5. Дидактические возможности информационных и коммуникационных технологий.

Под дидактическими свойствами того или иного средства обучения, в том числе и информационно-коммуникационных технологий, следует понимать природные, технические, технологические качества объекта, те его стороны, аспекты, которые могут использоваться с дидактическими целями в учебно-воспитательном процессе.

Периферийные устройства компьютера, такие как монитор и колонки часто используются в образовании для улучшения усвоения аудио и визуальной информации учащимися.

Дидактическое использование информационных и коммуникационных технологий в образовании.

• отображение и передача информации в текстовом, графическом, звуковом, видео-, анимационном формате посредством образовательных электронных ресурсов;

• возможность поиска интересующей информации;

• возможность закрепления полученных знаний в умениях и отработки практических навыков;

• возможность оценивания полученных знаний, умений и навыков; организация общения с преподавателем курса.

• подготовка, редактирование и обработка учебной, учебно-методической, научной информации;

• хранение и резервирование информации;

• систематизация информации;

• распространение информации в различной форме с помощью инфо-коммуникационных средств;

• обеспечение доступа к информации. Возможность подключения к любым электронным банкам и базам данных учебного назначения для получения интересующей информации;

• загрузка информации с различных носителей.

6. Роль информационных и коммуникационных технологий в реализации новых стандартов образования.

Прорыв в области ИКТ, происходящий в настоящее время, заставляет пересматривать вопросы организации информационного обеспечения научно-исследовательской деятельности. Можно выделить несколько возможностей использования информационных технологий.

для поиска литературы в электронном каталоге библиотеки учебного заведения в Internet с применением браузеров типа Internet Explorer, Mozilla Firefox и др., различных поисковых машин (Yandex.ru, Rambler.ru, Mail.ru, Aport.ru, Google.ru, Metabot.ru, Search.com, Yahoo.com, Lycos.com и т.д.)

для работы с литературой в ходе реферирования, конспектирования, аннотирования, цитирования и т.д.

для автоматического перевода текстов с помощью программ-переводчиков (PROMT XT), с использованием электронных словарей (Abby Lingvo 7.0.);

для хранения и накопления информации (CD-, DVD-диски, внешние накопители на магнитных дисках, Flash-диски);

для планирования процесса исследования (система управления Microsoft Outlook);

для общения с ведущими специалистами (Internet, электронная почта);

для обработки и воспроизведения графики и звука (проигрыватели Microsoft Media Player, WinAmp, Apollo, WinDVD, zplayer, программы для просмотра изображений ACD See, PhotoShop, CorelDraw, программы для создания схем, чертежей и графиков Visio) и др.;

для пропаганды и внедрения результатов исследования (выступления в видеофорумах, телемостах, публикации в СМИ, Интернет).

Также информационные технологии могут оказать помощь в создании по результатам исследования учебных и воспитательных фильмов, мультфильмов, передач, роликов социальной рекламы для телевидения, обучающих компьютерных программ, игр, интерактивных путешествий, энциклопедий и т.д.

Лекция №2 «Аппаратные средства и программное обеспечение реализации информационных процессов в образовании».

Цели:

Образовательные:

• Способствовать формированию системы знаний, умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании.

• Познакомить с аппаратными средствами ИКТ.

• Познакомить с нормативно-правовой базой по вопросам использования и создания программных продуктов и информационных ресурсов.

• Познакомить с педагогическими технологиями, эффективными в виртуальном пространстве.

• Развивающие:

• Развивать и стимулировать исследовательскую деятельность студентов.

• Способствовать развитию коммуникации в виртуальном пространстве.

• Воспитательные:

• Формировать мотивацию к информационной педагогической деятельности.

• Воспитывать ответственность за результаты своей деятельности.

1. Аппаратные средства реализации информационных процессов в образовании.

2. Тенденции развития электронной вычислительной техники, как средств управления информацией. Технологии обработки информации.

3. Варианты использования основных видов программного обеспечения: прикладного, системного, инструментального в образовательном процессе.

4. Внедрение открытого программного обеспечения. Кодирование и современные форматы аудиовизуальной информации.

1. Аппаратные средства реализации информационных процессов в образовании.

Все средства ИКТ, применяемые в системе образования можно разделить на два типа: аппаратные и программные.

Аппаратные средства:

К аппаратным средствам информационных процессов относят комплекс электронных, электрических и механических устройств. Главным аппаратным и универсальным средством является компьютер.

Компьютер - универсальное устройство обработки информации.

Принтер позволяет фиксировать на бумаге информацию, найденную и созданную учащимися или учителем для учащихся. Для многих школьных применений желателен цветной принтер.

Проектор повышает уровень наглядности в работе учителя, а также возможность представлять учащимся результаты своей работы всему классу.

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к  проекционному искусству.

Телекоммуникационный блок дает доступ к российским и мировым информационным ресурсам, позволяет вести дистантное обучение и переписку с другими школами.

Устройства для ввода текстовой информации и манипулирования экранными объектами - клавиатура и мышь Особую роль соответствующие устройства играют для учащихся с проблемами двигательного характера, например, с ДЦП.

Устройства для записи (ввода) визуальной и звуковой информации (сканер, фотоаппарат, видеокамера, аудио- и видеомагнитофон) дают возможность непосредственно включать в учебный процесс информационные образы окружающего мира.

Устройства регистрации данных (датчики с интерфейсами) существенно расширяют класс физических, химических, биологических, экологических процессов, включаемых в образование при сокращении учебного времени, затрачиваемого на рутинную обработку данных.

Управляемые компьютером устройства дают возможность учащимся различных уровней способностей освоить принципы и технологии автоматического управления.

Электросвязь  среда для передачи информации с помощью электромагнитных сигналов, например, по проводам, волоконно-оптическому кабелю или по радио.

Внутриклассная и внутришкольная сети позволяют более эффективно использовать имеющиеся информационные, технические и временные (человеческие) ресурсы, обеспечивают общий доступ к глобальной информационной сети

Аудио-видео средства обеспечивают эффективную коммуникативную среду для воспитательной работы и массовых мероприятий.

Регистрирующее устройство (регистратор) — прибор для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств. В измерительной технике — совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины. В регистрирующих устройствах обычно предусматривается возможность привязки записываемых значений параметров к шкале реального времени. Кроме регистрирующих устройств для записи данных, существуют также устройства регистрации аудиовизуальной информации (магнитофоны, видеомагнитофоны, фото- и кино- и видеокамеры и т. д.).

Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства. Это способствует развитию коммуникационных способностей учащихся, развитию умений моделировать задачу или ситуацию, формирование умений осуществлять экспериментально–исследовательскую деятельность. Регистрирующие устройства позволяют осуществлять контроль с  диагностикой ошибок  и с обратной  связью.

2. Тенденции развития электронной вычислительной техники, как средств управления информацией. Технологии обработки информации.

В настоящее время глубоко стали развиваться компьютерные сети. С помощью них можно осуществить практически любой способ передачи информации. Помимо традиционных информационных технологий, таких как почта, факс, телефон, которые и раньше использовались в процессах информационного обмена, начинают все шире применяться электронная почта, Интернет, телеконференции, видеоконференции, мультимедийные средства.

Программные средства:

Общего назначения и связанные с аппаратными (драйверы и т. п.) дают возможность работы со всеми видами информации.

Источники информации - организованные информационные массивы энциклопедии на компакт-дисках, информационные сайты и поисковые системы Интернета, в том числе специализированные для образовательных применений.

Виртуальные конструкторы позволяют создавать наглядные и символические модели математической и физической реальности и проводить эксперименты с этими моделями.

Тренажеры позволяют отрабатывать автоматические навыки работы с информационными объектами: ввод текста, оперирование с графическими объектами на экране и пр.

Тестовые среды позволяют конструировать и применять автоматизированные испытания, в которых учащийся полностью или частично получает задание через компьютер, и результат выполнения задания также полностью или частично оценивается компьютером

Комплексные обучающие пакеты (электронные учебники) - сочетания программных средств перечисленных выше видов - в наибольшей степени автоматизирующие учебный процесс в его традиционных формах, наиболее трудоемкие в создании, наиболее ограничивающие самостоятельность учителя и учащегося.

Информационные системы управления обеспечивают прохождение информационных потоков между всеми участниками образовательного процесса: учащимися, учителями, администрацией, родителями, общественностью.

Экспертные системы - программная система, использующая знания специалиста-эксперта для эффективного решения задач в какой-либо предметной области.

3. Варианты использования основных видов программного обеспечения: прикладного, системного, инструментального в образовательном процессе.

Электронная почта (E-mail) является одним из наиболее удобных, простых и быстрых способов передачи информации. Основываясь на сетевом использовании компьютеров, дает возможность пользователю получать, хранить и отправлять сообщения своим партнерам по сети. С помощью электронной почты можно организовать практически мгновенную доставку файлов с необходимой информацией.

В образовательном процессе электронная почта может использоваться для доставки учебных материалов как одному, так и многим обучаемым, для обеспечения обратной связи с образовательным учреждением, с преподавателем-консультантом, для общения обучаемых друг с другом.

Электронное письмо представляет собой предназначенный для пересылки текстовый файл. Он состоит из заголовка, в котором содержится адрес студента или преподавателя, и собственно текста письма: вопросы по изучаемой теме, ответы на них, ответы на тесты или самостоятельно выполненное контрольное задание. Служба электронной почты позволяет присоединять к письму файлы любого формата, размером, как правило, не более 0,5–1 Мбайта.

На основе электронной почты возможна автоматическая рассылка информации (mail-list), доска объявлений типа Bulletin Board System (BBS), off-line конференции типа «эхо» FidoNet.

В Интернете широко распространены такие средства общения, как чаты. Английское слово chat обозначает «разговор, беседа».

У электронной почты имеется один существенный недостаток: она обеспечивает однонаправленную связь. Для обеспечения двухсторонней связи потребуется многократно посылать и принимать сообщения по электронной почте общающимся между собой пользователям. Однако, являясь дешевым и доступным средством коммуникации людей, электронная почта широко используется в системе дистанционного обучения.

