Основные направления информатизации образования

В настоящее время получили широкое применение следующие направления использования информационных технологий:

1: Компьютерные программы и обучающие системы, представляющие собой:

• компьютерные учебники, предназначенные для формирования новых знаний и навыков;

• диагностические или тестовые системы, предназначенные для диагностирования, оценивания и проверки знаний, способностей и умений;

• тренажеры и имитационные программы, представляющие тот или иной аспект реальности, отражающие его основные структурные и функциональные характеристики и предназначенные для формирования практических навыков;

• лабораторные комплексы, в основе которых лежат моделирующие программы, предоставляющие в распоряжение обучаемого возможности использования математической модели для исследования определенной реальности;

• экспертные системы, предназначенные для обучения навыкам принятия решений на основе накопленного опыта и знаний;

• базы данных и базы знаний по различным областям, обеспечивающие доступ к накопленным знаниям;

• прикладные и инструментальные программные средства, обеспечивающие выполнение конкретных учебных операций (обработку текстов, составление таблиц, редактирование графической информации и др.).

2. Системы на базе мультимедиа-технологии, построенные с применением видеотехники, накопителей на CD-ROM.

3. Интеллектуальные обучающие экспертные системы, которые специализируются по конкретным областям применения и имеют практическое значение как в процессе обучения, так и в учебных исследованиях.

4. Информационные среды на основе баз данных и баз знаний, позволяющие осуществить как прямой, так и удаленный доступ к информационным ресурсам.

5. Телекоммуникационные системы, реализующие электронную почту, телеконференции и т.д. и позволяющие осуществить выход и мировые коммуникационные сети.

6. Электронные настольные типографии, позволяющие в индивидуальном режиме с высокой скоростью осуществить выпуск учебных пособий и документов на различных носителях.

7. Электронные библиотеки как распределенного, так и централизованного характера, позволяющие по-новому реализовать доступ учащихся к мировым информационным ресурсам.

8. Геоинформационные системы, которые базируются на технологии объединения компьютерной картографии и систем управления базами данных. В итоге удается создать многослойные электронные карты, опорный слой которых описывает базовые явления или ситуации, а каждый последующий — задает один из аспектов, процессов или явлений.

9. Системы защиты информации различной ориентации (от несанкционированного доступа при хранении, от искажений при передаче, от подслушивания и т.д.).

При создании компьютерных обучающих средств могут быть использованы различные базовые информационные технологии. Новые возможности, открываемые при внедрении современных информационных технологий в образовании, можно проиллюстрировать на примере мультимедиа-технологий. Появилась возможность создавать учебники, учебные пособия и другие методические материалы на машинном носителе. Они могут быть разделены на следующие группы:

1. Учебники, представляющие собой текстовое изложение материала с большим числом иллюстраций, которые могут быть установлены на сервере и переданы через сеть на домашний компьютер. При ограниченном количестве материала такой учебник может быть реализован в прямом доступе пользователя к серверу.

2. Учебники с высокой динамикой иллюстративного материала, выполненные на CD-ROM. Наряду с основным материалом они содержат средства интерактивного доступа, анимации и мультипликации, а также видеоизображения, в динамике демонстрирующие принципы и способы реализации отдельных процессов и явлений. Такие учебники могут иметь не только образовательное, но и художественное назначение. Огромный объем памяти носителя информации позволяет реализовывать на одном оптическом диске энциклопедию, справочник, путеводитель и т.д.

3. Современные компьютерные обучающие системы для проведения учебно-исследовательских работ. Они реализуют моделирование как процессов, так и явлений, т.е. создают новую учебную компьютерную среду, в которой обучаемый является активным участником и может сам вести учебный процесс.

4. Системы виртуальной реальности, в которых учащийся становится участником компьютерной модели, отображающей окружающий мир. Для грамотного использования мультимедиа-продуктов этого типа крайне важно изучение их психологических особенностей и негативных воздействий на обучаемого.

