Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Сьогодні потрібна випереджаюча

Сьогодні потрібна випереджаюча




Сторінка1/17
Дата конвертації16.03.2017
Розмір3.03 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Сьогодні інформаційні технології (ІТ) стають основою численних технологічних і бізнес-процесів практично в усіх областях діяльності людини. Ці процеси реалізуються за допомогою різноманітного апаратно-програмного забезпечення: серверів, робочих місць, баз даних, прикладних програм, активного мережного устаткування, спеціалізованої апаратури.

Бізнес-структури все частіше використовують інформаційні технології, як основний інструмент конкурентної боротьби. Основними задачами стають планування використання ресурсів, обслуговування компонентів інфраструктури, отримання достовірної оперативної інформації про технічні резерви і потреби компанії, підготовка керівництва до ухвалення оптимальних рішень. Виникає потреба у підготовці не тільки ІТ- спеціалістів для створення та обслуговування інформаційних систем, але і фахівців інших профілів, здатних ефективно використовувати ІТ в своїх галузях.

Одним з конструктивних підходів до розв‘язання цієї проблеми може стати пріоритетний розвиток процесів інформатизації освіти при певному уточненні змісту цих процесів. Необхідна орієнтація системи освіти на пріоритети і потреби інформаційного суспільства і інформаційної економіки, ключову роль в яких виконуватимуть нові інформаційні технології.

Сьогодні потрібна випереджаюча інформатизація системи освіти, яка могла б забезпечити розв‘язання відразу трьох стратегічно важливих задач для майбутнього нашої країни:



  1. Підготовки необхідної кількості кваліфікованих фахівців для створення і розвитку вітчизняної індустрії ІТ- технологій та бізнесу. При цьому необхідно забезпечити підготовку кадрів цілої низки нових спеціальностей (керівників проектів, інформаційних менеджерів, фахівців з аутсорсингу ІТ - технологій і т.п.).

  2. Істотного підвищення якості освіти в інформаційній сфері, а також збільшення її відповідності сучасним і перспективним вимогам інформаційного суспільства.

  3. Активізації процесу формування на Україні нової інформаційної культури суспільства, яка, у свою чергу, сприятиме розвитку в нашій країні попиту на інформаційні технології і послуги.

Крім того, необхідно підкреслити, що розвиток інформаційного сектора нашої економіки також сприятиме і рішенню гострої для сучасної України соціальної проблеми, пов'язаної з формуванням середнього класу нашого суспільства.

Серед вимог до освітнього процесу одним з найважливіших є застосування інформаційно-комунікаційних технологій як універсального інструменту, здатного допомогти в вирішенні найрізноманітніших проблем сучасної людини. На сьогоднішній день кожний ВНЗ достатньо технічно оснащений. Але до сих пір, на жаль, не достатня ефективність використовування комп'ютерної техніки.

Сучасні методи використовування засобів інформаційно-комунікаційних технологій при викладанні математичних дисциплін спрямовані на вдосконалення процесу навчання в межах заданої наукової галузі знань. Разом із загальнодидактичними методами (які також мають місце і зберігають свою специфіку) інформаційно-комунікаційні технології сприяють підвищенню якості навчання за рахунок покращення пізнавального інтересу студентів. Так, пояснювально-ілюстративні методи при використовуванні мультимедійних технологій помітно підвищують пізнавальну активність студентів завдяки збільшенню наочності і емоційної насиченості матеріалу (анімація, звук, відео і ін. мультимедійні ефекти).

Одним з найпопулярніших засобів в цій області є створення мультимедійних презентацій, які міцно увійшли до освітньої сфери і можуть мати різні форми, використання яких залежить від галузі знань, підготовленості авторів, а також від цільової аудиторії. Найефективніше використовувати презентації при проведенні лекції, практичного заняття, лабораторної роботи.

Нинішнє покоління студентів виросло на телепередачах і комп'ютерних іграх, і звикло сприймати зорові образи. Матеріал, що супроводжуєтья яскравими ілюстраціями, викликає більший інтерес і краще засвоюється, ніж його виклад за допомогою крейди і дошки, адже викладач починає говорити на мові, що є зрозумілою кожному студенту.

Вивчення багатьох розділів математики важко уявити без використання засобів наочності і візуалізації базових понять, їх властивостей і взаємозв'язків між ними. Такі засоби наочності призначені для супроводу пояснення навчального матеріалу. Наочність – це зв'язок існуючого у свідомості образу і власне навчального матеріалу, тому некоректне використовування наочності може призвести до негативних наслідків:



  1. Розсіювання уваги студента, яка пов'язана з "розглядуванням" моделі, призводить до того, що його розумова діяльність не концентрується на змісті навчального матеріалу. В цьому значенні надмірна наочність є своєрідним "інформаційним шумом", який може призвести до "блокування" цілеспрямованої розумової діяльності.

  2. Неточно або некоректно підібрані образи, недостатньо міцно пов'язані з навчальним матеріалом, можуть сформувати невірне розуміння студентом його змісту.

На противагу загальноприйнятому розумінню наочності, під візуалізацією розуміється уявлення, структуризація і оформлення навчального матеріалу, що засноване на різних способах пред'явлення інформації (текст – малюнок - формула) і взаємозв'язків між ними. Це сприяє активному сприйняттю навчального математичного матеріалу. При такому способі пред'явлення навчального матеріалу формується цілісний візуальний образ. При візуалізації навчального матеріалу його основна частина може бути зосереджена на малюнку або графіку. Це може бути один кадр, послідовність зображень або складно організована їх серія.

Прикладом програмного засобу, який дозволяє викладачу розробляти власні оригінальні дидактичні матеріали може бути MS PowerPoint.

Технологія створення презентації достатньо проста. Спочатку методист здійснює розробку слайдів і організовує необхідну послідовність їх перегляду, тобто створює презентацію. Викладач формує власне поєднання слайдів, необхідне для проведення конкретних навчальних занять: від викладача не вимагається спеціальних навиків – інструментальні засоби програмного засобу достатньо прості.

