Формирование профессиональных компетенций в процессе преподавания дисциплин сетевых технологий в вузе

УДК 378 ББК 74.580 П 16

А.Х. Панеш

Кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной математики и информационных технологий факультета математики и компьютерных наук Адыгейского государственного университета; р.т. (8772) 59 39-04

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИН СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ВУЗЕ

Аннотация. Рассматриваются формы и методы обучения сетевым технологиям в вузе с позиции компетентностного подхода. Предлагаются различные виды учебной работы по темам сетевых технологий.

Ключевые слова: компетентностный подход, сетевые технологии, компьютерные сети, лабораторные работы, сетевые симуляторы.

A.Kh. Panesh

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Applied Mathematics and Information Technologies of Faculty of Mathematics and Computer Sciences, Adyghe State University; ph. (8772) 59 3904

FORMATION OF PROFESSIONAL COMPETENCES IN TEACHING NETWORK TECHNOLOGY DISCIPLINES IN HIGHER EDUCATION INSTITUTION

Abstract. The paper discusses the forms and methods of teaching to network technologies in higher education institution in terms of competence-based approach. The author proposes the different types of study for subjects of network technologies.

Keywords: competence-based approach, network technologies, computer networks, laboratory works, network simulators.

Стремительное развитие сетевых технологий, рост их значимости и сфер применения привели к тому, что сетевые технологии, компьютерные сети сейчас являются ключевой составляющей современных информационно-телекоммуникационных систем. Умения и навыки применения сетевых технологий приобретают общеобразовательный характер и начинают внедряться в уроки информатики средней школы, особенно в профильне курсы по этому предмету. Подтверждением значимости сетевых технологий стало включение в новое поколение ФГОС ВПО (квалификация «бакалавр»), - по всем направлениям подготовки IT-специалистов, а также школьных учителей информатики, таких дисциплин как «Компьютерные сети», «Сетевые технологии», «Телекоммуникации», «Сети и системы передачи информации». (Мы считаем правомерным объединение этих дисциплин под общее название, кластер «сетевые технологии»). И сам образовательный процесс в вузе (или школе) невозможно уже представить без компьютерных сетей, которые являются технологической основой и транспортной средой для доставки обучаемому образовательного контента.

Рассмотрим особенности преподавания дисциплин сетевых технологий с точки зрения компетентностного подхода к обучению. Считаем целесообразным придерживаться понятий и положений компетентностного подхода, предлагаемых учеными РГПУ им. А.И. Герцена (В.А. Козырев, Н.Ф. Радионова, А.П. Тряпицына, И.С. Батракова и др.) [1]. В соответствии с этим подходом компетентность означает наличие «деятельностного характера обобщенных умений в сочетании с предметными умениями и знаниями в конкретных областях» и проявляется в «умении осуществить выбор, исходя из адекватной оценки себя в конкретной ситуации». При этом под профессиональной компетентностью вьпнускпика вуза понимается интегральная характеристика, определяющая его способность решать профессиональные

проблемы и типичные профессиональные задачи, возникающие в реальных жизненных ситуациях профессиональной деятельности, с использованием знаний, профессионального и жизненного опыта, ценностей и наклонностей. В процессе формирования профессиональной компетентности будущего специалиста можно выделить [2; 3]:

а) ключевые компетентности, отражающие специфику определенной профессиональной деятельности;

б) базовые компетентности, необходимые для любой профессиональной деятельности, проявляющиеся в способности решать профессиональные задачи на основе использования информации, коммуникации (в т.ч. на иностранном языке), социально-правовых основ поведения личности в гражданском обществе;

в) специальные компетентности (специализированные и узкоспециализированные), отражающие специфику конкретной предметной сферы профессиональной деятельности.

Таким образом, компетентностный подход в образовании можно понимать и как средств обеспечения будущего выпускника конкретными специализированными компетентностями, и как средство фундаментализации образования. Компетентностный подход в профессиональном образовании, по поводу которого продолжаются дискуссии в отечественной педагогике и в настоящее время, занимает одно из ключевых положений в упомянутых образовательных стандартах для ^-специалистов. Во всех ФГОС ВПО для ^ -специалистов подчеркивается, что выпускник вуза должен обладать значительным объемом профессиональных компетенций, и приведен конкретный перечень этих компептенций, в т.ч. и по сетевым технологиям.

