Библиографическое описание:

Колесников А. А. Сетевые информационные технологии в преподавании общепрофессиональных и специальных учебных дисциплин технического профиля [Текст] // Педагогическое мастерство: материалы Междунар. науч. конф. (г. Москва, апрель 2012 г.). — М.: Буки-Веди, 2012. — С. 337-342.

Одним из направлений реализуемого приоритетного национального проекта «Образование» определено стимулирование инноваций в сфере образования. Предлагаемая статья является попыткой осмыслить и систематизировать опыт их применения – опыт использования сетевых информационных технологий в образовательном процессе Сахалинского промышленно-экономического техникума (г. Южно-Сахалинск), в частности в преподавании общепрофессиональных и специальных дисциплин специальностей электротехнического и компьютерного профиля.

Внедрение информационных технологий (ИТ) в учебный процесс происходит неуклонно и поэтапно вместе с развитием средств обучения (компьютеров, электронных образовательных ресурсов, в том числе средств мультимедиа и других устройств) и прикладных профессиональных и обучающих программ. Возможности этого развития представляются безграничными.

Поскольку учебный процесс охватывает группы студентов, переход на использование ИТ осуществляется поэтапно с развитием локальной вычислительной сети (ЛВС) в учебном заведении – увеличением количества компьютерных кабинетов и усложнением структуры и наполнением ЛВС электронными образовательными ресурсами.

Если на начальном этапе в кабинете информатики проходили занятия только по информатике, то по мере совершенствования компьютеров, появлением и развитием ЛВС наступил этап широкого применения прикладных компьютерных программ в организации учебного процесса, а также и в подготовке в основном специалистов компьютерных специальностей. В настоящее время мы переживаем этап применения прикладных программ и мультимедийных средств в сочетании с сетевыми информационными технологиями (СИТ). На этом этапе возникают трудности, связанные с расширением и углублением функций ЛВС, вследствие чего улучшаются условия применения СИТ, а также с освоением преподавателями информационных технологий вообще, и СИТ в частности.

Занятия по гуманитарным и техническим дисциплинам проводятся преподавателями, в основном, по традиционным формам – лекция (обычно преподаватель объясняет материал, иногда использует видеофильмы или видеоролики с помощью проектора, а затем диктует под запись конспект), устный опрос (иногда тестирование в бумажном варианте), практическое занятие в прикладной программе на компьютере с использованием задания или методических указаний с листа бумаги (отчёты оформляются в тетради или в файлах на жёстком магнитном диске компьютера) и т.д. При этом может использоваться классная доска (иногда ещё меловая), плакаты не первой свежести. Преподаватель рисует (как умеет) на доске формулы, диаграммы, схемы, чертежи. Внимание и активность студентов на таком традиционном занятии бывают, как правило, не высокими. А анализ качества студенческих конспектов лекции подчас вызывает недоумение. Компьютеры на учебном занятии применяется либо ограниченно (для презентаций и фильмов), либо не применяется вообще, за исключением занятий по информатике и информационным технологиям.

Качество учебного процесса в традиционном его понимании улучшается не существенно. Однако, ИТ и СИТ могут существенно наполнить содержание учебного материала и изменить качество его представления студентам, а значит сделать учебное занятие более результативным и чаще достигающим поставленных целей.

Сетевые ИТ существенно расширяют возможности раскрытия содержания учебного материала преподавателем и восприятия студентами, предоставляемые прикладными компьютерными программами, в том числе и для электронного моделирования схем, процессов, объектов, а также сетевыми образовательными ресурсами, такими как мультимедийные универсальные энциклопедии, базы знаний, образовательные Интернет-сайты, WEB-серверы и файловые серверы учебного заведения для хранения различных данных (файлов) на них в электронном (цифровом) виде – презентаций, электронных книг, электронных конспектов, отсканированных текстовых и графических материалов, электронных курсов и т.п.

На всех этапах учебного процесса – от планирования, подготовки к лекциям, лабораторным и практическим занятиям, проведения аудиторных занятий – лекций, лабораторных и практических занятий при использовании заданий и методических указаний на работу в электронном виде, работ в программах-симуляторах, подготовки и сохранения электронных отчётов (файлов) на файловом сервере, до компьютерного тестирования на всех этапах аттестации, – преподаватель и студенты используют возможности сетевых образовательных ресурсов и сетевых информационных технологий.

Получив с файлового сервера материалы УМК по дисциплине на флэш-носители (мобильные телефоны) или скопировав их с сайта учебного заведения, студенты очного и заочного обучения получают новые возможности для самостоятельной работы.