При візуалізації навчального математичного тексту на екрані монітора комп'ютера необхідно дотримуватися певних умов.



  • Оформлення інформації на екрані монітора повинне здійснюватися лаконічно і одноманітно. Кількість "керуючих кнопок" повинна бути мінімальною і розташовувати їх слід в строго визначених місцях.

  • При конструюванні певного математичного навчального образу слід, по можливості, використовувати всі три мови представлення математичних знань: текст – малюнок – формула.

  • Екранна сторінка повинна повністю (без перенесень) демонструвати зміст фрагмента теорії, що вивчається, створюючи зоровий акцент на головному, найістотнішому.

Такі презентації можна використовувати як в режимі групового навчання, так і при індивідуальній і самостійній роботі студента.

Навчання може бути ефективним тільки у тому випадку, коли воно супроводжується цілеспрямованим і напруженим мисленням. Тому можна зробити важливий педагогічний висновок: якщо при засвоєнні нового матеріалу не активізувати розумову діяльність студентів, то у них не тільки не виробиться уміння мислити, але і запам'ятовування виявиться неповноцінним, оскільки відсутня його основа - розуміння.

Фундаментальне значення для практики викладання точних наук, має також наступне положення психології: запам'ятовування, здійснене до того, як досягнутий необхідний рівень розуміння, не тільки не корисне, але навіть шкідливе, оскільки воно зазвичай заважає подальшому поглибленню розуміння.

Можливості удосконалення методики роботи викладача немало залежать від його уміння цілеспрямовано управляти розумовою діяльністю студентів, активізуючи її. В якості стимулюючих ланок запам'ятовування навчального матеріалу при використовуванні мультимедійних технологій можуть бути наступні процеси:



  1. використання раніше вивчених визначень, теорем, законів, різних правил, зокрема мнемонічних правил, які якраз і призначені для кращого запам'ятовування тих або інших фактів;

  2. спостереження, подання наочних образів (моделей, графіків, малюнків, діаграм);

  3. будь-яка діяльність з наочними образами;

  4. операція із знаками і символами (введення стрілок і інших позначень, підкреслення записів і т. д.);

  5. будь-які міркування, дії, що поглиблюють розуміння.

При вивченні математичних дисциплін студент повинен навчитися не просто відтворювати знання в незмінному вигляді. Він повинен вміло застосовувати ці знання, швидко, миттєво видозмінюючи свої висновки залежно від умови задачі, що розв‘язується. При цьому студент може не згадувати відповідні визначення і теореми, але діяти в повній відповідності до них.

Приклад. При вивченні нового поняття, студенти виконують вправи «на розпізнавання» (умови задач сформовані у вигляді презентації), наприклад: при розв‘язанні яких інтегралів необхідно інтегрувати по частинах?

Пізніше, при самостійному розв‘язанні, студенти самостійно розпізнають типи інтегралів і на вимогу викладача легко обґрунтовують свої дії.

Застосування стимулюючих ланок під час розв‘язання задач (наприклад, повторний перегляд комп'ютерних презентацій) призводить до формування міцних і стійких узагальнених асоціацій.

Відомо, наскільки важливо викладачу уміло управляти увагою студентів. Нерідко ми зустрічаємося з такими випадками, коли увага студентів на практичному занятті починає слабшати. Зрозуміло, що викладачу необхідно вживати відповідні заходи. Відомо, що увага підвищується, якщо:


  • розумова діяльність супроводжується відповідною моторною діяльністю;

  • об'єкти, якими ми оперуємо, сприймаються зорово, тобто необхідна інформація скомпонована в комп'ютерну презентацію.

Використовування мультимедійних технологій полегшує сприйняття об'єктів – в комп‘ютерні презентації вони розташовані в певній, строго продуманій системі, що вимагає мінімальних зусиль з боку наших органів чуття. Сприйняття об'єктів, розташованих хаотично, здійснюється неохоче і вимагає значних вольових зусиль. Активна розумова діяльність в процесі спостереження призводить до глибшого сприйняття.

Такий підхід до використовування інформаційних технологій для візуалізації навчальних матеріалів математичних дисциплін дозволяє оптимізувати роботу викладача та істотно поліпшити сприйняття навчального матеріалу. Це обумовлено простотою інтерфейсу комп‘ютерної презентації. Презентація може бути налаштованою на автоматичний перегляд з наперед заданим часовим інтервалом.

Обмеженість такого методу навчання полягає в тому, що студент є лише пасивним одержувачем інформації (хоча інформація яскраво і сучасно подана), і його інтереси і мотивація не враховуються. Коли викладач самостійно розробляє мультимедійний дидактичний матеріал, він є основним джерелом інформації, як і в традиційної системи навчання, де його роль зводиться до «трансляції» знань, але не навчання методам пізнання. Наслідком такого способу навчання може стати невміння наших студентів самостійно працювати: шукати, систематизувати, порівнювати і аналізувати, робити висновки, синтезувати.

Вихід з такої ситуації достатньо простий. Необхідно залучати студентів до процесу підготовки наукових повідомлень, рефератів, а особливо творчих завдань, проектів з мультимедійним супроводом. Розробка подібних презентаційних матеріалів розвиває логічне мислення, вчить відділяти головне від другорядного, структурувати інформацію. Тобто викладач в цьому випадку хоч і не є основним джерелом знань, але він активно сприяє процесу навчання шляхом дидактичної обробки навчального матеріалу, вибору методу навчання, організації самого процесу навчання. З лектора викладач перетворюється в т‘ютера, який не просто транслює студенту вхідну навчальну інформацію, а організовує роботу з навчальними матеріалами, взаємодію студентів між собою. Студент активно і самостійно освоює навчальні матеріали, одержуючи при цьому у разі потреби сприяння і підтримку з боку т‘ютера.

Результатом навчального процесу за описаною моделлю є не просто знання в певній предметній області, а уміння самостійно набувати їх. Студент активно веде пошук інформації і матеріалів, зокрема ідей і концепцій, для критичного осмислення, аналізу і інтерпретації підходів до роз‘язання проблем, виробляє новий досвід, органічно заснований на наявному знанні.