Web-серверы сети Internet. Известно, что Internet — это самая большая и мощная компьютерная сеть в мире. Совокупность Web-серверов этой сети образует «всемирную паутину» WWW (World Wide Web), которая представляет собой универсальную информационную среду с мировыми информационными ресурсами.

Работает она по принципу «клиент — сервер». Одна программа — «сервер» — занимается хранением и передачей информации по запросу других компьютеров; вторая – «клиент» — устанавливается на компьютере пользователя и служит для посылки запросов на WWW-сервер, получения и отображения полученной информации на компьютере пользователя. При этом соединение между WWW-сервером и клиентом одноразовое: получив запрос от клиента и выдав ему документ, сервер прерывает связь.

Система компьютерных сетей Интернет использует для взаимодействия стандартные протоколы TCP/IP. Протокол TCP (Transfer Control Protocol) описывает, каким образом два подключенных к Интернету компьютера могут установить связь друг с другом с подтверждением этой связи. Протокол IP (Internet Protocol) описывает, как подключенный к Интернету компьютер должен разбивать данные на пакеты для передачи по сети и каким образом эти пакеты должны адресоваться, чтобы их можно было доставить по месту назначения; подтверждения установления связи этот протокол не предусматривает.

В Интернете имеются два основных средства поиска информации, реализующие разные методы, но единые в своих целях: каталоги и поисковые серверы (поисковые машины).

Каталоги Интернета — это средства хранения коллекций ссылок на различные сетевые ресурсы, в первую очередь на документы WWW. Пользователь лишь должен найти интересующий его вопрос в каталоге. Каталоги имеют иерархически организованную систематическую структуру. Они обеспечивают такой сервис, как поиск по ключевым словам в своей базе данных, представление списков последних поступлений. Поисковые серверы — это выделенные компьютеры, которые автоматически просматривают ресурсы сети Интернет. Пользователь сообщает поисковому серверу фразу или набор ключевых слов, описывающих интересующую его тему. В ответ на такой запрос сервер сообщает пользователю список соответствующих ресурсов. Среди наиболее востребованных поисковых серверов: Yandex, Rambler, Google.

Если стандарты и протоколы Интернета используются внутри корпоративной сетью, то такая сеть называется интранетом. Создание подобных серверов в учебных заведениях предоставляет доступ к информационным ресурсам этих заведений. На Web –серверах учебные заведения могут предоставлять необходимые сведения для организации учебного процесса (расписание занятий, график проведения консультаций и т. д.), структурированную учебную информацию по учебным дисциплинам, ссылки на полезные информационные ресурсы (электронные библиотеки, образовательные порталы и т. п.).

С помощью Web-сервера легко осуществить распространение учебного материала; организовать групповую работу в сети; предоставить возможность интерактивного взаимодействия слушателя с обучающими программами; обеспечить работу в локальной сети учебного заведения.

В настоящее время большинство учебных заведений не мыслит себе дальнейшего развития дистанционного обучения без использования Web-серверов.

Телеконференции являются активной формой групповой работы, позволяя организовать обсуждение вопросов и обмен мнениями студентов между собой и с преподавателями. Телеконференции (теле – от греческого «далеко») могут служить основой для ведения учебной работы на расстоянии. И неважно, в какой информационной среде и какими техническими средствами (электронная почта, Web-сервер и т. п.) они организованы. Важно другое: телеконференции позволяют организовать публичные обсуждения различных вопросов; устроить обмен мнениями среди слушателей; наконец, устранить состояние полной изолированности каждого обучаемого. Телеконференции организуются следующим образом. На специальном сервере хранятся сообщения по определенной тематике. Пользователи (студенты и студенты) могут читать эти сообщения и отправлять свои сообщения в интересующий их раздел. Материалы хранятся в удобной для работы форме, их можно дополнять, изменять, сохранять. Они доступны в любое время в течение продолжительного периода.

Существуют телеконференции заочные, так называемые «off-line», и очные — «on-line», позволяющие проводить дискуссию в реальном режиме времени. Интерактивное общение пользователей в режиме «on-line» реализуется с помощью системы IRC (Internet Relay Chat). Эта система предназначена для бесед в режиме реального времени и существует благодаря высокой скорости передачи информации в сети Internet. При работе в этой системе пользователь на одной части экрана монитора видит постоянно поступающую информацию по выбранной теме, а в другой может помещать в эту же группу свои сообщения, которые тут же поступают на дисплеи всех остальных участников группы.

Таким образом, телеконференции могут стать, а в ряде случаев уже являются, мощными педагогическими и психологическими средствами в системе дистанционного обучения.

Видеоконференции. Современные компьютерные сети предоставляют возможность организации сеансов видеосвязи. В этом случае участники видеоконференции имеют возможность в режиме реального времени обмениваться видео- и аудиоинформацией, а также передавать различные электронные документы, включающие текст, таблицы, графики, компьютерную анимацию, видеоматериалы. Настольные видеоконференции, использующие миниатюрные видеокамеры, подключенные к компьютеру, могут быть использованы для индивидуальных консультаций, проведения семинаров и дискуссий в небольших (до 4–5 человек) группах. Такие видеоконференции легко организовать в сети Internet для этого необходимо лишь иметь соответствующим образом оборудованный компьютер. И если сегодня не всякий российский гражданин может позволить себе оборудовать подобным образом свой домашний компьютер, то оснастить таким оборудованием один или несколько компьютеров в учебно-консультационных пунктах или представительствах учебного заведения в других городах и регионах не представляет никакой сложности.

Для больших аудиторий проведение видеоконференции требует мощного проектора и большого экрана, либо больших по размерам телевизионных или компьютерных мониторов.

Видеоконференция по так называемым каналам ISDN (Integrated Service Digital Network – цифровая сеть с интеграцией услуг) обладает гораздо большими педагогическими возможностями. Эта сеть, подобная телефонной, но может одновременно с высокой скоростью и качеством передавать голос, текст и видеоданные. Сегодня эта услуга доступна населению многих городов страны. Она позволяет организовать не только групповую работу с большим числом участников, но и обеспечивает возможность совместного управления экраном компьютера, а именно, создание чертежей и рисунков, одновременную корректировку их с помощью светового пера и с той и с другой стороны, предъявление и передачу фотографического и рукописного материала.

Видеоконференция по цифровому спутниковому каналу дает высокое качество передаваемого видеоизображения. Из-за высокой стоимости эта технология используется в основном в больших аудиториях для проведения обзорных лекций с привлечением крупных специалистов и для учебных и коллективных обсуждений итогов курсов и образовательных программ.

Мультимедиа. Этим словом объединяют информационные технологии, сочетающие различные средства отображения информации: текст, звук, рисунки, чертежи, фотографии, видео, анимацию, трехмерное изображение. Использование мультимедийных технологий в образовании умножает педагогические возможности преподавателей учебного заведения, делает процесс обучения более наглядным, создает дополнительную мотивацию у обучаемых к изучению материала.

Самыми популярными мультимедийными средствами являются, пожалуй, анимация и видео. Анимация, наподобие мультипликационных фильмов, позволяет показывать динамику различных процессов, происходящих в устройствах, приборах, схемах. Видеоматериалы из реальной жизни, вставленные в учебные материалы, дают возможность лучше иллюстрировать конкретные процессы, явления, действия, технологии и т. п.

4. Внедрение открытого программного обеспечения. Кодирование и современные форматы аудиовизуальной информации.

Открытое программное обеспечение (англ. open-source software) — программное обеспечение с открытым исходным кодом. Исходный код таких программ доступен для просмотра, изучения и изменения, что позволяет пользователю принять участие в доработке самой открытой программы, использовать код для создания новых программ и исправления в них ошибок — через заимствование исходного кода, если это позволяет совместимость лицензий, или через изучение использованных алгоритмов, структур данных, технологий, методик и интерфейсов. В настоящее время открытое программное обеспечение не получило широкого распространения в России, среди причин чему называют широкое нелегальное распространение собственнического программного обеспечения.

Однако, решениями Правительства и президента РФ Дмитрия Анатольевича Медведева, российское открытое программное обеспечение в 2008 году внедрено во всех школах Российской Федерации и будет установлено во всех государственных и бюджетных организациях для обеспечения национальной безопасности в сфере ИТ.

Открытое программное обеспечение может свободно устанавливаться и использоваться во всех школах, офисах, вузах и на всех личных компьютерах и во всех государственных, бюджетных и коммерческих организациях и учреждениях России и в странах СНГ, согласно открытому лицензионному соглашению GNU. Решением Правительства Российской Федерации в марте 2008 года, все средние школы России получили базовые пакеты лицензионного собственнического программного обеспечения для обучения компьютерной грамотности, основам информатики и новым информационным технологиям с операционными системами Windows.

В трёх регионах России в 2008 году развёрнуты работы по внедрению и использованию в средних школах базовых пакетов программ для кабинетов информатики и вычислительной техники и начата подготовка учителей и преподавателей информатики технологии работы с открытым программным обеспечением в среде Windows и Linux.

Согласно Доктрине информационной безопасности РФ, обучение компьютерной грамотности и информатике должно сопровождаться правовым ликбезом в обучении защите информации в ЭВМ, защите от компьютерных вирусов, порно-сайтов и обеспечению информационной безопасности в локальных и глобальных сетях ЭВМ на базе лицензионного и свободного открытого программного обеспечения.

Российские разработчики в основном помогают развитию англоязычных проектов или выпускают локализованные редакции международных проектов (например, OpenOffice Pro на базе OpenOffice.org). Крупных российских проектов с открытыми кодами немного (например, FAR Manager, DriverPack Solution, 7-Zip). Небольшие программы чаще бывают только бесплатными, без открытия исходных кодов (например, Aimp, Light Alloy).

Под информационными технологиями понимается процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационный продукт). Основная цель использования информационных технологий производство информации для ее последующего анализа и принятия пользователем соответствующих решений.

Существуют специальные, так называемые, инструментальные средства создания мультимедийных фрагментов. Это аппаратные и программные средства, которые образуют студию-мультимедиа.

Кодирование и современные форматы аудиовизуальной информации.

В компьютерной музыке используется аббревиатура MIDI, которая расшифровывается как Musical Instrument Digital Interface (Цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Имеется стандарт, описывающий основные используемые инструменты, – GM (General MIDI – единый MIDI). В стандарте описаны пятнадцать групп мелодических инструментов и одна группа ударных инструментов.