Применяя СИТ, преподаватели и студенты могут не только получать знания из необъятных информационных и образовательных ресурсов Интернета, баз знаний, электронных библиотек за рубежом, в России и в учебном заведении, но и творчески выбирать необходимые данные для плодотворной преподавательской работы, усиливая её креативную составляющую, и для более мотивированной успешной учёбы студентов. Специфика учебных дисциплин технического профиля и СИТ

Специфика преподавания учебных дисциплин технического профиля предполагает тесную связь теории и практики, проверяемую на технических объектах.

Цели занятия невозможно достичь, не используя компьютерные прикладные программы и мультимедийные средства, СИТ, при использовании которых усвоение теоретического материала проходит легче и эффективнее. Скажем, как можно освоить операционную систему, не проверив на практическом занятии за компьютером, как работают её модули и прикладные программы? Или как компьютер подключить к ЛВС? Или как можно быстро смоделировать электронную или логическую схему и проверить её работу? Или как создать учебную базу данных, сохранить её на файловом сервере и сделать доступной для других пользователей? А как спроектировать и провести технические испытания электроустановки, системы электроснабжения или механического узла, не имея для этого ни элементов, ни образцов, ни приборов?

Сейчас это доступно и можно быстро сделать только с использованием пакета офисных прикладных программ, программ-симуляторов и виртуальных лабораторий с сохранением заданий, методических указаний, т.е. исходных данных, и результатов работы в файлах на файловом сервере. Компьютерные программы становятся мощными виртуальными средствами для исследований и проектирования на лабораторных и практических работах, для курсового и дипломного проектирования. В условиях недостаточного оснащения техникума лабораторным оборудованием и приборами этот метод ещё и дёшев.

Во время лекционного занятия хороший эффект даёт теперь уже традиционная компьютерная презентация, а также учебный фильм или видеоролик, демонстрируемые на экране проектора или непосредственно на LCD-панели.

Преподаватель при объяснении материала и демонстрации алгоритмов практической работы изучаемой прикладной программы может использовать компьютер (ноутбук, нетбук, планшетный компьютер) для демонстрации непосредственно из экрана программы на экране проектора или на LCD-панели. При проведении лекции в большой аудитории преподаватель может объяснять материал через микрофон компьютера, соединённого со звукоусилительной аппаратурой.

В компьютерном кабинете появляются возможности компьютерной интерактивной работы преподавателя и студентов при проведении лекции и на практическом (лабораторном) занятии. Программа контроля и управления студенческими рабочими станциями с компьютера преподавателя (например, italk или Remote Administrator) позволяет преподавателю подключить рабочий стол своего компьютера ко всем рабочим станциям кабинета, т.е. включить режим демонстрации. Или подключиться со своего компьютера к рабочему столу студенческой рабочей станции, проконтролировать ход выполнения практической или лабораторной работы студентом, а также проконсультировать его, практически показывая порядок действий, т.е. включить интерактивный режим. Это, пожалуй, один из самых эффективных и перспективных способов использования СИТ не только при аудиторном, но и при дистанционном (удалённом) обучении.

Использование электронной доски в кабинете возможно в двух режимах: в демонстрационном режиме; в интерактивном режиме.

Демонстрационный режим электронной доски применим на лекциях в обычном кабинете, а также на практических (лабораторных) занятиях в компьютерном кабинете. Возможно, нецелесообразно использование в компьютерном кабинете ещё и электронной доски.

Интерактивный режим электронной доски лучше всего подходит для практических (лабораторных) работ в компьютерном кабинете. Возможен режим, когда необходимо всем показать на доске рабочий стол одной из студенческих рабочих станций для интерактивной работы студента с преподавателем.

Не следует забывать, однако, что электронная доска – самая экологически чистая классная доска.

Недостатками электронной доски следует считать ограниченное разрешение изображения на ней, а также недостаточную яркость, контрастность и резкость изображения. Состояние учебно-материальной базы для преподавания учебных дисциплин технического профиля и современные требования к ним.

Книжный фонд учебного заведения обречён на непрерывное отставание в условиях бурно развивающихся отраслей знания и материального производства. Другие средства обучения [1, с. 319] для дисциплин профессионального цикла технических специальностей практически повсеместно морально и физически устарели или, в лучшем случае, в полной мере не соответствуют современным требованиям. Зачастую они просто отсутствуют (например, современные дорогостоящие учебные автомобили, тракторы, электротрансформаторы, контакторы, электродвигатели, стенды для электроники и т.п.). Отсюда неизбежны снижение качества подготовки специалистов, низкая мотивация у преподавателей к труду и у студентов к учёбе. Может быть, лучше всего обстоят дела в подготовке специалистов информационных технологий. Какой выход из данного состояния?