У результаті застосовування мультимедійних технологій у вузівському навчальному процесі підвищується емоційний відгук студентів на процес пізнання, мотивація навчальної діяльності, інтерес до оволодіння новими знаннями, уміннями до практичного їх використання.

Застосовування розглянутих нами активних методів навчання математичних дисциплін - мультимедійних технологій - припускає їх аналогічне використання під час викладання інших дисциплін.

Проте, для досягнення реальних і економічно значущих успіхів в області освіти необхідно, перш за все, забезпечити підготовку і перепідготовку викладацьких кадрів, які повинні отримувати сучасний рівень кваліфікації в області інформаційних технологій.

Основним напрямом подальшого економічного прогресу України має стати шлях інноваційного прориву, заснований на збереженні, розвитку і ефективному використанні її інтелектуального потенціалу. Цим шляхом йдуть сьогодні багато розвинених країн, які вже добилися вражаючих результатів в розвитку своєї економіки навіть в тих випадках, коли вони не мають власних сировинних ресурсів.

Рівень використання інформаційних технологій сьогодні не тільки визначає статус країни в світовій спільноті, але також і рівень розвитку всієї її економіки, якість життя людей і національну безпеку.

У праці [1] розглянуто підходи до моделювання взаємодії двох агентів, які ґрунтуються на передумовах теорії соціальних систем Н.Лумана. Тут висвітлюються напрями математичної формалізації взаємодії учасників дистанційних курсів (ДК), які розміщені у Веб-центрі Львівської комерційної академії (ЛКА) [2]. Вважається, що рівновага на ринку електронного навчання (е-навчання) досягається за умов його переходу до стаціонарного (або сталого) процесу. Ми спробуємо розглянути підходи до розроблення агент-орієнтованої моделі (agent-based model, далі АОМ), що складається з трьох типів агентів е-навчання: викладачів, тьюторів і студентів. Середовищем їх інформаційної взаємодії є Веб-центр ЛКА.

Агент-орієнтовані моделі – це новий засіб для добування знань. Основна ідея АОМ – побудова «обчислювального інструменту», що є сукупністю агентів із певним набором властивостей та дозволяє проводити машинну імітацію реальних явищ. Кінцева мета процесу створення АОМ – відстежити вплив флуктуацій агентів, які діють на мікрорівні, на показники макрорівня. Домінуючим, як правило, методологічним підходом є метод, в якому обчислюється рівновага або псевдорівновага системи, що містить у собі безліч агентів. У той же час такі моделі, використовуючи прості правила поведінки, можуть видавати досить практичні результати.

Таким чином АОМ є спеціальним класом моделей, заснованих на індивідуальній поведінці агентів і створюваних для проведення комп’ютерних імітацій. Вважається, що АОМ доповнюють класичні аналітичні методи. Останні дозволяють охарактеризувати рівновагу досліджуваної системи, а АОМ – аналізувати можливість утворення такого стану.

Більшість розроблених АОМ викладені в Інтернеті. Так, існують спеціалізовані видання, тематика яких безпосередньо пов’язана з розробленням АОМ. Наприклад, міжнародний онлайновий журнал JASSS – Journal of Artificial Societies and Social Simulation [3] або російський Інтернет-журнал «Искусственные общества» [4].

Варто згадати і про новий напрям у прикладних економічних дослідженнях, який ґрунтується на комп’ютерному моделюванні віртуального світу, «населеного» автономними агентами (Agent-Based Computational Economics, ACE). Управління створеним згідно методології ACE віртуальним світом здійснюється без втручання ззовні, тобто лише на підставі взаємодії агентів. У той же час агенти повинні володіти здібністю до навчання [5].

Відома також досить велика кількість програмних продуктів, які використовуються для побудови агент-орієнтованих моделей. Серед них одним із найбільш популярних є прикладний пакет SWARM. Це колекція програмних бібліотек, написаних на Objective C групою дослідників Інституту Санта Фе (Santa Fe Institute) [6]. Деякі з цих бібліотек написані мовою скриптів, що дозволяє використовувати такі базові графічні засоби, як графіки, вікна та ін. Зазначимо також, програми та докладна інструкція з їх інсталяції розповсюджується безкоштовно як Open Source-проект і у вільному доступі викладені на сайті [7].

Аналіз відомих прикладів агент-орієнтованих моделей дозволяє зробити наступні висновки.

1. Агенти – теоретична (наукова) абстракція, використовувана в АОМ для позначення дійових осіб – членів соціально-економічної системи, прийняття рішень якими має певну самостійність. Агент може «жити» в часі, мати графічний образ, реагувати на події, що поступають від датчиків, зовнішніх програм або користувача.

2. Переважна більшість АОМ є абстрактними, і основна ціль їх розроблення – науковий інтерес, тобто вони використовують умовні дані і створюються для випробування нового інструменту.

3. Серед моделей, що розглядують реальні явища, лише невелика частка має відношення до взаємодій агентів у сфері освітніх послуг.

Мета даної статті – розглянути підходи до розроблення АОМ на мікрорівні, що складається із динамічно взаємодіючих на підставі визначених правил трьох типів учасників е-навчання: викладачів-авторів дистанційних курсів, тьюторів і студентів. Їх середовищем взаємодії є віртуальний центр вищого навчального закладу. Кінцева мета створення АОМ полягає у проведенні комп’ютерних імітацій для виявлення впливу флуктуацій агентів, які діють на мікрорівні, на показники макрорівня (у нашому випадку – це сукупність таких макроагентів національної системи дистанційного навчання, кожен з яких істотно впливає на освітні послуги вищої школи). Основна увага приділена висвітленню підходів до побудови моделі взаємодії агентів е-навчання на основі технології SWARM, одного з найбільш популярних пакетів для побудови агент-орієнтованих моделей.

Підходи до побудови моделі взаємодій агентів е-навчання на основі технології SWARM

У контексті технології SWARM для побудови АОМ і проведення на її основі комп’ютерних імітацій необхідним є наступне.