Однако овладение специальнными компетентностями на практике, на лабораторных работах по сетевым технологиям имеет свои особенности и сталкивается с определенными трудностями. Одной из таких особенностей является то, что реализуемая в компьютерной сети вуза политика информационной безопасности, как правило, предоставляет обучающимся в компьютерных классах минимально необходимые права для работы с оборудованием и программным обеспечением. Поэтому будущий специалист, используя реальное, «живое» оборудование обычного компьютерного класса, не имеет возможности научиться профессионально решать задачи настройки сетевой операционной системы, администрирования компьютерной сети, обеспечения безопасности ее функционирования и т.д. Причиной тому является то, что для выполнения перечисленных задач студент должен получить права доступа на уровне сетевого администратора. Но при этом, в случае ошибочных действий по сетевому администрированию, может выйти из строя весь комьютерный класс или локальная сеть. Т.е. возникает своего рода «конфликт интересов». С одной стороны, студенты должны овладевать знаниями и умениями в области сетевых технологий. С другой стороны, общепринятая политика информационной безопасности, поддерживаемая в компьютерной сети вуза и направленная на обеспечение ее устойчивого функционирования в условиях реального учебного процесса, серьезно затрудняет решение этой задачи. Из сказанного вытекает актуальность вопроса о выборе средств обучения сетевым технологиям будущих ^-специалистов.

Видами учебной работы при обучении дисциплинам сетевых технологий являются лекции, лабораторные работы и самостоятельная работа студентов. Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Необходимо использовать инновационные формы проведения лекций: лекции-визуализации, проблемные лекции, лекции с заранее

запланированными ошибками, лекции-пресс-конференци, лекции-дискуссии, лекции с разбором конкретных ситуаций [4].

При проведении лекций необходимо в первую очередь изучить общие принципы функционирования сетей: системы адресации, вопросы стандартизации сетей, способы маршрутизации и пр. Но буквальное следование известному выражению «Знание нескольких общих принципов освобождает от запоминания множества фактов» неприменимо в случае сетевых технологий. Как раз знание фактов, конкретных схем, технических характеристик, особенностей конструкций и пр. играет большую роль. Поэтому лекции-визуализации

являются обязательной формой проведения лекций при преподавании дисциплин сетеых технологий. Лекция визуализация включает в себя методы иллюстрации, демонстрации и видеометод. В настоятцее время, - в связи с широким распространением в вузах видеопроекторов, чаще всего используют видеометод.

Проблемная лекция начинается с вопросов, с постановки проблемы, которую в ходе изложения материала необходимо решить. В курсе сетевых технологий имеется немало тем, для усвоения которых можно прибегнуть к проблемной лекции. Например, это вопрос синтеза оптимального способа кодирования передаваемой по сети информации при переходе от технологии Ethernet к технологии Fast Ethernet, выбор способа оптимальной присвоения IP-адресов в локальной сети, необходимость использования протокола NAT в связи е глобальной проблемой нехватки IP-адресов сети Интернет (в рамках протокола IPv4) и т.д.

Лекция с зарансе запланированными ошибками используется с целью развития у студентов умения анализировать профессиональные ситуации, выступать в роли экспертов, вычленять неверную и неточную информацию. Такими темами могут быть вопросы IP-адресации и расчетов подсетей на основе масок переменной длины. Задача студентов заключается в том, чтобы по ходу лекции отмечать замеченные ошибки и назвать их в конце лекции. Лекции с запланированными ошибками вызывают у студентов высокую интеллектуальную и эмоциональную активность, стимулируют к активному овладению знанияи.

Лекцию-пресс-конференцию целесообразно проводить в конце изучения темы и по окончании всего курса. Студенты в течение 2-3 минут формулируют интересующие их вопросы, записывают их на листке бумаги и передают преподавателю. Преподаватель сортирует вопросы по смысловому содержанию на отдельные темы и отвечает на них. Как показывает практика, больше всего вопросов бывает по проблемам инкапсюляции IP-пакетов в кадры промежуточной сети, вариантам взаимодействия IP с уровнями первной сети, особенностями технологии Сагпег Ethernet.

В лекции-дискуссии осуществляется свободный обмен мнениями в интервалах между логическими разделами изучаtмой темы. Это оживляет учебный процесс, активизирует познавательную деятельность аудитории.