Одним из путей выхода из тупика является создание и использование цифровых мультимедийных технологий и электронных образовательных Интернет-ресурсов, компьютерных симуляторов, интерактивных электронных лабораторий и образовательных баз данных. Информационные ресурсы этих технологий могут быть найдены в Интернете, накопляемы и сохраняемы на носителях и серверах, а также разработаны преподавателями, поддерживаемыми специалистами и преподавателями ИТ. Уровень подготовки преподавателей и их готовность использовать сетевые информационные технологии

Он достаточен, однако, первыми стремятся к их широкому применению преподаватели ИТ. Плановая периодическая переподготовка всех преподавателей решила бы проблему повышения их профессионального статуса и компетентности. Вместе с тем вырос бы их авторитет у студентов. Одноранговая сеть

В одноранговой (простой) локальной вычислительной сети (ЛВС) роль файлового сервера может выполнять любой компьютер (например, компьютер преподавателя), у которого есть дополнительный жесткий магнитный диск с папками с различными правами доступа пользователей к ним, которые определяет преподаватель.

В случае выхода из строя компьютера-сервера дополнительный диск переставляется на другой исправный компьютер, тем самым быстро решается проблема простоя ЛВС.

В одноранговой сети папки для файлов при выполнении лабораторных и практических работ, отчётов и других данных обычно хранятся на жёстком диске рабочей станции студента. Эта папка может быть доступна другим студентам. Многоранговая сеть

В многоранговой (развитой) ЛВС с выделенным файловым сервером и другими серверами проблемы прав доступа к папкам и доступом в Интернет решает администратор сети.

С развитием ЛВС расширяется спектр возможностей преподавателя и студентов. Преподавателю во взаимодействии с администратором сети легче разграничить доступ студентов к электронным образовательным ресурсам [2], размещённым на сервере, тем самым обеспечив их сохранность и безопасность.

Электронные образовательные ресурсы (это электронные книги, электронные копии книг, журналов и других источников на бумажных носителях, электронные конспекты лекций преподавателя по преподаваемым дисциплинам, электронные задания на лабораторные и практические работы, электронные варианты вопросов для контрольных и самостоятельных работ, электронные вопросы для срезов остаточных знаний, электронные вопросы тестов как для фронтального опроса, электронные сетевые тесты по темам предметов и тесты для предметных экзаменов и другие электронные документы, входящие в УМК) могут быть размещены и надёжно защищены на файловом сервере в сетевых папках. Доступ студентов к некоторым из них может быть ограничен. Остальные папки доступны только для чтения.

Сетевые папки со всеми индивидуальными правами доступны только преподавателю. Преподаватель сам определяет структуру папок и файлов в них, а также порядок доступа к ним студентов.

На сервере развитой ЛВС для студентов могут быть созданы индивидуальные папки ограниченного объёма (квотированные папки), в которых они могут сохранять файлы с отчётами и результатами выполненных лабораторных и практических работ, файлы схем и другие данные. При этом папки других студентов недоступны, что увеличивает возможности самостоятельной работы студентов. Структура ЛВС техникума

В техникуме внутри учебных корпусов смонтирована и действует компьютерная кабельная ЛВС на кабеле UTP (витая пара), а учебные корпуса соединены с главным корпусом (около 100 м), в котором функционирует файловый сервер, через беспроводные мосты Wi-Fi. Также смонтированы две точки доступа Wi-Fi для подключения к серверу провайдера Интернет.

В техникуме разработан и поддерживается WEB-сайт, доступный любому руководителю, преподавателю и студенту. На нём есть раздел с текущим расписанием занятий учебных групп и преподавателей, что является несомненным удобством.

В отдельный сегмент ЛВС объединены компьютеры бухгалтерии со своим локальным сервером. Тестирование в ЛВС

Информационные сети предоставляют прекрасные возможности для проведения различного рода тестирований студентов, в том числе для промежуточной и итоговой аттестации. Практика показывает, что мотивация студентов в процессе обучения при тестировании повышается. Тестирование может быть применимо не только для контроля уровня усвоения материала, но и для обучения. Обширный хорошо подготовленный с методической точки зрения тест, включающий практические задания и охватывающий все разделы и темы технической и специальной дисциплины, может быть хорошим подспорьем и преподавателю и студентам.

Глубина тестирования студентов по технической и специальной дисциплине в ЛВС может быть различной – от поурочного фронтального опроса-теста, самостоятельной работы-теста, контрольной работы-теста, зачёта-теста до государственного экзамена-теста.