Значительно лучшее качество звучания дают волновые таблицы (Wave Table). В таблице записаны закодированные звуки реальных инструментов. При этом используется метод кодирования амплитуды звукового сигнала через короткие промежутки времени. Однако волновые таблицы могут занимать много места в памяти.

Чтобы уменьшить объем, занимаемый цифровыми аудиоданными, применяют различные методы сжатия информации, в частности алгоритмы MPEG. Например, применение сжатия по алгоритму MPEG-1 Layer 3 (МР3) позволяет уменьшить объем данных более чем в десять раз, при сохранении качества звука, близкого к audio-CD. Наряду с МР3 применяется формат сжатия по стандарту WMA (Windows Media Audio), поддерживаемый последними версиями операционных систем Windows.

За воспроизведение и запись звука в компьютерах отвечают специальные звуковые адаптеры. Звуковой адаптер содержит еще один специализированный процессор, тем самым освобождая основной процессор от функций по управлению воспроизведением звука.

Лекция №3 «Современные цифровые носители информации».

Цели:

Образовательные:

• Способствовать формированию системы знаний, умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании.

• Познакомить с современными цифровыми носителями информации.

• Рассмотреть способы взаимодействия педагога с субъектами педагогического процесса и представителями профессионального сообщества в сетевой информационной среде.

Развивающие:

• Развивать и стимулировать исследовательскую деятельность студентов.

• Развивать способности оценивания преимуществ, ограничений и выбора аппаратных средств для решения профессиональных и образовательных задач.

• Способствовать совершенствованию профессиональных знаний и умений путем использования возможностей информационной среды.

Воспитательные:

• Формировать мотивацию к информационной педагогической деятельности.

1. Современные цифровые носители информации.

2. Флеш_память.

3. Оптические диски.

4. Жёсткие диски.

5. Микросхемы SDRAM .

1. Современные цифровые носители информации.

Как правило, мультимедийные фрагменты занимают большой объем компьютерной памяти. И если хранение больших объемов информации в компьютере, в частности, на Web-сервере, особых проблем не вызывает, то передача большого количества информации может занять очень много времени. Например, передача информации объемом в 20 мегабайт через модем, работающий со скоростью 56 килобит в секунду по сети Internet, будет осуществляться почти час. Конечно, информацию можно сжать и тем самым сократить время передачи. Однако, лучше всего приспособлены для хранения и транспортировки мультимедийных учебных программ лазерные диски, которые сегодня широко распространены и известны под названием CD-ROM.

Наиболее распространенные в настоящее время ЗУ:

• Флеш-память: USB-накопители, карты памяти в телефонах и фотоаппаратах, SSD

• Оптические диски: CD, DVD, Blu-Ray и др.

• Жёсткие диски (НЖМД)

• Микросхемы SDRAM (DDR и XDR)

К основным параметрам ЗУ относятся информационная ёмкость (бит), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.

2. Флеш_память  (англ. flashmemory) разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объему, скорости работы и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации.

Специфические внешние условия могут катастрофически сократить срок хранения данных. Например, повышенные температуры или радиационное (гамма-лучевое и высокоэнергичными частицами) облучение.

Скорость стирания варьируется от единиц до сотен миллисекунд в зависимости от размера стираемого блока. Скорость записи — десятки—сотни микросекунд.

Обычно скорость чтения для NOR-микросхем нормируется в десятки наносекунд. Для NAND-микросхем скорость чтения десятки микросекунд.

Существует два основных применения флеш-памяти: как мобильный носитель информации и как хранилище программного обеспечения («прошивки») цифровых устройств. Зачастую эти два применения совмещаются в одном устройстве.

Флеш-память позволяет обновлять прошивку устройств в процессе эксплуатации.

NOR

Применение NOR флеши — устройства энергонезависимой памяти относительно небольшого объема требующие быстрого доступа по случайным адресам и с гарантией отсутствия сбойных элементов.

Встраиваемая память программ однокристальных микроконтроллеров. Типовые объемы — от 1 кБайта до 1 МБайта.

Стандартные микросхемы ПЗУ произвольного доступа для работы вместе с микропроцессором.

Специализированные микросхемы начальной загрузки компьютеров (POST и BIOS), процессоров ЦОС и программируемой логики. Типовые объемы — единицы..десятки МБайт.

Микросхемы хранения среднего размера данных, например DataFlash. Обычно снабжаются интерфейсом SPI и упаковываются в миниатюрные корпуса. Типовые объемы — от сотен кБайт до технологического максимума.

Там где требуются рекордные объемы памяти — NAND флеш вне конкуренции.

В первую очередь это всевозможные мобильные носители данных и устройства требующие для работы больших объемов хранения. В основном это USBHYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/USB_flash_drive" брелоки и карты памяти всех типов, а также мобильные медиаплееры.

Флеш память NAND типа позволила миниатюризировать и удешевить вычислительные платформы на базе стандартных операционных систем с развитым программным обеспечением. Их стали встраивать во множество бытовых приборов: сотовые телефоны и телевизоры, сетевые маршрутизаторы и точки доступа, медиаплееры и игровые приставки, фоторамки и навигаторы.

Высокая скорость чтения делает NAND память привлекательной для кэширования винчестеров. При этом часто используемые данные операционная система хранит на относительно небольшом твердотельном устройстве, а данные общего назначения записывает на дисковый накопитель большого объема.

Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам NAND память активно вытесняет из обращения носители других типов. Сначала исчезли дискеты и дисководы гибких магнитных дисков^[7], ушли в небытие накопители на магнитной ленте. Магнитные носители практически полностью вытеснены из мобильных и медиа- применений. Сейчас флеш-память активно теснит винчестеры в ноутбуках и уменьшает долю записываемых оптических дисков.

Стандартизацией применения чипов флеш-памяти типа NAND занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Текущим стандартом считается спецификация ONFI версии 1.0, выпущенная 28 декабря 2006 года. Группа ONFI поддерживается конкурентами Samsung и Toshiba в производстве NAND-чипов: Intel, Hynix и Micron Technology.

В декабре 2009 года, Toshiba заявила, что 64 Гб NAND память уже поставляется заказчикам, а массовый выпуск начался в первом квартале 2010 года.

16 июня 2010 года Toshiba объявила о выпуске первого в истории 128 Гб чипа, состоящего из 16 модулей по 8 Гб. Одновременно с ним в массовую продажу выходят и чипы в 64 Гб.^{HYPERLINK "http://ru.wikipedia.org/wiki/Flash-%EF%E0%EC%FF%}

Для увеличения объёма в устройствах часто применяется массив из нескольких чипов. К 2007 году USB устройства и карты памяти имели объём от 512 Мб до 64 Гб. Самый большой объём USB-устройств составлял 4 терабайта.

В 2010 году Intel и Micron сообщили об успешном совместном освоении выпуска 3-битной (TLC) флеш-памяти типа NAND с использованием норм 25-нм техпроцесса .

В апреле 2011 года Intel и Micron объявили о разработке MLC NAND флэш-чипа емкостью 8 Гбайт (64 Гбит), произведенного по технологии 20 нм. Первый 20-нм NAND чип имеет площадь 118 мм², что на 30-40 % меньше, чем у доступных в настоящее время 25-нм чипов на 8 Гбайт. Согласно данным от разработчиков, новинка обеспечивает такую же производительность и надежность, как и предыдущее 25-нм поколение, повысив плотность размещения. Массовое производство данного чипа начнется во второй половине 2011 года. Конечных продуктов на базе новых 20-нм флэш-чипов не стоит ожидать до 2012 года.

6 декабря 2011 корпорация Intel и Micron Technology, Inc. анонсировали первую в мире NAND флеш-память по технологии 20 нм объёмом 128 Гб, состоящую из нескольких ячеек памяти с кристаллами по 16 Гб. Первые образцы устройств с 128 Гб памяти ожидаются в январе 2012 года, а массовые поставки в первом полугодии 2012 года.

27 августа 2011 компания Transcend совместно с институтом ITRI представили USB-накопитель с флеш-памятью ёмкостью 2 Тб и подключением по стандарту USB 3.0.

USB-флеш-накопитель  — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.

USB-флешки обычно съёмные и перезаписываемые. Размер — около 5 см, вес — меньше 60 г. Получили большую популярность в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти (от 32 МБ до 256 ГБ). Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др. Разработан умещающийся на флешку пакет программ для автоматического снятия улик с компьютера неквалифицированным полицейским (COFEE).

3. Оптический диск (англ. optical disc) — собирательное название для носителейHYPERLINK информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками питами (от англ pit — ямка, углубление) на специальном слое, на основании декодирования этих изменений устройством чтения восстанавливается записанная на диск информация. Объем хранимых данных на CD: 650,700,800,900 MB.

Blu-ray Disc, BD (англ . blue ray — синий луч и disc — диск; написание blu вместо blue — намеренное) — формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать товарный знак, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как товарный знак. Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3 ГиБ (25 ГБ), двухслойный диск может вместить 46,6 ГиБ (50 ГБ), трёхслойный диск может вместить 100 ГБ, четырёхслойный диск может вместить 128 ГБ. Ещё в конце 2008 года японская компания Pioneer демонстрировала 16-ти и 20-слойные диски на 400 и 500 ГБ, способные работать с тем же самым 405-нм лазером, что и обычные BD-плееры

Переносные накопители данных.

Некоторые типы запоминающих устройств оформлены как компактные, носимые человеком устройства, приспособленные для переноса информации. В частности:

• Флеш-память

• Переносной жёсткий диск:

• Mobile Rack

• Контейнеры для жёстких дисков

• ZIV

4. Твердотельный накопитель (англ. SSD, solid-state drive) — компьютерное запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Не содержит движущихся механических частей. Различают два вида твердотельных накопителей: SSD на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютеров, и SSD на основе флеш-памяти.