Лекция с разбором конкретных ситуаций похожа на лекцию-дискуссию. Однако, преподаватель предлагает обсудить не отдельные вопросы, а конкретную ситуацию. Такой достаточно характерной и острой может быть ситуация, связанная с возникновением ошибок при подключении компьютера к сети Интернет по каналу широкополосного доступа. В чем причина таких ошибок, как можно от них избавиться?

При выполнении лабораторных работ происходит интеграция теоретикометодологических знаний с практическими знаниями и умениями студентов в условиях той или иной степени близости к реальной профессиональной деятельности. Пожалуй, именно организация проведения лабораторньнх работ по дисциплинам сетевых технологий вызывает больше всего проблем. Как отмечалось выше, - по соображениям информационной безопасности, невозможно организовать лабораторные работы непосредственно на базе оборудования компьютерного класса, - перенастройкой компьютеров и сетевого оборудования при выполнении каждой лабораторнюой работы. Pешением проблемы могут быть два варианта организации лабораторных работ. Первый вариант предполагает организацию специализированной лаборатории сетевых технологий, оснащенную компьютерами и сетевым оборудованием (маршрутизаторы, коммутаторы). Наличие такой лаборатории даст возможность эффективно проводить лабораторные занятия на реальном оборудовании, позволит обучающимся приобрести необходимые компетенции. Существенным недостатком такого подхода является высокая стоимость сетевого оборудования. Второй вариант проведения лабораторнных работ основан на использовании специализированных программных сетевых симуляторов, позволяющих осуществлять имитационное моделированние компьютерных сетей. Помимо явной экономии, подход с использованием симуляторов позволяет проводить эксперименты не строя реальную сеть.

Т.е. возможно проведенние лабораторных работ на компьютерах обычного компьютерного класса с устанновленными сетевыми симуляторами, - без физического переконфигурирования локальной сети класса. Такими симуляторами являются Bosоn №tSim, ^со Pасkеt Тгасег, ^со Dynamiрs (с графическим пакетом GNS3). Все симуляторы обладают большими функциональными возможностями, позволяют строить сложные макеты сетей, проверять топологии и пр. Каждый из дыух предлагаемых вариантов организации лабораторвых работ имеет свои преимущества и недостатки. Как представляется, наиболее оптимальным решением проблемы является совмещение двух вариантов. Т.е. необходимо использовать и реальное сетевое оборудование (необходимо наличие хотя бы нескольких единиц оборудования), и сетевые симуляторы.

Ситуация в области сетевых технологий в мире настолько динамична, что качественное преподавание ее дисципдин обьективно невозможно без постоянного обновления как содержания дисциплин, так и соответствующих форм и методов их преподавания. В мире, охваченном компьютерными сетями во всех сферах жизнедеятельности людей, где число пользователей «сети сетей» Интернет подходит к 2,5 миллиардам, высокий уровень компетенций по сетевым технологиями совершенно необходим современному IT -специалисту.

Примечания:

1 Компетентностный подход в образовании: кол. монография / под ред. проф. В.А. Козырева, проф. Н.Ф. Pадионовой и проф. А.П. Тряпицыной. СПб. Изд-во PrHy им. А.И. Герцена. 2005. 392 с.

2. Ибрагимов Г.И. Компетентностный подход в профессиональном образовании. Образовательные технологии и общество. 2007. Т. 10, №3. С. 361-365.

3. Байденко В.И. Компетенции в профессиональном образовании (к освоению компетентностнного подхода) // Высшее образование в Pоссии. 2004. № 11. С. 17-22.

4. Куприянычева Н.И., Куприянычева Э.Б. Pазвитие креативных способнностей студентов в техническом вузе // Вестник Казанского технологического университета. 2011. Т. 14, № 1. С. 309-314.

References:

1. Competence-based approach in education: Collective monograph / Eds. V.A. Kozyrev, N.F.Radionova and A.P.Tryapitsyna. SPb. A.I.Herzen RGPU Publishing House. 2005. 392 pp.

2. Ibragimov G.I. Competence-based approach in professional education. Educational Technologies and Society. 2007. Vol. 10. No. 3. P. 361-365.

3. Baydenko V.I. Competences in professional education (on development of competence-based approach). The Higher Education in Russia. 2004. No. 11. P. 17-22.

4. Kupriyanycheva N.I., Kupriyanycheva E.B. Development of creative abilities of students in technical higher institution. Vestnik of Kazan University of Technology. 2011. V.14, No.1. P.309-314.