Сетевое тестирование в системе «клиент-сервер» может быть организовано с использованием, например, программы 1С Экзаменатор. Для функционирования такого метода тестирования на файловом сервере или на компьютере преподавателя устанавливается серверная часть, а на студенческих рабочих станциях клиентская часть программы.

Подготовив тест, разместив его на сервере и настроив рабочие станции с помощью сетевого администратора, преподаватель может использовать тест не только для итоговой аттестации, но и для промежуточной. Кроме того, тест может быть использован преподавателем аудиторно в режиме обучения как для студентов очного, так и заочного обучения.

Другим вариантом сетевого тестирования является метод с использованием WEB-сервера (например, FreeBSD). Для доступа к нему и тестирования используется любой WEB-браузер (например, Mozilla Firefox). Этот вариант является более предпочтительным, так как защищённость ключа теста более высока.

Электронный сетевой тест может быть преобразован в тест на бумажном носителе. Тестирование в Интернете

Тестирование через Интернет приобретает всё большую популярность, поскольку позволяет произвести независимую оценку индивидуальных знаний студентов по предмету, т.е. мониторинг с использованием образовательного Интернет-портала [3], [5].

В частности, на портале www.fepo.ru и www.i-exam.ru производится репетиционное (диагностическое), а затем экзаменационное тестирование по специальностям и предметам ссузов и вузов в режимах off-line и on-line. Учебный процесс и сеть

Возможности, предоставляемые сетевыми информационными технологиями, существенно продвинули учебный процесс.

Образовательные ресурсы, размещённые в сетях настолько стали доступными, что проблема быстрого нахождения источников знаний по сути перестала существовать.

Сетевые информационные технологии позволили существенно улучшить доступность и мобильность оцифрованных источников – электронных баз знаний, электронных энциклопедий (например, Wikipedia) [4], электронных библиотек и книг, электронных учебно-методических материалов.

Преподаватель имеет массу возможностей, чтобы подготовить УМК дисциплины на высоком методическом уровне, который определяется его профессиональными компетенциями и уровнем овладения информационными технологиями.

Используя доступные электронные источники в Интернете и/или оцифрованные посредством сканера и программы автоматического распознавания текста, рисунков и таблиц (например, ABBYY FineReader) нужные страницы книг из библиотеки, преподаватель может подготовить, разместить на сервере и сделать доступными электронные конспект лекций, презентации, задания по практическим и лабораторным работам по преподаваемой дисциплине.

Восприятию студентами лекционного материала весьма способствуют мультимедиа-материалы – кинофильмы, видеоролики, презентации, схемы, диаграммы и т.п., демонстрируемые с компьютера или DVD-плейера через проектор на экран или электронную доску. Весьма эффективна демонстрация таких материалов с компьютера преподавателя на экранах мониторов студенческих рабочих станций.

Взаимодействие преподавателя и студента на занятии может существенно измениться с использованием электронной интерактивной доски, а также программы управления студенческими рабочими станциями и оказания помощи студентам с рабочей станции преподавателя (например, italk). В такой программе возможна совместная работа преподавателя и студента в программе студента, когда преподаватель и студент работают на своих рабочих станциях. Такая возможность лучше всего подходит на практических и лабораторных работах. Роль специалистов ИТ в развитии сетевых технологий

Сложилась парадоксальная ситуация: есть большая потребность в специалистах и преподавателях ИТ в образовании, однако их низкая заработная плата не способствуют быстрому качественному развитию ИТ вообще и сетевых технологий в частности.

В результате специалисты ИТ, обслуживающие всё время растущий парк компьютеров, оргтехники и развивающуюся ЛВС, вынужденные подрабатывать преподаванием предметов, перегружены и не имеют нормальных возможностей к плановой переподготовке и самоподготовке по профилю своей основной специальности.

Иногда в этих условиях обязанности специалистов ИТ перераспределяются на преподавателей ИТ. Используется эксплуатация энтузиазма и преданности делу и тех и других. Компьютер преподавателя в кабинете информатики

Компьютер преподавателя должен быть оснащён современными устройствами:

  • мощным многоядерным процессором с поддержкой 3D-графики;

  • мощным графическим контроллером (видеокартой);

  • дополнительным объёмным жёстким магнитным диском для хранения больших объёмов данных – УМК по всем преподаваемым учебным дисциплинам по очной, заочной и дистанционной формам обучения, в том числе лекционных тексто-графических файлов, электронных книг, электронных конспектов, презентаций, видеокурсов и фильмов, а также электронных методических материалов для лабораторных и практических работ и т.д.