5. Аббревиатура SDRAM расшифровывается как Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом. Общий принцип организации и функционирования микросхем динамической памяти (DRAM) практически един для всех ее типов — как первоначальной асинхронной, так и современной синхронной. Основные параметры логической организации микросхем памяти — емкость, глубину и ширину, можно распространить и на модули памяти типа SDRAM. Понятие емкости (или объема) модуля очевидно — это максимальный объем информации, который данный модуль способен в себя вместить. Теоретически он может выражаться и в битах, однако общепринятой «потребительской» характеристикой модуля памяти является его объем (емкость), выраженный в байтах — точнее, учитывая современный уровень используемых объемов памяти — в мега-, или даже гигабайтах.

Ширина модуля — это разрядность его интерфейса шины данных, которая соответствует разрядности шины данных контроллера памяти и для всех современных типов контроллеров памяти SDRAM (SDR, DDR и DDR2) составляет 64 бита. Таким образом, все современные модули характеризуются шириной интерфейса шины данных «x64». Каким же образом достигается соответствие между 64-битная шириной шины данных контроллера памяти (64-битным интерфейсом модуля памяти), когда типичная ширина внешней шины данных микросхем памяти обычно составляет всего 4, 8 или 16 бит? Ответ очень прост — интерфейс шины данных модуля составляется простым последовательным «слиянием» внешних шин данных индивидуальных микросхем модуля памяти. Такое «заполнение» шины данных контроллера памяти принято называть составлением физического банка памяти. Таким образом, для составления одного физического банка 64-разрядного модуля памяти SDRAM необходимо и достаточно наличие 16 микросхем x4, 8 микросхем x8 (это наиболее часто встречаемый вариант) или 4 микросхем x16.

Оставшийся параметр — глубина модуля, являющийся характеристикой емкости (вместимости) модуля памяти, выраженной в количестве «слов» определенной ширины, вычисляется, как нетрудно догадаться, простым делением полного объема модуля (выраженного в битах) на его ширину (разрядность внешней шины данных, также выраженную в битах). Так, типичный 512-МБ модуль памяти SDR/DDR/DDR2 SDRAM имеет глубину, равную 512МБайт * 8 (бит/байт) / 64 бита = 64М. Соответственно, произведение ширины на глубину дает полную емкость модуля и определяет его организацию, или геометрию, которая в данном примере записывается в виде «64Мx64». Перед осуществлением любой операции с данными, содержащимися в определенном банке микросхемы SDRAM (чтения — команда READ, или записи — команда WRITE), необходимо «активизировать» соответствующую строку в соответствующем банке. С этой целью, на микросхему подается команда активизации (ACTIVATE) вместе с номером банка (линии BA0-BA1 для 4-банковой микросхемы) и адресом строки (адресные линии A0-A12, реальное количество которых зависит от количества строк в банке, в рассматриваемом примере 512-Мбит микросхемы памяти SDRAM их число составляет 213 = 8192).

Активизированная строка остается открытой (доступной) для последующих операций доступа до поступления команды подзарядки банка (PRECHARGE), по сути, закрывающей данную строку.

Лекция №4 «Инструментарий проекционных технологий, интерактивных технологий, систем трехмерной визуализации в учебном процессе».

Цели:

Образовательные:

• Познакомить с современными со средствами отображения информации, проекционными технологиями, интерактивными дисплейными технологиями, системами трехмерной визуализации в учебном процессе.

• Позволить учащимся оценить преимущества, ограничения программных и аппаратных средств при решении профессиональных и образовательных задач.

Развивающие:

• Развивать оценку педагогической целесообразности использования в учебном процессе основных педагогических свойств электронных образовательных продуктов.

• Развивать способности оценивания преимуществ, ограничений и выбора аппаратных средств, для решения профессиональных и образовательных задач.

• Способствовать совершенствованию профессиональных знаний и умений путем использования полученных знаний.

Воспитательные:

• Содействовать становлению профессиональной компетентности педагога через проблемные ситуации.

1. Средства отображения информации и проекционные технологии.

2. Интерактивные дисплейные технологии, системы трехмерной визуализации в учебном процессе.

1. Средства отображения информации и проекционные технологии.

Технические средства, используемые для формирования информационных моделей, называются средствами отобра­жения информации (СОИ). С помощью СОИ полученная от одного или нескольких источников информация преобразуется в информационную модель, удобную для восприятия оператором. Процесс формирования ИМ в СОИ сопровождается преобразова­нием кодов.

Параметры средств отображения информации должны определять информационно-технические, инженерно-психологические, конструктивно-технические и технико-экономические особенности СОИ. К основным параметрам СОИ следует отнести используемый алфавит, информационную емкость, разрешающую способность, быстродействие, точность воспроизведения информации, фотометрические параметры (яркость, контраст), надежность, стоимость, потребляемую мощность.

Первые видео проекторы, предназначенные исключительно для воспроизведения видео сигналов, появились в 70-х годах и выполнялись на электронно-лучевых трубках. Ряд фирм продолжает их выпуск - привлекает высокая разрешающая способность, обеспечивающая очень хорошее качество изображения. Однако аппараты эти, по нынешним меркам, не слишком яркие, весят они десятки килограмм и стоят десятки тысяч долларов. Появление жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) привело к принципиально другой конструкции видео проекторов. В ранних моделях использовались многослойные ЖКД, выпускаемые фирмой Sharp, выполненные по тонкоплёночной технологии (TFT LCD-panels). Такие дисплеи имеют диагональ от 3 до 26 см (а иногда и больше).

Светящиеся точки дисплея (пиксели) под воздействием управляющих сигналов могут излучать любой из базовых цветов (красный, зелёный, синий). По принципу действия такой ЖКД не отличается от монитора ноутбука, только в проекторе он работает на просвет и обычно имеет меньшие размеры. Более сложную конструкцию имеют появившиеся позднее проекторы, использующие выпускаемые фирмой Epson ЖКД с диагональю 3,3 см (в последнее время - 2,3 см), выполненные на базе полисиликоновой технологии (PSI LCD-panels). В таких проекторах применены 3 дисплея, каждый из которых управляет одним базовым цветом. С 1996 года в проекторах вместо ЖКД стали применять небольшие, размером с ноготь, интегральные микросхемы, разработанные фирмой Texas Instruments. Эти микросхемы, именуемые DMD (Digital Mirror Device), содержат на своей поверхности более 500 тыс. крошечных алюминиевых зеркал размером 1/1000 человеческого волоса (16х16 мкм). Каждое микрозеркало соответствует одной световой точке на экране, но если пиксели ЖКД работают на пропускание света, то микрозеркала - на отражение. Потери света при этом минимальны, что и обеспечивает преимущество таких проекторов перед проекторами на ЖКД. Кроме того, относительные расстояния между микрозеркалами существенно меньше, чем между пикселями ЖКД. За счёт этого изображение менее дробное. При отсутствии управляющего сигнала ориентация каждого микрозеркала такова, что отражённый от него свет в объектив не попадает и рассеивается в проекторе. Цветовая гамма создаётся вращением специального цветового фильтра, если используется один микрозеркальный чип, или за счёт использования трёх таких чипов, по одному на базовый цвет. Так же как и ЖКД (LCD), технология LCOS использует в своей основе жидкие кристаллы. Однако на этом сходство заканчивается. LCD технология, имеющая множество достоинств, тем не менее не свободна от некоторых недостатков. LCD матрица состоит из отдельных жидкокристаллических пикселей, прозрачность которых регулируется управляющими элементами, находящимися между пикселями. При просветном воспроизведении изображения непрозрачные управляющие элементы препятствует прохождению через матрицу света, уменьшая результирующий световой поток проектора. Эту проблему частично решают специальные микролинзы, установленные напротив каждого пикселя, которые собирают весь падающий свет и пропускают его только через прозрачную часть пикселя. Такой способ позволяет увеличить световой поток проектора примерно на 30%. Другой недостаток LCD заключается в том, что расположение жидких кристаллов в одной плоскости с управляющими элементами затрудняет уменьшение размеров пикселей и расстояний между ними. Как результат - коэффициент заполнения (отношение суммарной площади жидких кристаллов к общей площади матрицы) достигает для LCD только 60%.

2. Интерактивные дисплейные технологии, системы трехмерной визуализации в учебном процессе.

Интерактивные доски на уроке вызывают живой интерес у школьников и студентов, повышают наглядность изучаемого материала и способствуют более быстрому усвоению информации. Работники системы образования заинтересованы во внедрении ИКТ, в частности — в появлении в классах электронных досок. С их помощью преподаватели смогут сделать лекции, практические уроки и иные занятия более увлекательными.

Проектор - самое популярное средство обучения: в школьном классе, в студенческой аудитории, в лекторском зале, на тренингах и семинарах. На рынке образования в основном востребованы проекторы, представляющие собой золотую середину: не самые мощные, но и не «слабаки»; не особо громоздкие, но и не предназначенные для регулярной транспортировки; со средними значениями яркости и приемлемым уровнем шума.

Широкоформатные мониторы. Планшетные мониторы предназначены для образования, совершенствования и укрепления творческого потенциала. Эффективный инструмент в создании презентаций и подготовке интерактивных уроков. Планшетные мониторы преображают обстановку в классе! Помогают сделать электронное образования доступным каждому! Мониторы имеют все те же функции что и интерактивная доска, при помощи ПО для электронного обучения можно общаться, заполнять интерактивные формы, проводить тесты и даже отвечать на вопросы.

Безочковые 3D дисплеи — это прекрасный инструмент для привлечения и удержания внимания широкой аудитории и создания эффекта «сарафанного радио». Удивительный эффект объема «за пределами экрана» сразу же притягивает внимание публики. От того, насколько интересным и захватывающим будет содержание вашей презентации, насколько легко можно будет вовлечь человека во взаимодействие с 3D изображением, зависит то, будет ли он наблюдать за вашей презентацией несколько секунд или же несколько минут.

3D дисплей со стерео очками даст наибольший образовательный эффект при работе с небольшой аудиторией (до 10 человек).