1. Створення штучного світу, що має простір, час і об’єкти, які можуть бути розташовані в деяких «точках» просторово-часової структури. Необхідно, щоб ці об’єкти могли визначати їх власну поведінку відповідно до їх власних правил і внутрішнього стану.

2. Створення певної кількості об’єктів, які будуть спостерігати, записувати, аналізувати дані, що виробляються поведінкою об’єктів у штучному світі, створеному на попередньому етапі.

3. Запуск аналізованої світобудови, керованої модельованими та спостережуваними об’єктами в часі за визначеною певним чином процедурою узгоджень.

4. Взаємодіяти з експериментом через дані, що виробляються інструментальними об’єктами, для здійснення серії контрольних експериментальних прогонів системи.

Структура SWARM має два різні рівні. Перший – рівень моделі, де можна будувати серію моделей, вкладених одна в одну. Інший – рівень спостерігача, що розглядає модель (або сімейство вкладених моделей) як унікальний об’єкт для взаємодії в цілях отримання результатів, їх візуалізації та використання.

Отже специфікація задачі побудови АОМ передбачає створення трьох типів агентів: А1 – викладачів-авторів ДК, А2 – тьюторів, які супроводжують навчальний процес у віртуальному середовищі ВНЗ і А3 – студентів, які є учасниками ДК. Основою взаємозв’язків, які відбуваються між агентами, є інформація, знання, відомості, досвід. Їхня взаємодія зображена на рис. 1.






Рис. 1. Схема взаємодії агентів е-навчання

Далі створюємо об’єкт класу OneSwarmAgent (один агент), який буде займатись створенням і управлінням великої кількості агентів.

На рис. 2 представлена блок-схема створення Swarm-об’єктів для агентів е-навчання.






Рис. 2. Схема створення Swarm-об’єктів для агентів е-навчання

Swarm-об’єкт зазвичай виконує наступні три завдання: створює різноманітні об’єкти, посилає об’єкту такі повідомлення, щоб він виконав ті дії, які ми хочемо та об’єднує все це разом, формуючи пакет, який ми можемо запустити.

Конструктор ModelSwarm виконує зокрема такі завдання:



  1. створює об’єкти, які використовуються у моделі;

  2. створює групу повідомлень, які будуть посилатись агенту, що представляють собою пакетизований список дій, які має виконати агент;

  3. забезпечує перехід у світ, де діють багато взаємодіючих між собою агентів.

На рис. 3 представлена схема реалізації переходу від одного до більшої кількості агентів. Як видно з рис. 3, управляти колекцією агентів можна після їхньої трансформації в об’єкти.

RunOneAgent імплементує агента, який прогулюється випадково по вигаданому двовимірному цифровому масиві. Матриця 80 на 80, по якій «гуляє» агент, визначається в змінних класу worldXSize та worldYSize.






Рис. 3. Схема трансформації агентів в об’єкти

Позиція у просторі визначається змінними xPos та yPos. Агент проводить безліч випадкових прогулянок. У кожній агент, спочатку, рухається в напрямку по осі X, викликаючи метод randomMove(), а потім по осі Y, викликаючи даний метод ще раз.

Метод randomMove() використовує простий числовий генератор з математичної бібліотеки Java. Він повертає значення -1 для руху назад, 0 – для стояння на місці або +1 – хід уперед (Swarm дозволяє використовувати дещо інші генератори випадкових чисел).

Наш OneAgents здатний виконувати дві дії: прогулюватися по світу розміром X,Y та звітуватися про місце розташування на ньому в консолі. В першому методі, randomWalk(), агент прогулюється випадково назад або вперед по осі X, а згодом – випадково назад або вперед по осі Y. В кожному випадку напрямок визначається числом -1, 0 або +1, а модульний оператор використовується для того, щоб перевірити чи агент не вийшов за межі світу.

Swarm надає також велику кількість інструментів для створення графічного користувацького інтерфейсу, що дозволяє візуалізувати агентів у віртуальному світі і взаємодіяти з моделлю.



Змістовна інтерпретація результатів моделювання

Створена модель агентів учасників е-навчання надає можливість візуально простежити за їхніми діями. Для перегляду характерних значень змінних будь-якого агента можна за допомогою системної панелі керування призупинити процес моделювання. На скріншоті створеної моделі (рис. 4) добре видно, що всі агенти сформовують свої підгрупи в центрі простору. Взаємозв’язки б) характеризують псевдорівновагу і виникають унаслідок обміну повідомленнями та отримання агентами досвіду.









Рис. 4. Головне вікно відображення результатів АОМ:

а) початковий етап

б) кінцевий етап

Під час аналізу результатів імітації рівень характеристик агентів третього типу різнився. Один з агентів мав високий рівень досвіду, але малий рівень знань, інший малий рівень досвіду, проте високий рівень знань. Різниці спостерігались і в інших підгрупах, проте вони були значно менші.

Такі характеристики були зумовлені значеннями показників, які встановлювалися для кожної з груп і представлені на рис. 5.






Рис. 5. Показники взаємодії учасників е-навчання

В результаті комп’ютерної імітації ці показники відображаються у вікні «Statistic» і на відповідних графіках (рис. 6).




Рис. 6. Діаграма сукупного досвіду для кожної групи агентів

Умовні позначення:

– шкала представлення авторів ДК;

– шкала представлення тьюторів;

– шкала представлення студентів;

Вісь X – час перебування у Веб-центрі ЛКА;

Вісь Y – величина сумарного досвіду.

На рис. 7 представлена діаграма продукування нових знань, що притаманно, насамперед, агентам першого типу (авторам ДК).



Умовні позначення:

– шкала представлення агентів першого типу;

Вісь X – час перебування у Веб-центрі ЛКА;

Вісь Y – кількість продукованих знань.


Рис. 7. Діаграма продукування знань агентами першого типу

З рис. 7 видно, що нових знань на початковій стадії е-навчання створювалося більше, однак рідше. Проте при формуванні більш близьких зв’язків процес продукування нових знань ставав дедалі частіший, загальний показник зменшувався і потім призупинився на сталому рівні. Це стверджує, що коефіцієнт зацікавленості авторів ДК пов’язаний насамперед із їх діяльністю у першій групі агентів.

Висновки

Отже, висвітлені підходи до створення агент-орієнтованої моделі учасників е-навчання за допомогою технології SWARM дозволяють зробити наступні висновки та узагальнення.



  1. Агент-орієнтовану модель учасників е-навчання, побудовану на основі технології SWARM, можна розглядати як інструмент, що забезпечує на мікрорівні будь-якого ВНЗ проведення досліджень у сфері запровадження дистанційних освітніх технологій.

  1. Змістовна інтерпретація результатів імітації АОМ дозволяє:

    • робити на базі візуального аналізу взаємодії агентів, учасників е-навчання, висновки щодо рівня досягнення стану рівноваги чи псевдорівноваги у віртуальному навчальному середовищі ВНЗ;

    • розробляти внутрішні норми та правила взаємодії 3-х агентів на основі таких характеристик, як продуктивність і зацікавленість агентів.

  1. У подальшому ми маємо на меті трансформувати розроблену модель у АОМ, яка могла б враховувати характеристики взаємодій агентів на макрорівні, тобто у контексті віртуального мережевого співтовариства, що самоорганізовується.

Безпека дітей, захист їх життя від різного роду загроз, вироблення навичок життєзберігаючої поведінки у сучасному суспільстві – ці питання завжди знаходились в полі пильної уваги педагогів, батьків, громадськості. Але з розвитком інформаційного суспільства, із розширенням доступу індивідуальних користувачів та цілих навчальних закладів до мережі Інтернет змінились загрози для дітей цифрового світу: ворог, від якого йде небезпека, є дуже привабливим для молоді і має практично невідоме обличчя для дорослих. У зв’язку з цим, за словами Вівіан Редінг (Viviane Reding), "батьки та вчителі зацікавлені в інструментах та навичках, які гарантуватимуть безпеку в Інтернеті. Ми просто зобов'язані більш активно приймати участь у житті наших дітей та навчати їх безпечному використанню Інтернету". В Україні ця проблема поки не поставала так гостро, як в розвинених країнах. Адже за різними підрахунками в нашій державі налічують від 3,8 до 9,5 млн. користувачів Інтернету і це складає від 8% до 20% жителів України, в той час, як, за даними internetworldstats.com, наприклад, в США користуються Інтернетом 69,6% населення країни, в Німеччині 61,3%, у Великобританії 50,3 %, Франції 50,3%, Польщі (29,9%)та в Росії (16,5%) [1]. З огляду на швидкість змін у кількісному складі користувачів послуг мережі Інтернет, про що свідчить той факт, що розмір української аудиторії користувачів Інтернет за жовтень 2008 року склав на 6 % більше ніж у вересні того ж року, з кожним днем все актуальнішою стає потреба у виробленні стратегії щодо забезпечення захисту молодого покоління від нових небезпек, зокрема тих, які виникають з розвитком Інтернету, що і становить мету даної статті. Складовими цієї стратегії є формулювання потенційних загроз при використанні послуг Інтернету та характеристика конкретних заходів для усунення чи максимального їх зменшення. Іншими словами, слід дати відповіді на питання: що загрожує нашим дітям в Інтернеті, діти якого віку найбільш вразливі, хто має забезпечити захист і яким чином це зробити. Зазначимо, що хоча у педагогічних дослідженнях [2], електронних ресурсах [3, 4, 5] та методичній літературі [6] зроблені окремі спроби дати відповіді на ці запитання, пошук їх комплексного вирішення залишається відкритим.

Аналізуючи ресурси, які розміщені в мережі Інтернет, можна побудувати поле та вектори негативного впливу на його користувачів (рис.1):


Рис. 1. Класифікація впливів на безпеку в Інтернеті

Щодо аудиторії, яка найбільше знаходиться у зоні впливу поданих загроз (див. рис.1), то виходячи із вікових особливостей та статистичних даних – це підлітковий вік. Адже, у віці між 8 та 13 років діти становлять половину загальної кількості користувачів Інтернету. 44% дітей, які регулярно використовують Інтернет хоч один раз стикалися із сексуальними домаганнями при віртуальному спілкуванні, 11% із них – неодноразово. 14,5% дітей призначали зустрічі із незнайомцями через Інтернет, 10% із них ходили на зустрічі без сторонніх, а 7% нікому не повідомили, що з кимось зустрічаються. 19% дітей відкривали сайти із "дорослим" вмістом, а 9% роблять це регулярно. 26% дітей беруть участь у чатах про насилля, 38% переглядають сторінки про насилля, а 16% читали матеріали із расистським змістом (дані Агентства Захисту дітей (Child Protection Agency, 2002 p., Іспанія) [3]. У діючій програмі для загальноосвітніх навчальних закладів України з основ здоров'я не передбачено розгляд жодних із ризиків, які пов’язані із Інтернетом [7]. А інформатика вивчається набагато пізніше, ніж діти стають незахищеними. Так, у програмі з інформатики для 9-12 класів [8, 9] передбачено вивчення основ інформаційної безпеки тільки в другій половині 12-го класу, окремою темою уже після набуття учнями навичок роботи з електронною поштою, чатом, пошуковими засобами та технологіями Веб-2.0. Таке протиріччя між потребами безпеки та засобами формування навичок уникнення загроз зумовлюють необхідність об'єднання зусиль усіх зацікавлених сторін: батьків, вчителів, громадськості та самих дітей:



Рис. 2. Підходи до забезпечення уникнення загроз з Інтернету.

Для обмеження часу доступу до Інтернет-ресурсів можна було б скористатися, наприклад, програмою Kaspersky Іnternet Securіty (KІS) 7.0. Щоб отримати доступ до засобів батьківського контролю в KІS 7.0, в розділі Захист головного вікна програми відкривають розділ Батьківський контроль та налаштовують відповідні параметри рівня обмеження, які включають вибір користувача, обмеження на час та вибір дій користувача (рис. 3).


Серед безкоштовних програм обмеження доступу до Інтернету користувачі можуть застосувати, наприклад, програму Персональний фільтр (www.netpolice.ru), яка подається у бета версії та забезпечує цілодобову контентну фільтрацію запитів до веб-сайтів за наступними категоріями: соціальні мережі, служби обміну повідомленнями, файлообмінні сайти та мережі, алкоголь, куріння, нелегальна допомога школярам та студентам, онлайн казино та тоталізатори, пошук роботи, чати, комп’ютерні ігри та інші. Адміністратор може не тільки обмежити доступ до сайтів вибраних категорій чи встановити глобальний захист за всіма категоріями, а й встановити часові параметри доступу до Інтернету, причому зупинка фільтру можлива у будь-який час до наступного перезавантаження системи або на певний термін, який встановлюється користувачем.

Для фільтрування відомостей небажаного змісту або блокування доступу дітей до "дорослих" сайтів можна скористатися програмними рішеннями, які можна завантажити на сайті компанії Microsoft у розділі "Антишпіонський та антивірусний захист, Інтернет фільтри корпорації Microsoft" (рис.4) (http://www.microsoft.com/rus/protect/products/computer/default.mspx).



Рис. 4. Вигляд вікна Антишпіонський та антивірусний захист, Інтернет фільтри корпорації Microsoft

Зокрема тут запропоновано використання так званого веб-фільтра батьківського контролю, який налаштовується у Wіndows Vіsta, оцінює вміст веб-сайтів і блокує ті з них, вміст яких кваліфікується як непридатний для перегляду дітьми, дозволить дещо зменшити ризик перегляду сайтів із небажаним вмістом. Рекомендації щодо налаштування фільтру батьківського контролю, вибору рівня обмежень для автоматичного блокування вмісту, настроювання автоматичного блокування, блокування на підставі типів вмісту, обмеження доступу до окремих веб-сайтів та вибору рівня обмежень для автоматичного блокування вмісту подано на сайті Онландія (http://www.onlandia.org.ua) [10].

Якщо попередні рішення стосуються заборон та обмежень, то у площині співпраці дієвою є практика спільного застосування електронних ресурсів. Сім'я реєструє, наприклад, електронну скриньку, пароль доступу до якої відомий і дітям, і батькам (зрозуміло, що для ділової переписки батьки мають окрему скриньку). Таким чином, не тільки виробляються навички мережевого етикету, а й встановлюється спільний доступ до послуг, які при реєстрації надсилають повідомлення про підтвердження реєстрації на електронну скриньку. Батьки, які практично не використовують Інтернет можуть освоїти ці навички за допомогою власних дітей, оскільки нове покоління уже живе в цифровому світі, а покоління батьків тільки навчається застосовувати сучасні технології. У процесі такого "навчання" діти мимоволі демонструють ті сайти, які найчастіше ними використовуються, тим самим розширюються можливості батьківського спілкування, виховання та впливу. Батьки із більш високим рівнем застосування Інтернету можуть за допомогою рядка адреси браузера або закладок у папці Обране встановити ресурси, якими користувались діти і це може послужити або пересторогою, або приводом до спілкування.

Так звані соціальні закладки, які підтримуються послугами Веб 2.0 (наприклад www.bobrdobr.ru) забезпечують користувачів засобами створення власного списку файлів, який можна зберігати в мережі та при необхідності завантажити з будь-якої машини, ввійшовши під заздалегідь зареєстрованим іменем. У ході підготовки рефератів, повідомлень, наукових робіт з шкільних дисциплін вчителі можуть пропонувати перелік сайтів у вигляді такого списку. Аналогічно, батьки можуть запропонувати список рекомендованих файлів для своїх дітей. Слід зазначити, що такий захід не гарантує того, що діти будуть у цілковитій безпеці. Найвищий рівень захисту буде у тому випадку, коли діти засвоять норми безпечної поведінки, наприклад, на основі аналогій із уже відомими правилами:



  • віддати комусь своє свідоцтво про народження – розмістити в Інтернеті особисту інформацію;

  • віддати ключі від квартири – повідомити власний пароль доступу до електронної скриньки;

  • розповісти про вашу із другом таємницю – розмістити в Інтернеті фотографію друга без його дозволу;

  • підняти на вулиці і присвоїти чужий гаманець – привласнити чиїсь авторські права на розміщені в Інтернеті відомості або на програму тощо.

Виходячи із психологічних особливостей підліткового віку, діти зазвичай піддають критиці усе, що "придумали" їм дорослі. Знаючи загрози, школярам важливо встановити власні правила, які допоможуть їх уникнути. Так, під час експерименту, проведеного у школах Чортківського району Тернопільської області, учням було запропоновано проаранжувати правила поведінки в Інтернеті, які наприклад, запропоновані на сайтах у мережі [3, 4, 11], за критеріями: правило, без якого не обійтись; важливе правило; правило, якого бажано дотримуватись; правило, на яке можна не звертати увагу. Діаграма на рисунку 5 показує кількість учнів у відсотках до опитаних, які віднесли до "обов’язкових" зазначені правила:
Рис. 5. Результати проведення експерименту

В той же час учні відносять до тих правил, на які можна не звертати увагу наступні: не відкривайте електронну кореспонденцію із листами, якщо ви не знаєте від кого вона прийшла (64%); перевіряйте відомості, подані на сайтах з даними інших джерел (59%); не передавайте іншим відомості про своїх друзів чи знайомих без їх дозволу (48%). Вчителі можуть вплинути на розуміння учнями необхідності дотримання усіх без виключення правил під час під час спільного обговорення ситуацій та розповідей, які розміщені на сайті Онляндія, або організувати їх участь в онлайн іграх, конкурсах, тестуваннях [10, 11 ]. Організувати таку роботу можна на уроці чи факультативі з інформатики у середніх класах, на якому вивчається розділ "Всесвітня мережа Інтернет". Учнів можна об’єднати у дві групи: "дослідники Інтернету", які будуть безпосередньо брати участь у виконанні завдань та "експерти з безпеки", які будуть аналізувати відповідність дій учасників і встановлених правил.

Як показує практика, у підлітковому віці найважче сформувати навички, які пов’язані із усуненням загроз, що спричинюють дезорієнтацію: у дітей цього віку не чітко сформоване відчуття загрози, розуміння достовірних даних та інтерпретацій, межі між добром та злом тощо. У процесі вивчення теми "Пошук відомостей та даних в Інтернеті" учням можна запропонувати ряд вправ, виконання яких сприятиме формуванню в учнів зазначених навичок:


  1. оцінювання сайтів: перегляньте сайти із запропонованого учителем списку та проранжуйте їх за ступенем довіри на основі форми оцінювання за формальними ознаками. До таких ознак належать: дата (публікації, створення сайту, останнього поновлення); авторство; надійність джерела (організації чи людини, що утримує/створила сайт); авторитетність організації з теми; забезпечення на сторінці „зворотного зв’язку” з автором, власниками сайту; наявність у статті слів узагальнюючого та оціночного характеру; наявність граматичних та орфографічних помилок на сайті, явних помилок в інформації.

  2. аналіз вмісту сайтів:

    • підрахуйте кількість позитивних та негативних суджень, які подані у статті, та зробіть висновок про її спрямування;

    • перевірте можливість редагування третьою стороною зображень, текстів тощо та зробіть висновок про можливість подання недостовірних даних;

    • встановіть достовірність поданих відомостей, порівнявши їх з іншим джерелом та обґрунтуйте свої висновки;

    • відшукайте слова та вирази, які свідчать про те, що подане повідомлення є судженням автора, а не фактом;

    • поставте у відповідність використані на сайті прийоми подання відомостей із технікою скритої реклами (опора на авторитетні джерела, використання прийому "роби як всі", залучення відомих осіб для підтвердження правдивості даних тощо).

Стратегія дій в площині організації безпеки дітей в Інтернеті була б неповною без участі суспільства в особі програмістів, які розробляють програмні рішення даної проблеми, підприємців-власників Інтернет-клубів та подібних закладів та громадських організацій, які займаються просвітницькою діяльністю. Адже потрібно не тільки передати дітям теоретичні знання, слід сприяти їх безпеці на практиці, пропонувати батькам та вчителям методичні прийоми, сформувати громадську думку щодо доцільності такої діяльності.

Для реалізації зазначеної стратегії можна запропонувати декілька шляхів: від перенесення курсу інформатики у середні класи, запровадження спецкурсу чи факультативу з основ безпеки в Інтернеті, організації конкурсів учнівських робіт із проблем безпеки, виступів агітбригад, розробки навчальних проектів до здійснення загального батьківського та громадського всеобучу через соціальну рекламу, організацію педагогічних читань чи зборів. Потрібна обов’язкова державна підтримка таких заходів, адже питання стосується нашого майбутнього – наших дітей.

Постановка і обґрунтування актуальності проблеми. Перехід системи освіти України до Болонського процесу, зростання вимог до студента-випускника вищого педагогічного навчального закладу зумовлюють зміну вимог до форм і методів навчання у вищому педагогічному навчальному закладі. В процесі навчання інформаційно-комунікаційних технологій викладач має можливість застосувати у навчальному процесі таку форму навчання, як індивідуальне навчально-дослідницьке завдання.

Аналіз досліджень. Проблему підготовки учителя до роботи в школі досліджували І.А.Зязюн [1], Ю.К.Бабанський.



Теорію навчання у вищій школі досліджував С.І.Архангельський [2].

Особливості індивідуальної роботи студентів з педагогічних дисциплін досліджували О.А.Абдулліна, В.К.Буряк [3], Л.В.Кондрашова [3].

Психологічні проблеми комп’ютеризованого навчання вивчали Н.Ф.Тализіна [4], Ю.І.Машбиць [5].

Підготовку вчителя до застосування інформаційно-комунікаційних технологій у навчальному процесі досліджував М.І.Жалдак.

Класифікація дослідницьких завдань розроблена В.І.Андрєєвим [6].

Виокремлення аспектів проблеми, які недостатньо вивчені. Недостатньо вивченими залишаються особливості індивідуальних навчально-дослідницьких завдань з інформатики, їх відмінності у залежності від інформаційно-комунікаційних технологій, що вивчаються.

Постановка мети та завдань статті. Метою статті є висвітлення особливостей структури і змісту індивідуальних навчально-дослідницьких завдань з інформатики, які застосовуються у процесі навчання різних інформаційно-комунікаційних технологій.

Виклад основних положень з обґрунтуванням отриманих результатів. М.М.Фіцула вважає індивідуальне навчально-дослідницьке завдання (ІНДЗ) інноваційною технологією навчання у вищому навчальному закладі. До ІНДЗ науковець відносить такий вид позааудиторної індивідуальної роботи студента навчального, навчально-дослідного чи проектно-конструкторського характеру, яке виконується в процесі вивчення програмного матеріалу навчального курсу і завершується складанням підсумкового іспиту чи заліку [7, c.161].



Визначимо індивідуальне навчально-дослідницьке завдання з інформатики як таке завдання навчально-дослідницького характеру, яке виконується студентом самостійно за індивідуальною темою, має відповідну структуру і оформляється у вигляді реферату відповідно до вимог до ІНДЗ, розроблених викладачем.

Найпоширенішими видами індивідуальних навчально-дослідницьких завдань є: конспект із теми (модуля) за заданим планом або планом, розробленим студентом самостійно; реферат із теми (модуля) або вузької проблематики; розв’язування та складання розрахункових або практичних задач різного рівня з теми (модуля) або курсу; розроблення теоретичних або прикладних (діючих) функціональних моделей явищ, процесів, конструкцій тощо; комплексний опис будови, властивостей, функцій, явищ об’єктів, конструкцій тощо; анотація прочитаної літератури з курсу, бібліографічний опис, історичні розвідки тощо [7, с.162].

