия(ОУ)ЛИРУровнисамостоятельнойРепродуктивнопоисковый(РП)заданийРПдеятельностиИсследовательскопроектировочный(ИП)Поисковоисследовательский(ПИ)УровниРпоисковойЛИРПИИПРис. 2. Формирование уровней заданий ЛИР для дисциплины МСЗИ18(Ц) Исследовать изученные алгоритмы с точки зрения их результативности иэффективности в зависимости от вида числа.(ТО)Компьютеры(С++ и др.)(З) Написать программу, реализующую алгоритмы разложения чиселна множители (C++, Java).Выполнить разложения чисел, используя созданные программы.Выбрать оптимальный алгоритм для указанных чисел.(СО) Пособия,сборник задач,электронныйкурс(ОУ) МалыегруппыЛИР №12УровнисамостоятельнойпоисковойНаписать программу,реализующую данныеалгоритмыПроанализироватьвременные затраты наработу алгоритмов(РП)(ПИ)Написатьалгоритм, понему программу(Р)УровниНаписатьпрограмму,оценитьзатраты(РП)заданийдеятельностиРазработать рекомендациипо выбору алгоритма взависимости отпредлагаемых данных(ИП)Сравнитьвременныезатраты(ПИ)ЛИРРазработатьрекомендации(ИП)Рис.
3. Задания различного уровня ЛИР № 12 «Современные методы факторизации»Эффективность представленной выше системы целей зависит от согласованопостроенной системы обратной связи, роль которой выполняет диагностика уровнясформированности внутренних ППК МСЗИ в совокупности с оценкой внешних ивспомогательных компетенций обучающихся. В силу специфики дисциплины,основную нагрузку по формированию оценки уровня сформированности ППКМСЗИ несёт контроль качества выполнения ЛИР в рамках изучения каждогомодуля дисциплины. Примеры заданий ЛИР различного уровня на основе однойзадачи представлены в таблице 5.Таблица 5Задания различного уровня на основе одной задачиЗаданиеЗаписать алгоритм вычисления контрольной цифры штрихкода.Определить способ поиска недостающей цифры штрихкода по конторольнойцифре.Написать программу в EXCEL по вычислению контрольной цифры штрихкода.Найти контрольную цифру и определить подлинность штрихкода.Найти стертую цифру штрихкода по контрольной цифре.Составить обучающий алгоритм для школьников по реализации решения задачипоиска контрольной цифры.Разработать пошаговые рекомендации для школьников поиска стертой цифры вштрихкоде.19Тип УровеньТРТПИПППОПРПРППИПИОПИПОценку уровня сформированности ТППК, ПППК и ОПППК каждого модуляполучаем на основании отчётов о выполнении соответствующих ЛИР.
Показателисформированности ППК модулей дисциплины МСЗИ даны в таблице 6.Таблица 6Показатели сформированности ППК модулей дисциплины МСЗИТип ППКТеоретический(ТППК)Прикладной(ПППК)Общепрофессиональный(ОППК)УровеньсформированностиКритическийДопустимыйБазовыйОптимальныйВысокийНизкийДопустимыйАлгоритмическийЭвристическийТворческийНизкийБазовыйОптимальныйУровеньрешённыхзадач–РРППИИП–РРППИИПРРП,ПИПИ, ИПБалл0123401234012Оценканеудовлетворительноудовлетворительнохорошохорошо/отличноотличнонеудовлетворительноудовлетворительнохорошохорошо/отличноотличнонеудовлетворительноудовлетворительно/хорошохорошо/отличноУчитывая оценки, полученные за каждый модуль, индивидуальныерейтинговые коэффициенты, баллы за самостоятельные работы, теоретическиеопросы и онлайн тесты, мы формируем оценку уровня сформированностивнутренних ППК МСЗИ. Влияние на общую оценку оказывает и сдача зачета, ианализ вспомогательных ППК, полученных в рамках изучения вариативныхмодулей, дисциплин по выбору сопутствующей тематики, выполнения КР иподготовки ВКР.В последнем пункте главы представлены учебно-методические материалы,включающие в себя программу дисциплины МСЗИ, учебные пособия исоответствующий электронный курс, разработанные на основе выделенныхфункций и уточнённых требований к построению современных средств обучения.В программе дисциплины представлено тематическое планирование,приведены примеры заданий для различного вида работы, в том числе для ЛИР,темы КР и ВКР.
Сборник задач по дисциплине имеет как печатный, так иэлектронный виды в университетской библиотеке. Он предназначен дляиспользования на семинарских занятиях и ЛИР. Учебное пособие авторов Е. И.Деза, Л. В. Котова «Теоретико-числовые основы защиты информации» содержиттеоретический материал и задачи различного уровня сложности из областикриптографии и прикладных вопросов теории чисел. Пособие полностьюсоответствует модульной структуре дисциплины и обеспечивает теоретическимматериалом все тематические модули и ЛИР. Учебное пособие тех же авторов«Сборник задач по теории чисел» содержит все необходимые теоретические фактыиз теории чисел, обеспечивая модуль М0 и поддерживая теоретико-числовую базудисциплины.
Электронный курс по основам криптографии, разработанный нами в20ТипЗаданиеУровеньКомментарийТеоретические(на примере ЛИР№ 2, модуль М2)системе Moodle, служит дополнением к имеющимся пособиям. Он позволяетсовмещать учебные, развивающие и контролирующие функции обучения,предоставляет условия для удалённого выполнения ЛИР, упрощая системуобратной связи и контроля.В главе 3 «Практическая реализация дидактической модели профессиональнонаправленной математической подготовки будущих учителей информатики приобучении методам и средствам защиты информации» представлена опытноэкспериментальная работа по практической реализации дидактической моделипрофессионально направленной математической подготовки учителя информатикипри обучении методам и средствам защиты информации в условиях профильнойвариативности ОП.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