Вот основные преимущества использования интерактивных 3D дисплеев:

• 3D дисплеи и интерактивные системы легко интегрировать друг в друга, установить и настроить;

• они всегда привлекают внимание аудитории;

• интерактивные технологии дополненной реальности «живые 3D метки» дают возможность взаимодействовать с виртуальными 3D объектами в стерео формате;

• система виртуальной реальности 3D Пойнтер вовлекает студентов в работу с презентацией и с экспозицией;

• интерактивными 3D презентациями на 3D дисплеях удобно управлять;

• обучаемый получает множество эмоций, работая и «играя» с вашим продуктом;

• презентация, стенд запоминаются;

• 3D дисплеи привлекают внимание и показывают им, что вы используете инновационные технологии;

• хорошее впечатление приносит вам хороший результат впоследствии;

• инновационные технологии работают наимидж образовательного учреждения;

• необычные вещи притягивают внимание, их обсуждают, о них пишут в прессе, о них рассказывают коллегам, партнерам, друзьям.

Лекция №5 «Информационная образовательная среда: понятийный аппарат».

Цели:

Образовательные:

• Дать понятие информационной образовательной среды.

• Рассказать об особенностях информационной образовательной среды Российского образования.

• Раскрыть педагогические цели формирования ИОС и основные возможности современной информационной образовательной среды.

Развивающие:

• Способствовать развитию представления о ИОС.

Воспитательные:

• Воспитывать культуру мышления бакалавра в аспекте информационной культуры.

• Способствовать организованности и педагогической ответственности.

План:

• Понятие информационной образовательной среды (ИОС). Компоненты ИОС.

• Информационная образовательная среда Российского образования. Федеральные образовательные порталы.

• Педагогические цели формирования ИОС.

• Основные возможности современной информационной образовательной среды.

1. Понятие информационной образовательной среды (ИОС). Компоненты ИОС.

ИОС – это информационно-образовательная среда в логическом единстве информационных и образовательных характеристик.

«Информационно-образовательная среда образовательного учреждения включает: комплекс информационных образовательных ресурсов, в том числе цифровые образовательные ресурсы, совокупность технологических средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ): компьютеры, иное ИКТ-оборудование, коммуникационные каналы, систему современных педагогических технологий, обеспечивающих обучение в современной информационно-образовательной среде».

Так же, как информационная среда общества, ИОС включает в себя свое (специфически выраженное) информационное содержание и инфраструктуру материально-технологическое обеспечение ее продуктивного функционирования и позитивного воздействия на образование, что нашло выражение в ее определении в Стандарте.

2. Информационная образовательная среда Российского образования. Федеральные образовательные порталы.

Вхождение России в единое мировое информационное пространство ставит серьезные проблемы перед отечественным образованием. Начиная с 80-х годов, сумма знаний в обществе возрастает вдвое каждые 2 года. Изменяется и структура знаний: доля традиционных знаний уменьшилась с 70 до 40%, прагматических - с 15 до 10%, но возрастает доля новых знаний - с 5 до 15% и знаний, направленных на развитие творческих способностей личности - с 3 до 25%. Современное образование является поддерживающим, перспективное образование должно стать в информационном обществе опережающим.

Такое развитие информационного пространства требует обеспечения как психологической, так и профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса. В условиях радикального усложнения жизни общества, его технической и социальной инфраструктуры решающим оказывается изменение отношения людей к информации, которая становится важнейшим стратегическим ресурсом общества. Успешность перехода к информационному обществу существенным образом зависит от готовности системы образования в кратчайшие сроки осуществить реформы, необходимые для ее приспособления к нуждам информационного общества.

По существу, речь идет о решении проблемы качественного изменения состояния всей информационной среды (пространства) обитания российского образования в сопряжении с отечественной наукой и общественной практикой, а также в сопряжении с мировой высшей школой и мировой наукой. Решение этой задачи открывает новые возможности для ускоренного прогрессивного индивидуального развития каждого человека в системе образования и для роста качества совокупного общественного интеллекта, что в перспективе окажет свое положительное влияние на все стороны общественной жизни России.

Эффективность процесса информатизации непосредственно зависит от эффективности процессов создания и использования информационного ресурса, т.е. всего информационного потенциала общества. Информационный ресурс фактически есть совокупность информации о прошлом и настоящем опыте человечества, база для воспроизводства новой информации. По развитию информационного общества Россия отстала от многих западных стран. Это можно легко пронаблюдать на примере общего индекса зрелости информационного общества (Information Imperative Index). Он состоит из 20 четко сформулированных показателей из трех областей: социальной, информационной и компьютерной. Социальные показатели состоят из законодательной базы, регулирующих норм и политических факторов. Информационный показатель состоит в основном из сектора информатики и информационного бизнеса (программное обеспечение, мультимедиа и т.д.). Компьютерный показатель отражает объем и насыщенность рынка оборудования, такого как РС, Интернет, мобильные телефоны и пр. Россия находится на 34 месте из 54 стран, т.е. в группе III. Наилучшие показатели в России достигнуты в социальной сфере (20 место), затем идет информационная сфера (32 место), и наихудший уровень наблюдается в компьютерной сфере (46 место). Все это вместе составляет ясную картину, демонстрируя, что телекоммуникационная инфраструктура и аппаратное обеспечение требуют в целом большего развития, чем законодательная база.

3. Педагогические цели формирования ИОС.

В процессе информатизации образования необходимо выделить следующие аспекты:

• методологический;

• экономический;

• технический;

• технологический;

• методический.

Проанализируем состояние и развитие каждого аспекта.

Методологический аспект.

Здесь главной проблемой является выработка основных принципов образовательного процесса, соответствующих современному уровню информационных технологий. К сожалению, на данном этапе новые технологии искусственно накладываются на традиционные образовательные формы. Поэтому необходимо найти новые подходы к формированию основных требований к каждому уровню образования. Например, как сочетать традиционные требования умения грамотно писать и считать с возможностями компьютера, который это делает лучше и в силу присущей человеку лени не способствует формированию таких навыков. Аналогичный пример касается чтения. Легкий доступ к информационным ресурсам, создание которых никто не контролирует, атрофирует у человека стремление работать с литературой. Такие же тенденции прослеживаются в области черчения и других дисциплин. Реальные лабораторные исследования заменяются работой в виртуальной среде. Но поскольку технический прогресс остановить невозможно крайне важно выработать новые образовательные стандарты.

Экономический аспект.

Экономической основой информационного общества являются отрасли информационной индустрии (телекоммуникационная, компьютерная, электронная, аудиовизуальная), которые переживают процесс технологической конвергенции и корпоративных слияний. Происходит интенсивный процесс формирования мировой «информационной экономики», заключающийся в глобализации информационных, информационно-технологических и телекоммуникационных рынков, возникновении мировых лидеров информационной индустрии, превращении «электронной торговли» по телекоммуникациям в средство ведения бизнеса.

К сожалению, наша страна активно не участвует в информационной индустрии, что во многом приводит к навязыванию западных стандартов в образовании.

Технический аспект.

В настоящее время создано и внедрено достаточно большое число программных и технических разработок, реализующих отдельные информационные технологии. Но при этом используются различные методические подходы, несовместимые технические и программные средства, что затрудняет тиражирование, становится преградой на пути общения с информационными ресурсами и компьютерной техникой, приводит к распылению сил и средств. Наряду с этим различный подход к информатизации на школьном и вузовском уровнях вызывает большие трудности у учащихся при переходе с одного уровня обучения на другой, приводит к необходимости расходования учебного времени на освоение элементарных основ современных компьютерных технологий.

Отсутствие единой политики в области оснащения техническими и программными средствами в угоду сиюминутной выгоде инициирует использование устаревших информационных технологий, вызывает трудности при переходе с одного уровня обучения на другой, является препятствием для включения в мировую образовательную систему. Очень серьезным моментом, связанным с использованием низкосортной вычислительной техники, является игнорирование вопросов экологической безопасности работы с компьютерами. Этому аспекту за рубежом уделяется серьезное внимание и расходуются значительные средства на проведение в этой области научных исследований и практических мероприятий.

Поэтому необходима интеграция усилий участников образовательного процесса в рамках формирования единого информационного пространства общероссийского и регионального образования на единых концептуальных, методологических и технологических принципах. В связи с этим новизной данного проекта является разработка типовой модели информатизации со всеми компонентами компьютеризации и видами обеспечения. Научно-технический уровень современных базовых информационных технологий образования в общем, соответствует требованиям, предъявляемым прикладными информационными технологиями. Проблема заключается в недостаточном уровне проработки методологических вопросов.

При этом, как показывает анализ, огромные средства затрачиваются во всем мире на разработку многочисленных конкретных прикладных систем и уделяется совершенно недостаточное внимание методическим вопросам.

Технологический аспект.

Технологической основой информационного общества являются телекоммуникационные и информационные технологии, которые стали лидерами технологического прогресса, неотъемлемым элементом любых современных технологий, они порождают экономический рост, создают условия для свободного обращения в обществе больших массивов информации и знаний, приводят к существенным социально-экономическим преобразованиям и, в конечном счете, к становлению информационного общества.

Методический аспект.

Основные преимущества современных информационных технологий (наглядность, возможность использования комбинированных форм представления информации - данные, стереозвучание, графическое изображение, анимация, обработка и хранение больших объемов информации, доступ к мировым информационным ресурсам) должны стать основой поддержки процесса образования.

Усиление роли самостоятельной работы обучаемого позволяет внести существенные изменения в структуру и организацию учебного процесса, повысить эффективность и качество обучения, активизировать мотивацию познавательной деятельности в процессе обучения.

Основные факторы, влияющие на эффективность использования информационных ресурсов в образовательном процессе:

Информационная перегрузка - это реальность. Избыток данных служит причиной снижения качества мышления прежде всего среди образованных членов современного общества;

Внедрение современных информационных технологий целесообразно в том случае, если это позволяет создать дополнительные возможности в следующих направлениях:

• доступ к большому объему учебной информации;

• образная наглядная форма представления изучаемого материала;

• поддержка активных методов обучения;

• возможность вложенного модульного представления информации.

Выполнение следующих дидактических требований:

• целесообразность представления учебного материала;

• достаточность, наглядность, полнота, современность и структурированность учебного материала;

• многослойность представления учебного материала по уровню сложности;

• своевременность и полнота контрольных вопросов и тестов;

• протоколирование действий во время работы;

• интерактивность, возможность выбора режима работы с учебным материалом;

• наличие в каждом предмете основной, инвариантной и вариативной частей, которые могут корректироваться.

Компьютерная поддержка каждого изучаемого предмета, и этот процесс нельзя подменить изучением единственного курса информатики.

Положительным при использовании информационных технологий в образовании является повышение качества обучения за счет:

• большей адаптации обучаемого к учебному материалу с учетом собственных возможностей и способностей;

• возможности выбора более подходящего для обучаемого метода усвоения предмета;

• регулирования интенсивности обучения на различных этапах учебного процесса;

• самоконтроля;

• доступа к ранее недосягаемым образовательным ресурсам российского и мирового уровня;

• поддержки активных методов обучения;

• образной наглядной формы представления изучаемого материала;

• модульного принципа построения, позволяющего тиражировать отдельные составные части информационной технологии;

• развития самостоятельного обучения.

Отрицательными последствиями использования информационных технологий в образовании являются следующие:

• психобиологические, влияющие на физическое и психологическое состояние учащегося, и, в том числе, формирующие мировоззрение, чуждое национальным интересам страны;

• культурные, угрожающие самобытности обучаемых;

• социально-экономические, создающие неравные возможности получения качественного образования;

• политические, способствующие разрушению гражданского общества в национальных государствах;

• этические и правовые, приводящие к бесконтрольному копированию и использованию чужой интеллектуальной собственности.

В этих условиях информатизация образования должна быть управляемой.

Наиболее важным при использовании компьютерных технологий являются следующие дидактические требования:

целесообразность представления учебного материала;

достаточность, наглядность, полнота, современность и структурированность учебного материала;

многослойность представления учебного материала по уровню сложности;

своевременность и полнота контрольных вопросов;

протоколирование действий во время работы;

интерактивность, возможность выбора режима работы с учебным материалом.

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

• 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 (об работку текстов, составление таблиц, редактирование графической информации и др.).

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

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

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

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

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

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

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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. 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.

4. Основные возможности современной информационной образовательной среды.

Цель информатизации общества- создание гибридного интегрального интеллекта всей цивилизации, способного предвидеть и управлять развитием человечества.

Образовательная система в таком обществе должна быть системой опережающей. Переход от консервативной образовательной системы к опережающей должен базироваться на опережающем формировании информационного пространства Российского образования в широком использовании информационных технологий.

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.

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.

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

«Организованные» сайты, имеют определенную структуру, направленную на решение ряда образовательных задач, и ориентированы на более широкий круг пользователей (преподавателей, учащихся, родителей). 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.

Лекция №6 «Информационная инфраструктура образовательного учреждения».

Цели:

Образовательные:

• Рассказать об информационной инфраструктуре образовательного учреждения.

• Познакомить с программными комплексами, а также предметно-практической информационной средой образовательного учреждения.

Развивающие:

• Развитие умений ориентирования и взаимодействия с ресурсами информационной образовательной среды, осуществления выбора различных моделей использования информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе с учетом реального оснащения образовательного учреждения.

Воспитательные:

• Организация информационной и коммуникационной среды обучения.

• Формирование среды взаимодействия группы.

• Организация личного информационного пространства обучающегося.

1. Информационная образовательная среда как средство организации информационной деятельности преподавателя и обучающегося.

2. Программные комплексы для организации информационной среды школы, вуза. Предметно-практическая информационная образовательная среда.

3. Информационные интегрированные продукты, позволяющие сформировать электронную образовательную среду.

1. Информационная образовательная среда как средство организации информационной деятельности преподавателя и обучающегося.

В процессе информатизации целенаправленно и планомерно происходит развитие компьютерной базы, информационно-коммуникационной инфраструктуры, приобретение лицензионного программного обеспечения, оборудование классов открытого компьютерного доступа, электронный документооборот, создание электронных систем, баз данных для администрирования и многое другое, что приводит к созданию высокотехнологичной информационной среды, реализуемой на базе новейших технических и программных средств и технологий. Информационное взаимодействие образовательного назначения в условиях высокотехнологичной информационной среды изменяется по структуре, содержанию и видам информационной деятельности.

Структура информационного взаимодействия образовательного назначения изменяется, так как появляется интерактивный партнер для учащегося и преподавателя, роль которого смещается в направлении кураторства, обеспечения продвижения обучающегося на пути освоения знания, «навигации» в информационной среде. Время, затрачиваемое ранее преподавателем на пересказ учебных материалов, высвобождается для решения творческих и управленческих задач. Роль учащегося как «потребителя» фактографической учебной информации или участника проблемно поставленной учебной ситуации также меняется. Он переходит на более сложный путь поиска, выбора информации, ее обработки (возможно, в больших объемах за сравнительно малый промежуток времени) и передачи. Применение учебной информации, добытой обучающимся самостоятельно, переводит процесс обучения на уровень «активного преобразования информации». При этом важна организация как индивидуальных, так и групповых, а также коллективных форм и видов учебной деятельности с использованием средств информатизации («внешний» диалог).

Средство обучения, функционирующее на базе ИКТ, является не только партнером по информационному взаимодействию, но и источником учебной информации значительного объема и различного уровня – как по сложности, так и по содержанию. При этом содержание учебной информации обучаемый может выбрать сам, сообразно своим предпочтениям и уровню подготовленности. Под учебной деятельностью, реализующейся в высокотехнологичной информационной среде, будем понимать динамическую систему, обеспечивающую условия взаимодействия между обучающимся, обучающим и средствами информационных и коммуникационных технологий, направленную на достижение учебных целей. Встраиваемость возможностей ИКТ в обучающие средства и системы, моделирующие и имитирующие на экране учебные сюжеты, объекты, процессы, явления, обеспечивает реализацию новых видов учебной деятельности как по форме, так и по методам представления и извлечения знания.

2. Программные комплексы для организации информационной среды школы, вуза. Предметно-практическая информационная образовательная среда.

Информационная политика школы всегда связана с определением общей стратегии, а также путей и способов распространения информации об учреждении – внутри, для участников образовательного процесса, или вне – для партнеров, для социума. Основа информационной политики – грамотное и целенаправленное использование информационных технологий, информатизация образовательного процесса и процесса управления образовательным учреждением.

Говоря об информатизации, мы понимаем, что это не только создание и развитие технической базы. Это в первую очередь формирование новой образовательной политики, политики программируемого изменения информационной основы различных сторон педагогической и администраторской деятельности, замена в допустимых пределах «бумажной» информации несравненно более эффективными методами, широкое распространение достоверной и доступной информации о школе в социуме. Очень важно осознавать, что использование новых информационных технологий только в том случае ведёт к решению острых проблем современного образования, когда развитие технологической подсистемы образования сопровождается радикальными изменениями во всех других подсистемах: педагогической, организационной, экономической – и даже существенно затрагивает теоретические и методологические основания образовательной системы. Приоритетный национальный проект «Образование» особое внимание уделяет внедрению передовых информационных технологий в систему школьного образования. Исключительно важное место в процессе информатизации обучения принадлежит новейшим технологиям и созданным на их основе программно-аппаратным комплексам. В 2007 году в школах ряда регионов России появились программно-аппаратные комплексы AFS (All For School – Все для школы).

Компания «Доцент» разработала уникальный программно-аппаратный комплекс – первый из ряда инновационного учебного оборудования, выпускаемого под зарегистрированной торговой маркой AFS (All For School – Все для школы). Разработка учебного оборудования марки AFS осуществляется под научным руководством ведущих специалистов Московского государственного университета и Московского педагогического государственного университета. Комплекс прошел сертификацию, гарантиями его качества являются свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, патент № 73530 на полезную модель, сертификат соответствия о проведении метрологических исследований технических характеристик, сертификат Системы сертификации «Учсерт» РАО, сертификат соответствия ГНИУ «Институт информатизации образования» РАО, сертификаты соответствия системы сертификации ГОСТ Р Госстандарта России и санитарно-эпидемиологические заключения.

Программно-аппаратный комплекс AFS - это комплект цифрового оборудования, программного обеспечения «Инновационный школьный практикум» и методических материалов. Он предназначен для проведения экспериментов на уроках физики, химии и биологии. Цифровая лаборатория AFS дает возможность снимать данные, используя ряд датчиков: температуры, напряжения, магнитного поля, звука, движения, ускорения, электрической проводимости и другие. Значения измерений через систему сбора данных поступают в компьютер, и затем исследуемые параметры отображаются на экране монитора в графическом, табличном и аналитическом видах. Программное обеспечение комплекса полностью соответствует современным образовательным стандартам. Программное обеспечение «Инновационный школьный практикум», выполненное в среде графического программирования LabVIEW, позволяет наилучшим образом совместить мощную программную платформу с удобным в работе оборудованием и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом. В настоящее время в компании ведутся работы по совершенствованию программно-аппаратного комплекса AFS, расширению состава экспериментов, и в будущем ожидается выпуск новых версий программного обеспечения «Инновационный школьный практикум».

Программный комплекс “Учебный мониторинг” обеспечивает согласованную работу школьников в компьютерном классе, сбор и хранение учебных достижений каждого ученика.

3. Информационные интегрированные продукты, позволяющие сформировать электронную образовательную среду.

Развитие новых информационных технологий, подключение всех образовательных учреждений к сети Интернет влечёт за собой становление принципиально новой образовательной системы, новых принципов и стратегий управления образовательным учреждением. В этой ситуации должны быть решены не только проблемы содержания образования на современном этапе, но и вопросы соотношения традиционных составляющих учебного процесса и новых информационных технологий, новых взаимоотношений учащихся, учителя и образовательной среды. Каковы же инструменты реализации информационной политики современной школы? Назовем некоторые из них.