5. Системы дистанционного обучения. В сложных социально-экономических условиях дистанционное образование становится особенно актуальным для отдаленных регионов, для людей с малой подвижностью, а также при самообразовании и самостоятельной работе учащихся. Эффективная реализация дистанционного обучения возможна лишь при целенаправленной программе создания высококачественных мультимедиа-продуктов учебного назначения по фундаментальным, естественнонаучным, общепрофессиональным и специальным дисциплинам. К сожалению, это требует значительных финансовых средств и пока не окупается на коммерческой основе, необходимы существенные бюджетные ассигнования в эту область. Реализация такой программы позволит по-новому организовать учебный процесс, увеличив нагрузку на самостоятельную работу обучаемого.

В процессе информатизации образования необходимо иметь в виду, что главный принцип использования компьютера — это ориентация на те случаи, когда человек не может выполнить поставленную педагогическую задачу. Например, преподаватель не может наглядно продемонстрировать большинство физических процессов без компьютерного моделирования. С другой стороны, компьютер должен помогать развитию творческих способностей учащихся, способствовать обучению новым профессиональным навыкам и умениям, развитию логического мышления. Процесс обучения должен быть направлен не на умение работать с определенными программными средствами, а на технологии работы с различной информацией: аудио- и видео-, графической, текстовой, табличной.

Современные инструментальные средства позволяют реализовать всю гамму компьютерных обучающих средств. Однако их использование требует достаточно высокой квалификации пользователя. Поэтому в настоящее время разработаны и широко используются специальные инструментальные средства, характеристика которых представлена в табл. 4.1.