Крім того, до індивідуальних навчально-дослідницьких завдань М.М.Фіцула відносить курсові та дипломні роботи, реферати з тем практичних та семінарських занять за умови, що вони написані на основі кількох десятків джерел [7, с.163].

Окрім вищевказаних, слід відзначити такі види індивідуальних навчально-дослідницьких завдань, як доповідь, проект, портфоліо.

Дослідницькі завдання класифікуються за різними ознаками. Ми використаємо класифікацію В.І.Андрєєва за продуктивною стороною дослідницької діяльності, відповідно до якої, індивідуальні навчально-дослідницькі завдання поділяються на такі види:

1) теоретичні;

2) практичні;

3) емпіричні;

4) змішані [6, с.89-90].

Теоретичні індивідуальні навчально-дослідницькі завдання містять переважно теоретичний матеріал. В практичних ІНДЗ переважає навчальний матеріал такого характеру: практична перевірка елементів теорії, розробка математичної моделі досліджуваного явища або процесу, алгоритму, програми, схеми, керівництва користувача. Тому ми вважаємо необхідним розділити ІНДЗ практичного виду на підвиди: завдання на визначення, порівняння характеристик об’єктів; завдання на моделювання; завдання на розробку алгоритмів, схем, програм; завдання на розробку керівництва користувача. В емпіричних ІНДЗ переважає емпіричний матеріал: опис фактів, явищ, обробка результатів. Змішані ІНДЗ містять елементи всіх трьох попередніх типів завдань.

Таблиця 1

Дослідницькі уміння студентів фізико-математичних спеціальностей, які розвиваються у залежності від виду ІНДЗ

Вид ІНДЗ

Уміння, що розвиваються

Теоретичне

Пояснити, довести, встановити причинно-наслідкові зв’язки, обґрунтувати закономірні зв’язки і відношення

Практичне

Практичної перевірки закону, висування і перевірки гіпотези, визначати суттєві ознаки об’єкту, процесу або явища, будувати математичну модель, будувати схему, алгоритм

Емпіричне

Описувати окремі факти, явища, процеси, систематизувати їх, обробляти емпіричні дані, робити висновки

Змішане

Уміння, що розвиваються в усіх трьох попередніх завданнях

Звичайно, така класифікація має свої недоліки, оскільки важко встановити чіткі відмінності емпіричних ІНДЗ від практичних, що пов’язано з особливостями інформатики як галузі людського знання і навчальної дисципліни.

Інформатика як навчальний предмет має свою специфіку, яка пов’язана з предметом дослідження, яким є інформація та інформаційні процеси.

Відповідно ІНДЗ, які виконують студенти фізико-математичних спеціальностей у процесі навчання різних ІКТ, мають відмінності між собою. Адже важко собі уявити теоретичне навчально-дослідницьке завдання з вивчення такого засобу обробки текстової інформації, як текстовий редактор.

Нагадаємо, майбутні учителі математики і фізики вивчають такі інформаційно-комунікаційні технології:

  • технології обробки текстової інформації;

  • технології обробки табличної інформації;

  • технології обробки графічної інформації;

  • технології обробки відеоінформації;

  • технології керування базами даних;

  • технології створення комп’ютерних презентацій;

  • комунікаційні технології та ін.

У процесі навчання кожної з даних технологій у студентів розвиваються відповідні дослідницькі уміння (див.табл.2), а вже від цього залежать види застосованих навчально-дослідницьких завдань. Слід, однак, зазначити, що при вивченні одних і тих же ІКТ можливе використання ІНДЗ різних видів.

Таблиця 2

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій обробки текстової інформації

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Історія створення текстових редакторів

Практичне

Порівняти системи кодування інформації;

Порівняти текстові редактори;

Порівняти формати текстових файлів

Емпіричне

Визначити текстові редактори, які використовуються у ВНЗ

Змішане

Можливості текстового редактора MS Word

Таблиця 3

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій обробки табличної інформації

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Історія створення табличних процесорів;

Програми для обробки табличних даних

Практичне

Розв’язування рівнянь в MS Excel;

Дослідження функцій в MS Excel;

Моделювання фізичних процесів в MS Excel;

Обробка тестів в MS Excel

Емпіричне

Формати файлів MS Excel

Змішане

Використання табличного процесора

Таблиця 4

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій обробки графічної інформації

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Формати графічних файлів

Практичне

Створення банера;

Порівняти формати графічних даних;

Порівняти графічні редактори

Емпіричне

Швидкість передачі даних при збереженні графічних файлів

Змішане

Можливості графічного редактора MS Paint

Таблиця 5

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій обробки відеоінформації

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Формати відеоданих;

Відеоредактори;

Практичне

Створення відеоролика (на задану тематику) в Windows MovieMaker;

Порівняти засоби для обробки відеоінформації;

Розробити керівництво користувача редактора Pinnacle Studio

Емпіричне

Визначення ефективності відеоредактора за критерієм компактність/функціональність

Змішане

Можливості редактора Windows MovieMaker

Таблиця 6

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій керування базами даних

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Системи керування базами даних

Практичне

Розробити базу даних з певної тематики

Емпіричне

Визначити залежність обсягу бази даних від кількості інформації, яка міститься в ній

Змішане

Переваги і недоліки MySQL Administrator

Таблиця 7

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання технологій створення комп’ютерних презентацій

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Програми для створення слайд-шоу

Практичне

Порівняти програми для створення презентацій

Емпіричне

Обчислити швидкість передачі даних при демонструванні презентації

Змішане

Переваги і недоліки форматів файлів комп’ютерних презентацій

Таблиця 7

ІНДЗ, які застосовуються у процесі навчання телекомунікаційних технологій

Вид ІНДЗ

Приклади

Теоретичне

Інформаційні ресурси мережі Інтернет

Практичне

Визначити ефективність пошукових машин;

Розробити структуру сайту;

Порівняти броузери

Емпіричне

Статичні і динамічні сайти в мережі Інтернет;

Платформи для серверів мережі Інтернет;

Структура сайтів вищих навчальних закладів

Змішане

Вибір технології створення сайту
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17