Сайт школы как элемент информационной политики. Школьный сайт сегодня – это важнейший инструмент, с помощью которого школа может заявить о себе «городу и миру». Грамотный, информационно насыщенный, удовлетворяющий запросы информационных пользователей, живой, регулярно обновляющийся, имеющий полноценно действующие средства обратной связи для ведения диалога с посетителями, способный представить школу как неповторимую образовательную сущность и как государственное учреждение, выполняющее госзаказ в области воспитания и обучения детей, – именно такой сайт может стать инструментом диалога школы с родителями, партнерами, социумом. Именно такой сайт – это гарантия открытости школы, потому что он демонстрирует следующие компоненты: правовые основы деятельности (документы, регламентирующие деятельность ОУ:

• устав, образовательную программу, учебный план, различные локальные акты – положения, правила, требования);

• особенности содержания образования (характеристику учебных программ, предполагаемые образовательные результаты, используемые учебники, сочетание основного и дополнительного образования);

• систему воспитательной работы (ценностно-смысловые основы воспитания, организацию досуга детей, систему школьного самоуправления, традиции и праздники);

• достижения школьного коллектива (на уровне образовательного учреждения, педагогического коллектива, детского сообщества);

• уровень и качество образования (результаты различных оценочных процедур, в том числе единого государственного экзамена, аккредитационной экспертизы, независимых исследований качества образования, а также продукты деятельности детей – проекты, рефераты, творческие работы, отчеты о деятельности различных детских объединений);

• профессиональный уровень педагогического коллектива (содержание методической и опытно-экспериментальной работы, методические разработки педагогов);

• возможности службы сопровождения (работа психолога, социального педагога, логопеда, информация по возможностям продолжения образования);

• информацию о жизни школы (событийный ряд, демонстрирующий, чем живет школа, что происходит в ее стенах).

• Только сайт с такой содержательной наполненностью, динамичный, регулярно обновляющийся, живой, а не сухая, статичная визитка может стать инструментом информационной политики школы, работающим на ее престиж, обеспечивающим открытость и способствующим распространению культурно-образовательных идей.

Ежегодный информационный доклад. Этот важнейший инструмент информационной политики школы у нас пока не очень распространен. Зато в школах большинства стран Европы это непременный элемент диалога школы с социумом. Готовится он в конце учебного года и представляется в разных формах всем заинтересованным лицам (через сайт, публичные выступления директора школы перед родителями и местным сообществом; кроме того, может оформляться отдельным печатным изданием и рассылаться различным адресатам, заинтересованным в информации о школе).

Ежегодный информационный доклад отражает основные результаты деятельности образовательного учреждения за год (учебные, воспитательные, финансово-хозяйственные и пр.), характеризует достижения школы, ее учащихся, педагогов, всего коллектива.

Рекламно-информационные материалы о школе. Это буклеты, листовки, дайджесты, информационные стенды. Все они должны быть адресными, т.е. ориентированными на конкретного потребителя информации или конкретную ситуацию.

В заключение нужно сказать, что современная школа имеет множество инструментов и возможностей для реализации информационной политики.

Главное, о чем мы должны помнить: грамотная информационная политика учреждения – это его имидж, его отношения с социальными партнерами, в конечном счете – его авторитет в глазах потребителей и социальных партнеров.

Информационная политика образовательного учреждения определяет успешность и продуктивность его диалога с социумом.

В построении моделей взаимодействия, реализуемых на базе ИКТ, следует выделить два базовых класса задач, решаемых с помощью образовательной коммуникации. Первый – связан с первоначальной передачей социального опыта от педагогов обучающимся, формированием компетентностей на основе системы знаний, умений и навыков, с

воздействием на становление ценностных позиций. Второй класс задач определяет основы функционирования виртуального коммуникационного поля образовательного учреждения, инфраструктуры, на базе которой осуществляется диалог (в широком смысле слова) субъектов образовательного процесса.

Лекция №7 «Электронные образовательные ресурсы: эволюция, понятийный аппарат».

Цели:

Образовательные:

• Дать понятия информационных ресурсов, электронных образовательных ресурсов.

• Познакомить с историей развития ЭОР.

• Познакомить с формами взаимодействия с ресурсами глобальной информационной среды.

• Дать описание электронных образовательных ресурсов.

Развивающие:

• Расширить знания учащихся о методах поисках информации в интернете.

• Развивать навыки взаимодействия с ресурсами глобальной информационной среды.

• совершенствования профессиональных знаний и умений путем использования возможностей информационной среды

Воспитательные:

• воспитывать ответственное отношение.

• ориентирует на поиск и применение вариативных технологических подходов в решении образовательных задач с использованием ИКТ.

1. Информационные ресурсы общества. Эволюция электронных образовательных ресурсов.

2. Формы взаимодействия с ресурсами глобальной информационной среды. Методы поиска информации в Интернете.

3. Понятие электронного образовательного ресурса (ЭОР). Классификации ЭОР. Систематизация, описание электронных образовательных ресурсов.

1. Информационные ресурсы общества. Эволюция электронных образовательных ресурсов.

Информационные ресурсы - это совокупность данных, организованных для получения достоверной информации в самых разных областях знаний и практической деятельности. Законодательство Российской Федерации под информационными ресурсами подразумевает отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах.

В истории разработки адаптивных обучающих систем также следует выделить несколько заметных вех.

Еще в начале 80-х годов в автоматизированных системах эксплуатации изделий сложной техники появились программно-методические комплексы, называемые интерактивными электронными техническими руководствами (ИЭТР) и предназначенные для обучения обслуживающего персонала, проведения регламентных работ, диагностики неисправностей и т.п. Одно из требований к ИЭТР – минимальная переделка документации при переходе к выпуску новых моделей изделий аналогичного назначения, что существенно сокращает временные и финансовые затраты на логистическую поддержку. Одно и условий выполнения этого требования – модульная структура документации с возможностью замены лишь некоторых модулей вместо разработки нового руководства при модернизациях изделия. Был разработан ряд стандартов, регламентирующих структуру ИЭТР, например, широко используемый AECMA S1000D.

Для целей образования концепция модульности и многократного использования модулей в разных изданиях была разработана в МГТУ им. Н.Э. Баумана [6,7] в 90-е годы и развита организацией ADL в модели распределенного обучения SCORM, первая версия которой была представлена в 2000 г. В SCORM модуль, иначе разделяемая единица контента, - единица учебного материала, имеющая метаданные и содержательную часть. Совокупность модулей определенной предметной области есть библиотека знаний. Модули могут в различных сочетаниях объединяться друг с другом в составе учебников и учебных пособий, для компиляции которых создается система управления модульным учебником (сервер управления контентом), наиболее часто используемое ее название Learning Management System (LMS).

Другое направление создания модульных ЭОР родилось в 2003 г. в недрах Википедии (Wikipedia) и получило название Викиучебник [8]. Википедия — общедоступная, свободно распространяемая многоязычная сетевая энциклопедия, развиваемая в Internet с 2001 г. Википедия свободна от авторских ограничений, к ее созданию и пополнению открыт доступ широкому кругу авторов из разных стран. Любой пользователь имеет возможность внести изменения и дополнения в тексты опубликованных в энциклопедии статей. Викиучебник — это учебник, представляющий собой структурированный текст, доступный для пополнения или корректировки зарегистрированными участниками викисообщества. Каждый участник может создавать и изменять любую страницу любого учебника, и каждый может бесплатно читать, копировать, издавать и изменять его содержимое.

Мелкомодульная структура ЭОР – условие, необходимое для обеспечения индивидуализации обучения, но, конечно, недостаточное. Для адаптации ЭОР к конкретным потребностям и уровню предварительных знаний обучаемых целесообразно использовать интеллектуализацию инструментальных сред создания ЭОР на базе онтологического подхода.

Первой обучающей системой, использующей в ЭОР онтологии предметных областей, стала система CTS, разработанная в МГТУ им. Н.Э.Баумана в 1993 г. В современном виде технология разделяемых единиц контента на основе онтологического подхода представлена в системе БиГОР.

2. Формы взаимодействия с ресурсами глобальной информационной среды. Методы поиска информации в Интернете.

Пользователь обращается к информационным ресурсам для нахождения необходимой ему информации. При этом под поиском понимается получение и выполнение запросов пользователей. Ранжирование результатов поиска, как правило, основывается на степени релевантности документа запросу. Однако возможно использование других критериев (таких как новизна документа). В зависимости от поисковой системы в ней могут быть предусмотрены следующие настройки функции поиска:

Фактографический поиск. В фактографическом поиске отыскивается конкретная информация, имеющая характер конкретных фактических сведений. Соответственно фактографический поиск предполагает выявление самих фактов, данных, а не сведений о ресурсах, при помощи которых этот поиск может быть осуществлен. Пример: "Какой город является столицей Австрии?" Обеспечение такой функциональности поисковой системой подразумевает обработку вопроса на естественном языке, его переформулировку в стандартные запросы для данной системы, нахождение документа, содержащего нужный фрагмент и извлечение ответа.

Уточнение запроса поиска. В случае, когда пользователь недостаточно хорошо сформулировал запрос (поисковая система не нашла релевантной информации), его уточнение может значительно повысить качество поиска. Одним из наиболее известных подходов к уточнению запросов является их расширение за счет добавления новых термов. Это расширение может осуществляться как при помощи пользователя, например, на основе механизма обратной связи (кнопка "найти похожие документы"), так и полностью автоматически, например, путем анализа локального контекста, допускается также использование логических операторов. Например, в Яндексе и схожих с ним информационных сервисах предусмотрена функция "Искать в найденном". Она используется в том случае, если по запросу получено большое количество документов. При уточнении запроса (его конкретизации) будут отфильтрованы только те из них, которые будут отвечать уточнению.

Поиск по категориям. Поиск по категориям является типичным примером сужения области поиска для повышения его качества. Самым распространенным подходом является предоставление пользователю составленной иерархии проиндексированных системой документов, например, по тематическому признаку. Другие подходы основываются на расширении запроса пользователя и фильтрации результатов поиска согласно желаемой категории. Например, в информационно- аналитической базе данных ISI Emerging Markets поиск может осуществлять по следующим категориям: по разделу, по российским СМИ, по финансовым рынкам, по макроэкономике.

Функция "Режимы поиска" вводит ограничения по поисковым признакам (базам данных, терминам, хронологическому охвату и т.п.). Например, в ЭБСКО доступны 4 режима работы:

• Стандартный поиск (Standard Search)

• Поиск по всем терминам (All Words)

• Поиск по точной фразе (Exact Phrase)

• Поиск по любому из введенных терминов (Any Words) .

Как мы уже отмечали выше, электронные ресурсы позволяют совершать поиск по их контенту с использованием логических операторов. Логические поисковые операторы - это AND, OR, и NOT. Использование этих операторов позволяет создать очень расширенный, либо, наоборот, очень конкретизированный запрос.

Оператор AND (и) объединяет поисковые термины таким образом, что каждый результат поиска содержит все заданные термины. Например, travel AND Europe приведет к выбору документов, содержащих одновременно оба термина.

Оператор OR (или) сочетает поисковые термины таким образом, что каждый результат поиска содержит, по крайней мере, один из заданных терминов. Например, college OR university проведет подбор документов, содержащих либо college, либо university.

Оператор NOT (нет) исключает термины таким образом, что ни один из результатов не будет содержать термины, заданные в запросе после него. Например, запрос television NOT cable приведет к результатам, которые будут содержать термин television, но не cable.

3. Понятие электронного образовательного ресурса (ЭОР). Классификации ЭОР. Систематизация, описание электронных образовательных ресурсов.

Электронными образовательными ресурсами называют учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства.

В самом общем случае к ЭОР относят учебные видеофильмы и звукозаписи, для воспроизведения которых достаточно бытового магнитофона или CD-плеера. Наиболее современные и эффективные для образования ЭОР воспроизводятся на компьютере. Иногда, чтобы выделить данное подмножество ЭОР, их называют цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР), подразумевая, что компьютер использует цифровые способы записи/воспроизведения. Однако аудио/видео компакт-диски (CD) также содержат записи в цифровых форматах, так что введение отдельного термина и аббревиатуры ЦОР не даёт заметных преимуществ. Поэтому, следуя межгосударственному стандарту ГОСТ 7.23-2001, лучше использовать общий термин «электронные» и аббревиатуру ЭОР.

Итак, здесь и далее мы рассматриваем электронные образовательные ресурсы, для воспроизведения которых требуется компьютер.

ЭОР бывают разные, и как раз по степени отличия от традиционных полиграфических учебников их очень удобно классифицировать.

• Самые простые ЭОР – текстографические. Они отличаются от книг в основном базой предъявления текстов и иллюстраций – материал представляется на экране компьютера, а не на бумаге. Хотя его очень легко распечатать, т.е. перенести на бумагу.

• ЭОР следующей группы тоже текстографические, но имеют существенные отличия в навигации по тексту.

Страницы книги мы читаем последовательно, осуществляя таким образом так называемую линейную навигацию. При этом достаточно часто в учебном тексте встречаются термины или ссылки на другой раздел того же текста. В таких случаях книга не очень удобна: нужно разыскивать пояснения где-то в другом месте, листая множество страниц.

В ЭОР это можно сделать гораздо комфортнее: указать незнакомый термин и тут же получить его определение в небольшом дополнительном окне, или мгновенно сменить содержимое экрана при указании так называемого ключевого слова (либо словосочетания). По существу ключевое словосочетание – аналог строки знакомого всем книжного оглавления, но строка эта не вынесена на отдельную страницу (оглавления), а внедрена в основной текст.

В данном случае навигация по тексту является нелинейной (вы просматриваете фрагменты текста в произвольном порядке, определяемом логической связностью и собственным желанием). Такой текстографический продукт называется гипертекстом.

• Третий уровень ЭОР – это ресурсы, целиком состоящие из визуального или звукового фрагмента. Формальные отличия от книги здесь очевидны: ни кино, ни анимация (мультфильм), ни звук для полиграфического издания невозможны.

Но, с другой стороны, стоит заметить, что такие ЭОР по существу не отличаются от аудио/видео продуктов, воспроизводимых на бытовом CD-плеере.

• Наиболее существенные, принципиальные отличия от книги имеются у так называемых мультимедиа ЭОР. Это самые мощные и интересные для образования продукты, и они заслуживают отдельного рассмотрения.

Английское слово multimedia в переводе означает «много способов». В нашем случае это представление учебных объектов множеством различных способов, т.е. с помощью графики, фото, видео, анимации и звука. Иными словами, используется всё, что человек способен воспринимать с помощью зрения и слуха.

Сегодня термин «мультимедиа» применяется достаточно широко, поэтому важно понимать, к чему именно он относится. Например, хорошо известный мультимедиа плеер называется мультимедийным потому, что он может по очереди воспроизводить фотографии, видеофильмы, звукозаписи, текст. Но при этом каждый воспроизводимый в данный момент продукт является «одномедийным» («двухмедийным» можно назвать только озвученный видеофильм).

То же самое можно сказать про «мультимедиа коллекцию»: в совокупности коллекция мультимедийна, но каждый отдельно используемый её элемент не является мультимедийным.

Когда мы говорим о мультимедиа ЭОР, имеется в виду возможность одновременного воспроизведения на экране компьютера и в звуке некоторой совокупности объектов, представленных различными способами. Разумеется, речь идет не о бессмысленном смешении, все представляемые объекты связаны логически, подчинены определенной дидактической идее, и изменение одного из них вызывает соответствующие изменения других. Такую связную совокупность объектов справедливо называть «сценой». Использование театрального термина вполне оправдано, поскольку чаще всего в мультимедиа ЭОР представляются фрагменты реальной или воображаемой действительности.

Степень адекватности представления фрагмента реального мира определяет качество мультимедиа продукта. Высшим выражением является «виртуальная реальность», в которой используются мультимедиа компоненты предельного для человеческого восприятия качества: трехмерный визуальный ряд и стереозвук.

Достаточно часто используют словосочетание «интерактивный режим работы». Однако, как и с определением «мультимедийный», нужно разбираться, в чем именно заключается интерактивность.

Принципиальное новшество, вносимое компьютером в образовательный процесс – интерактивность, позволяющая развивать активно-деятельностные формы обучения. Таким образом, интерактив является главным педагогическим инструментом электронных образовательных ресурсов, но есть и другие новые педагогические инструменты, которые создают ему (интерактиву) среду применения.

Педагогические инструменты ЭОР:

• интерактив;

• мультимедиа;

• моделинг;

• коммуникативность;

• производительность.

Об интерактиве и мультимедиа мы уже говорили. Если к ним добавить еще моделинг – имитационное моделирование с аудиовизуальным отражением изменений сущности, вида, качеств объектов и процессов, то электронный образовательный ресурс вместо описания в символьных абстракциях сможет дать адекватное представление фрагмента реального или воображаемого мира.

Мультимедиа обеспечит реалистичное представление объектов и процессов, интерактив даст возможность воздействия и получения ответных реакций, а моделинг реализует реакции, характерные для изучаемых объектов и исследуемых процессов.

Четвертый инструмент – коммуникативность – это возможность непосредственного общения, оперативность представления информации, удаленный контроль состояния процесса. С точки зрения ЭОР это, прежде всего, возможность быстрого доступа к образовательным ресурсам, расположенным на удаленном сервере, а также возможность on-line коммуникаций удаленных пользователей при выполнении коллективного учебного задания.

Наконец, пятый новый педагогический инструмент – производительность пользователя. Благодаря автоматизации нетворческих, рутинных операций поиска необходимой информации творческий компонент и, соответственно, эффективность учебной деятельности резко возрастают.

ЭОР нового поколения представляют собой открытые образовательные модульные мультимедиа системы (ОМС). ЭОР нового поколения (ЭОР НП) – сетевые продукты, выпускаемые разными производителями в разное время и в разных местах. Поэтому архитектура, программные средства воспроизведения, пользовательский интерфейс были унифицированы. В результате для ЭОР НП была решена проблема независимости способов хранения, поиска и использования ресурса от компании-производителя, времени и места производства.

Для учащихся и учителей это означает, что сегодня и в перспективе для использования любых ЭОР НП требуется один комплект клиентского программного обеспечения, и во всех ЭОР НП контентно-независимая часть графического пользовательского интерфейса одинакова.

По каждому учебному предмету организован соответствующий ресурс – открытая образовательная модульная мультимедиа система. Например, ОМС по истории, ОМС по математике и т.д.

В соответствии с программой обучения весь школьный курс по предмету разбит на разделы, темы и т.д. Минимальной структурной единицей является тематический элемент (ТЭ). Например, ТЭ «Закон Ома», ТЭ «Теорема Пифагора», ТЭ «Деление клетки» и т.д.

Для каждого ТЭ имеется три типа электронных учебных модулей (ЭУМ):

• модуль получения информации (И-тип);

• модуль практических занятий (П-тип);

• модуль контроля (в общем случае – аттестации) (К-тип).

При этом каждый ЭУМ автономен, представляет собой законченный интерактивный

мультимедиа продукт, нацеленный на решение определенной учебной задачи. Иными словами, каждый ЭУМ – это самостоятельный учебный продукт объёмом несколько Мбайт, так что получение его по сетевому запросу не представляет принципиальных трудностей даже для узкополосных (низкоскоростных) компьютерных сетей.

Очевидно, что ожидать от информатизации повышения эффективности и качества образования можно лишь при условии, что новые учебные продукты будут обладать некоторыми инновационными качествами.

К основным инновационным качествам ЭОР относятся:

1. Обеспечение всех компонентов образовательного процесса:

• получение информации;

• практические занятия;

• аттестация (контроль учебных достижений).

Заметим, что книга обеспечивает только получение информации.

2. Интерактивность, которая обеспечивает резкое расширение возможностей самостоятельной учебной работы за счет использования активно-деятельностных форм обучения.

Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить два типа домашних заданий: получить из книги описание путешествия, эксперимента, музыкального произведения или самому совершить виртуальное путешествие, провести эксперимент, послушать музыку с возможностью воздействовать на изучаемые объекты и процессы, получать ответные реакции, углубиться в заинтересовавшее, попробовать сделать по-своему и т.д.

3. Возможность более полноценного обучения вне аудитории.

Акцент на полноценность не случаен. Речь идет не о поиске и получении текстовой информации из удаленных источников. В конце концов, книги выписывали и в XVIII веке. Хотя шли они по России не минуты, а месяцы, на образовательных результатах это не сказывалось.

Полноценность в данном случае подразумевает реализацию «дома» (в Интернет-кафе, в библиотеке, у приятеля в гостях, в итоге – вне учебной аудитории) таких видов учебной деятельности, которые раньше можно было выполнить только в школе или университете: изучение нового материала на предметной основе, лабораторный эксперимент, текущий контроль знаний с оценкой и выводами, подготовку к ЕГЭ, а также многое другое, вплоть до коллективный учебной работы удаленных пользователей.