№ и/п	Название ИС, фирма-разработ чик	Назначение	Возможности	Отличительные особенности
	Адаптивная аналоговая информационная система АДОНИС (ADONIC), НПФ «Росфайл», г. Зеленоград	Организация библиотеки учебных курсов (УК). Резервирование УК в библиотеке. Формирование и корректировка параметров УК. Интерпретация УК в режиме обучения	Резервирование УК в библиотеке, формирование и корректировка параметров УК, интерпретация УК в режиме обучения и контроля с анализом свободно конструируемых ответов обучаемого с помощью развитого анализатора ответов и сбором статистики результатов обучения, распечатка содержимого курса	Введены векторные шрифты и трехмерная графика, расширены возможности текстового редактора, введены дополнительные утилиты
	Автоматизированная обучающая система АОСМИКРО (AOCMICRO), Московский инженерно-физический институт (МИФИ)	Создание компьютерных обучающих программ	Связь между собой основных блоков и блока переменных, архивирование файлов графического материала. Рисунки формируются с помощью встроенного графического редактора	Удобный кнопочный интерфейс пользователя; развитые возможности ввода ответов в форме чисел, текстовой строки, математической формулы, графики, структурной схемы; поддержка одновременного движения на экране до 15 графических объектов с возможностью управления с клавиатуры; высокая степень упаковки кадров
	Универсальный редактор обучающих курсов УРОК (ШОК), ТОО ДиСофт, Москва	Редактор обучающих курсов	Регистрация УК; формирование программ обучения; спецификация и хранение результатов обучения; формирование протокола обучения. Имеются однопользовательский и многопользовательский варианты для сетевой ОС Novell Netware	Развитые средства для анимации и моделирования динамических процессов, наличие сетевого варианта
	СЦЕНАРИЙ (SCENARIO), Институт имитационных технологий, Санкт-Петербург	Создание компьютерных обучающих программ	Формальное описание набора компонентов компьютерной программы, порядка и правил их взаимодействия. Версии под MS DOS и Windows	Наглядная визуализация создаваемой программы в виде многоуровневой структурной схемы, каждый элемент которой может быть как отдельным блоком, так и новой структурной схемой
	Слоистая машина (STRATUM COMPUTER), Уральский центр «Транслоерные технологии», г. Пермь	Разработка прикладных систем в различных сферах: обучение; графический дизайн, мультипликация; моделирование алгоритмизация; манипулирование данными и объектами	Фиксация неформальных образцов в виде чертежей, картинок, текстов, графиков, каркасных трехмерных изображений, музыкальных фрагментов. Моделирование, синтезирование и расчет всех объектов, поведение которых можно представить в математическом и алгоритмическом видах
	Наставник (The Educator), Казанский научно-учебный цешр НПО ВТИ	Разработка обучающих, контролирующих, демонстрационных курсов, тестирующих программ и рекламных «роликов» специалистами-предметниками без использования программирования	Позволяет создавать информационные компоненты (курсы, меню), служащие для объединения в иерархическую систему множества курсов, и глоссарии, дающие возможность произвольного доступа к информации
	ТАМАС (TAMAS) Тамбовский ЦНИТ г. Тамбов	Создание электронного учебника на основе обобщенных страниц и его использование на основе принципа Multi Media при выводе разнородных страниц (графика, текст, музыка, речь)	Создание и редактирование текстового файла, графического файла в формате PCX, музыкального файла с пятиголосной мелодией по нотам, звукового файла формата Sound Digitizer и Sound Blaster, упакованной базы электронного учебника. Постраничный просмотр в режиме диалога кадров УК в произвольном порядке
	Учитель и ученик (Teacher and Pupil), СП «Диалог» г. Набережные Челны	Обучение и контроль знаний	Для контроля знаний используется ответ в форме текстовой строки или выбор одного из предложенных ответов. Ведется статистика результатов контроля знаний
	СИМТЕХ (SIMTEX), АО «СИМТЕХ», г. Омск	Обеспечивает решение прикладных задач	Реализация и анализ моделей и объектов различной физической природы, основанных на структурном представлении элементов типа «вход—выход», разработка обучающих систем по различным техническим дисциплинам, построение тренажеров для оперативного персонала и специалистов по автоматизации технологических объектов, разработка систем автоматизации испытаний и технической диагностики, сбор, обработка и анализ экспериментальных данных
	Комплекс автоматизированных дидактических средств КАДИС, Самарский аэрокосмический университет	Технология дидактического проектирования, инструментальные средства и учебные комплексы по различным отраслям знаний	Просмотр теории, тренинг по теории, контроль по теории, работа со словарем терминов и понятий, решение задач с использованием специальных моделирующих или расчетных программ. Заполнение базы данных комплекса текстовой и графической информацией, упражнениями с выборочными, числовыми и конструируемыми ответами, подключение мультипликационньк вставок, демонстрационных, расчетных и тренирующих программ
	Универсальный инструмент разработки обучающих программ COSTOC (Computer Supported Of Computer science), MMT «International» и НПО «Центрпрорам-мсистем»	Создание компьютерных обучающих программ	Создание учебников по любому курсу обучения в вузе, техникуме, школе, управление обучением и контроль за выполнением заданий
	Кобра (COBRA), Институт точной механики и оптики, Санкт-Петербург	Подготовка контролирующих программ	Регистрация и оценка результатов работы обучающегося, сбор статистики по всем обучающимся	Простота в использовании и высокая скорость подготовки учебного материала, достигаемые за счет ограничения возможностей по сравнению с универсальными системами благодаря наличию годовых форматов для контролирующих кадров различных типов. Работа с графическим редактором при отсутствии «мыши»
	SHELP NOVEX Technology Ltd, Москва	Создание информационно-справочных систем, словарей, справочников, контекстных HELP, демонстрационных и обучающих программ	Автономные и резидентные информационно-справочные системы. Гипертекст для текстовых и графических кадров	Позволяет осуществлять вызов справочника из прикладной программы

К сожалению, большая часть учебных программных продуктов представляет собой аналоги существующих учебников. Более правильным является использование информационных технологий для изучения процессов и явлений, не поддающихся визуальному исследованию и изучению на основе существующих образовательных технологий. Другой сферой применения информационных технологий является домашнее образование.

Одним из направлений информатизации сферы образования, предлагаемых компанией ИВИТО (Интеграция и внедрение информационных технологий в образование) является разработка и поставка комплексных решений, включающих аппаратное и программное обеспечение, а также методическое сопровождение. В таблице представлены программы, рекомендуемые для изучения компьютерных технологий в школе.

Виды технологий	Программное обеспечение для Macintosh
Технологии работы с оперативной информацией	1. Graphic Converter, Stufflt Deluxe, DiskCopy, Chooser, Textar Converter 2. Adapted Toast, Camedia Master, Twinax Scanner 3. Adapted Toast, Camedia Master, Twinax Scanner
Сетевые технологии	1. AppleShare, AirPort 2. NetworkAssistant 3. Macintosh Manager, NetBoot
Технологии работы с операционными системами	I.Mac OS 9.1 2. Mac OS X, Windows 98 3. Linux, Unix, Windows NT
Издательские технологии	1. SimpIeText, Маэстро, AppleWorks 2. Adobe PegeMaker, PaiterClassic 3. QuarkXPress, Acrobat, Photoshop, Illustrator, Freehand
Виды технологий	Программное обеспечение для Macintosh
Технологии работы с табличной информацией	1. AppleWorks 2. MS Excel, FileMaker 3. MS Excel, FileMaker
Технологии презентаций	1. AppleWorks 2. PowerPoint 3. OneApp SlideShope
Технологии работы с аудиоинформацией	1. SimpleSound, iTunes 2. ProTools 3. ProTools
Технологии работы с видеоинформацией	1. iMovie 2. QuickTime, QuickTime VR 3. Final Cut Pro, Adobe Premiere
Технологии создания мультимедийных продуктов	1. KidPix, ЛогоМиры, HyperStudio 2. Macromedia Flash, Electrifine, LiveStage 3. Macromedia Director
Интернет-технологии	1. Internet Explorer, Netscape Communicator, Microsoft Outlook, BBEdit, Dreamweaver 2. Adobe GoLive 3. Adobe GoLive
Технологии программирования	1. ПервоЛого, ЛогоМиры 2. RealBasic, JavaScript 3. AppleScript, JavaScript, Code Warrior Cold

Использование компьютеров Macintosh связано с тем, что фирма Apple, одна из немногих ориентирующих свою деятельность специально на образование.

Большое распространение в сфере образования получил Интернет. Ресурсы Интернета чрезвычайно обширны от компьютерных учебников, энциклопедий до шпаргалок. Диапазон применения Интернета простирается от самостоятельной работы до дистанционного образования, а круг пользователей включает и учащихся, и учителей. Большинство учебных заведений имеет собственные сайты.

Все существующие образовательные сайты можно разделить на две группы: «стихийные» и «организованные».

«Стихийные» сайты, пользующиеся большой популярностью, содержат рефераты, курсовые, дипломы и т.п. Они однотипны по своей структуре, как правило, включают тематические рубрики. Наиболее известны из таких WEB-ресурсов следующие адреса:

www.referat.ru; allreferats.narod/ra; www.referatov.net, htpp://www.km/ ru//education.

«Организованные» сайты, имеют определенную структуру, направленную на решение ряда образовательных задач, и ориентированы на более широкий круг пользователей (преподавателей, учащихся, родителей). Портал «Поколение.ш» (www.pokoleniye.ru) включает разделы, являющиеся полноценными сайтами со своей структурой: «Учитель.ра», «Родитель.ра», «Писатель.ра» и др. Сайт http://all.edu.ru представляет официальную информацию Минобразования РФ, Федерации образования I) Интернете, «Учительской газеты» и других организаций об образовании. Сайт emigrant.com.ru рассказывает о возможностях образования в Интернете за рубежом. Следует отметить, что дистанционное образование в Интернете, является бурно развивающимся направлением, приносящим большой доход. Основные достоинства такого обучения: низкая себестоимость, большая пропускная способность и интеграция в мировое образовательное пространство.