  • электронной интерактивной доской (или видеопроектором с хорошими характеристиками разрешения и экраном);

  • звуковой системой (5:1);

  • сканером;

  • лазерным принтером.

На компьютер преподавателя должно быть установлено прикладное программное обеспечение:

  • пакет офисных программ (например, MS Office или бесплатный LibreOffice), включающий текстовый редактор, электронную таблицу, редактор презентаций, редактор математики;

  • программа для чтения книг и файлов pdf-формата (например, Adobe Reader);

  • архиватор (например, RAR);

  • плагин для чтения файлов djvu-формата (например, WinDJView или универсальный STDU Viewer);

  • программа для просмотра видеоматериалов на компьютере (например, InterVideo WinDVD или бесплатный VLC media player);

  • редактор растровой графики (например, Paint, Adobe PhotoShop или бесплатный ArcSoft PhotoStudio);

  • программа для сканирования и распознавания текста, графики и таблиц (например, ABBYY FineReader);

  • необходимые программы-симуляторы (например, Electronics Workbench, Multisim);

  • необходимые виртуальные лаборатории;

  • сервер базы данных для тестирования (например, 1С Экзаменатор) в одноранговой сети.

Компьютер студента в кабинете информатики

Компьютер студента должен быть оснащён современными устройствами:

  • мощным многоядерным процессором с поддержкой 3D-графики;

  • мощным графическим контроллером (видеокартой);

  • объёмным жёстким магнитным диском для хранения результатов работы (файлов) в одноранговой сети.

На компьютер студента должно быть установлено прикладное программное обеспечение:

  • пакет офисных программ (например, MS Office или бесплатный LibreOffice), включающий текстовый редактор, электронную таблицу, редактор презентаций, редактор математики;

  • программа для чтения книг и файлов pdf-формата (например, Adobe Reader);

  • архиватор (например, RAR);

  • плагин для чтения файлов djvu-формата (например, WinDJView или универсальный STDU Viewer);

  • программа для просмотра видеоматериалов на компьютере (например, InterVideo WinDVD или бесплатный VLC media player);

  • редактор растровой графики (например, Paint, Adobe PhotoShop или бесплатный ArcSoft PhotoStudio);

  • необходимые программы-симуляторы (например, Electronics Workbench, Multisim);

  • необходимые виртуальные лаборатории.

  • клиентский модуль для тестирования в сетях (например, 1С Экзаменатор).

Переход к электронному документообороту

Неизбежен постепенный переход от бумажных УМК учебных дисциплин и других учебных материалов, на разработку, переделку, изготовление и хранение которых расходуется много дорогой бумаги, тонера и цветных чернил, к электронным документам.

Место хранения их давно известно – накопители на жёстких магнитных дисках (винчестерах) рабочих станций, а также на файловом сервере. Надёжность такого хранилища как винчестер достаточно высока, она проверена десятилетиями. Несколько винчестеров могут быть объединены в RAID-массив, в котором надёжность хранения данных может быть очень высока.

Всё больше учебных материалов, в том числе шаблонов, хранится на файловом сервере. Преподаватели и методисты обмениваются ими через сетевые папки сервера и посредством флэш-носителей. Затраты сил, времени, бумаги и ресурсов оргтехники при переходе на электронный документооборот будут резко снижаться.

Революционные изменения в информационных технологиях, связанных с компьютерными и сетевыми технологиями, неизбежно ведут к революционным изменениям средств обучения, проектирования и труда. А, значит, дидактические вопросы «чему учить?» и «как учить?» – содержание, методики и формы обучения студентов должны быть переосмыслены и приведены в соответствие с требованиями достижения целей современного качественного образования.

Информационные сети – локальные и глобальные – и информационные технологии и коммуникации, развивающиеся на их основе, самым непосредственным образом способствуют ускорению открытий новых знаний, их обмену и использованию в образовании и других видах деятельности людей.

Литература:
  1. Профессиональная педагогика: Учебник для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1999.

  2. Мосолков А.Е. Статья «Электронные образовательные ресурсы нового поколения». http://tsosh.ru.

  3. www.fepo.ru

  4. Свободная энциклопедия Википедия: ru.wikipedia.org.

  5. www.i-exam.ru

Основные термины (генерируются автоматически): файловом сервере, учебных дисциплин технического, дисциплин технического профиля, компьютерном кабинете, информационных технологий, электронной доски, развитием ЛВС, информационные технологии, методических указаний, сетевыми информационными технологиями, преподавания учебных дисциплин, сетевых информационных технологий, Похожая статья, компьютера преподавателя, компьютер преподавателя, учебного заведения, сервере развитой ЛВС, практических работ, учебного процесса, студенческими рабочими станциями.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle