Применение инновационных технологий при подготовке курсантов по учебным дисциплинам кафедры информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России

УДК 378: 373.

А.И. Примакин*

Применение инновационных технологий при подготовке курсантов по учебным дисциплинам кафедры информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России

В данной статье представлено и кратко обосновано авторское видение необходимости изменений в традиционном процессе подготовки выпускника вуза, связанных прежде всего с активным внедрением в учебный процесс инновационных технологий. В статье также излагается авторский опыт применения инновационных технологий при проведении занятий с курсантами и слушателями по учебным дисциплинам блока общематематических и естественнонаучных дисциплин в Санкт-Петербургском университете МВД России. Кроме этого, представлена тестовая программа-оболочка, применяемая на кафедре информационных систем при проведении различных форм контроля (зачеты, экзамены) как текущих, так и остаточных знаний учащихся.

Primakin A.I. Application of innovative technologies by preparation of cadets on subject matters of faculty of information systems of the St.-Petersburg university of the Ministry of Internal Affairs of Russia.

In given clause author’s vision of necessity of changes in traditional process of preparation of the graduate of the high school, connected, first of all, with active introduction in educational process of innovative technologies is presented and briefly proved. In clause author’s experience of application of innovative technologies also is stated at carrying out of employment with cadets and listeners on subject matters of the block natural-science disciplines at the St.-Petersburg University of the Ministry of Internal Affairs of Russia. Besides the test program-environment applied on faculty of information systems is presented at carrying out of various forms of the control (offsets, examinations) both current, and residual knowledge of pupils.

Ключевые слова: педагогика, инновационные технологии, высшая школа, информационные технологии, информатика, информационная безопасность, концепции современного естествознания, обучение курсантов и слушателей.

Данная статья преследует цель представить и кратко обосновать авторское видение необходимости изменений в традиционном процессе подготовки выпускника вуза, связанных прежде всего с активным внедрением в учебный процесс инновационных технологий. В статье также излагается авторский опыт применения инновационных технологий при проведении занятий по учебным дисциплинам блока общематематических и естественнонаучных дисциплин (ЕН).

Начнем с того, какой смысл в данной статье вкладывается в понятие «инновационные технологии в образовании» и почему их нужно внедрять в учебный процесс вуза. Отметим, что термин «инновация» (нововведение) трактуется как антоним прилагательному «традиционный», что в нашем контексте предполагает выход за пределы типичных, наиболее часто встречающихся совокупностей способов, методов, приемов обучения.

В настоящее время в России, ориентирующейся на вхождение в мировое образовательное пространство, идет становление новой системы образования. Происходят существенные изменения в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса: предлагается иное содержание, иные подходы, иное поведение, иной педагогический менталитет. На современном этапе развития общества резко возрастает потребность внедрения в образовательный процесс инновационных технологий, основанных на достижениях экономики, педагогики и психологии. По мнению многих авторов, инновационная технология - это продуманная во всех деталях система обучения, направленная на достижение основных целей образования.

* Начальник кафедры информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России, доктор технических наук, профессор, полковник милиции.

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

В российской педагогике существует положение о том, что развитие личности в процессе обучения зависит как от внешних, так и внутренних условий. К внешним условиям относятся педагогическое мастерство преподавателя, набор оптимальных методов обучения, рациональное построение учебных программ. Внутренние условия представляют собой психологические факторы, определяющиеся личностью самого обучаемого: уровень умственного развития, отношения к учению, особенности самоорганизации и др.

Одним из значимых внутренних факторов обучения являются установки личности, трактуемые как состояние готовности личности действовать в той или иной ситуации определенным образом. Они обусловливают прежде всего продуктивное обучение, на котором основаны инновационные технологии.

Необходимость в формировании установок у курсантов и слушателей возникает на всех этапах занятия. Преподаватель должен не только формировать, но и поддерживать настрой учащихся на учебную деятельность. Наиболее оптимальными методами для этого являются, использование инновационных технологий, позволяющих применение игровых методов, привлечение наглядности и дополнительных источников информации.

К числу условий, влияющих на протекание процесса обучения, относится и внимание. Внимание регулирует психическую деятельность, направляя ее на те или иные объекты, предметы, действия. Наиболее эффективное и предпочитаемое внимание, когда учащийся целиком поглощен выполнением задания.

Важное место среди внутренних условий, необходимых для осуществления процесса обучения, занимает восприятие. Научные знания представляемые в учебном материале, становится достоянием учащихся в том случае, если они научатся видеть и слышать, т.е. воспринимать содержание материала.

Велика зависимость результатов обучения от развитости процессов запоминания у обучаемого. Они зависят от всего диапазона эмоциональных, этических, эстетических переживаний, которые возникают у курсантов и слушателей при изучении нового материала. Освоение приемов запоминания не может происходить само собой, без помощи со стороны преподавателя, который разъясняет особенности каждого приема, его зависимость от объема, сложности и вида учебного материала. Инновационные технологии направлены именно на обучение курсантов приемам запоминания.

Одной из наиболее сложных задач, решаемых инновационными технологиями, является приведение в соответствие возможностей курсантов и слушателей и требований учебной деятельности, т.е. курсант должен осознавать свои задачи в качестве субъекта учебной деятельности. Учащийся должен видеть цель деятельности, модели значимых условий, возможные программы действий и оценку результатов обучения.

Таким образом, решить проблемы современного образования можно только путем применения инновационных технологий, способствующих решению вышеперечисленных задач.

Рассмотрим более подробно одну из составляющих инновационных технологий, а именно информационную. Применение новых информационных технологий (НИТ) ставит деятельность вуза на совершенно новую качественную ступень, позволяя автоматизировать решение следующих задач:

- ведение электронного документооборота;

- сокращение временных затрат на разработку и совершенствование учебного материала;

- повышение гибкости образовательного процесса;

- возможность построения дистанционного обучения;

- возможность оперативной связи и обмена опытом с учеными и специалистами по всему

миру.

В первую очередь перечисленные преимущества отразятся на характере работы преподавателей, т.к. позволят значительно упростить модификацию учебных программ и ускорить обмен опытом с другими учеными, высвободить время для творческой и научной деятельности.

Излагаемый далее в статье материал связан с обзором практики применения инновационных технологий, в частности НИТ, при подготовке курсантов и слушателей по учебным дисциплинам кафедры информационных систем Санкт-Петербургского университета МВД России.

В соответствии с учебным планом подготовки курсантов и слушателей за кафедрой информационных систем закреплено в общем случае около 10 учебных дисциплин, при изложении учебного материала которых в той или иной степени используются НИТ, а именно, мультимедийные средства.

Учебные дисциплины «Информатика и математика», «Информатика и ЭВМ в психологии», «Информатика и вычислительная техника», «Правовые информационно-поисковые системы», «Применение новых информационных технологий в науке и образовании», «Основы информационной

безопасности в ОВД» уже, сами по себе предполагают при изложении учебных вопросов применение мультимедийных средств (проектора, экрана и персонального компьютера).

Прежде всего это связано с практическими занятиями, на которых изучаются приемы работы на персональном компьютере. Преподавателю нет необходимости переходить от одного рабочего места к другому, непосредственно показывая, что нужно делать курсанту в рамках предложенного задания. Все необходимые манипуляции учащийся видит на экране, что значительно экономит время на изложение материала, внимание курсантов сосредоточено на экране и не рассеивается в ожидании, когда к нему подойдет преподаватель. Да и сам труд преподавателя становится более эффективным, а условия его работы - более комфортными.

Тем не менее и при изложении лекционных учебных вопросов (по информатике и математике, основам информационной безопасности в ОВД) применение мультимедийных средств является необходимым условием для более понятного и наглядного восприятия учащимися излагаемого материала. В частности, применяется электронный учебник по информатике и математике (см. рис. 1), который позволяет наглядно продемонстрировать как аппаратные, так и программные средства ПЭВМ (например, основные устройства ПЭВМ - микропроцессор, оперативную память и т.п. или сетевые устройства).

Подобных электронных учебников в последнее время на прилавках магазинов появилось достаточно много.

Рис. 1. Электронный учебник по информатике

Следующая учебная дисциплина - концепции современного естествознания.

По всем занятиям (лекции и семинары) имеются дидактические материалы, предполагающие использование мультимедийных средств.

Предметная область ее достаточно обширна - это и физика, и химия, и биология, и основы культурологи и философии, и астрономия. Поэтому традиционное применение презентаций, помимо наглядности и удобства записи курсантами и слушателями темы занятия, учебных вопросов и основных ключевых определений учебной дисциплины, позволяет преподавателю четче держать нить изложения, сопровождать излагаемый материал иллюстрациями, делая его более интересным и понятным для восприятия учащимися (см. рис. 2).

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

Рис. 2. Пример презентации по учебной дисциплине «Концепции современного естествознания»

Технология подготовки подобного рода презентаций достаточно проста, не требует каких-то специальных компьютерных знаний, может быть освоена преподавателем достаточно быстро.

Следующая учебная дисциплина - «Основы информационной безопасности в ОВД».

Все темы указанной дисциплины непосредственно связаны с компьютером, каждая из них имеет мультимедийное сопровождение, а по основам криптографии (электронной цифровой подписи) используется лабораторный практикум (разработан совместно с преподавателями Военно-морского института радиоэлектроники им. А.С. Попова), без демонстрации которого было бы достаточно проблематично изложить основные принципы и алгоритмы шифровки информации (рис. 3).

Криптография наука непростая (тем более для гуманитариев), но данный лабораторный практикум позволяет не только достаточно просто и наглядно изложить курсантам основы криптографии, но и, обратившись к разделу практикума «Проверка знаний и методов шифровки», дает возможность им самостоятельно проверить, насколько правильно они поняли учебный материал.

Практика проведения занятий по дисциплине «Основы информационной безопасности в ОВД» показывает, что часть курсантов и слушателей с удовольствием копируют к себе используемые у них на занятиях материалы (лабораторный практикум, стеганографические программы, инсталляции программ для простановки электронной цифровой подписи, в частности, PGP).

Важным вопросом в процессе обучения курсантов и слушателей является организация проведения различных форм контроля (зачеты, экзамены) как текущих, так и остаточных знаний учащихся.

Одной из наиболее простых форм контроля знаний является тестирование. Оно выгодно отличается от других форм возможностью более быстрой и простой проверки работ преподавателем. При проведении тестирования функции преподавателя сводятся к простому подсчету правильно указанных ответов. Эту функцию можно поручить даже специальным образом не подготовленному человеку. Единственное, что от него будет требоваться - это умение считать. Компьютер является инструментом, на который можно и представляется целесообразным возложить данную функцию.

В силу указанных выше причин возникла необходимость создания специализированного средства позволяющего автоматизировать контроль знаний. Так было создано программное средство

Рис. 3. Лабораторный практикум по учебной дисциплине «Основы информационной безопасности в ОВД».

«Компьютерная система тестирования» (см. рис. 4). Разработчики данной программы - старший преподаватель кафедры, кандидат педагогических наук, подполковник милиции А.В. Аполлонский и П.В. Бабарыкин.

Контрольные вопросы по курсу "Концепции современного естествознания"

-[ Список вопросов ]—

Какой уровень жизни рассматривает процесс развития особи от мом| ^ Объектом исследования какого из этапов биологических знаний явл ^ Что является элементарной единицей эволюции в живой природе:

^ Какова одна главных заслуг Ч.Дарвина в развитии биологического 31 Определить современный взгляд естествознания на структуру (прир ^ Какую форму имеет галактика (Млечный путь), в которую входит Соль ^ Определить объект изучения физики:

^ Определить объект изучения естествознания:

^ Определить понятие "теория11:

Определить объект изучения химии:

^ Какие методы относятся к эмпирическим методам познания?:

Ядро атома состоит из:

Кто из ученых является автором термина "квант" энергии ^ Что является минимальной живой системой:

^ Какой из химических элементов обладает уникальным свойством обр ^ Определить объект изучения психологии:

^ Какая из планет Солнечной системы является самой большой:

^ Понятие "корпускулярно-волновой дуализм" относится к:

^ Какой раздел химии исследует свойства вещества в зависимости от! ^ Когда приблизительно появилась на Земле Жизнь:

^ Какова правильная последовательность планет Солнечной системы: ^ Какие методы относятся к теоретическим методам познания?:

^ Суть детерминизма состоит в том, что все существующее в мире прор Определить понятие "наука":

^ Какой уровень химических знаний исследует процесс познания веще ^ Определить объект изучения биологии:

Биосфера это:

^ Определить авторов, заложивших основы механики и основавших на|_ ^ Кто предложил теорию происхождения Жизни на Земле, как законом* Отклонение или рассеяние волк частиц относится к определению:

^ Когда приНлизительно начался антропогенез - эволюционный проце

[Вопрос^ 1/32

Определить поня

Социальное поведение человека

Совокупность материальных и духовных ценностей, накопленных человеком

Совокупность духовных ценностей, накопленных человеком

Рис. 4. Компьютерная система тестирования

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России № 3 (39) 2008

Для разработки программного средства была выбрана платформа IBM-совместимого компьютера на базе микропроцессора семейства x86 под управлением операционной системы Microsoft Windows’95. Выбор данной платформы был предопределен широким распространением, которое она получила в мире, в т.ч. и в нашей стране.

Средством разработки был выбран язык программирования Borland Delphi, который воплотил целый ряд передовых технологий в области разработки программных средств. В силу своей специфики данный язык программирования позволяет в кратчайшие сроки изменять, дополнять и совершенствовать программный продукт, а также использовать части кода в виде встраиваемых объектов в другие проекты.

Для разработки программы в рамках классической формы тестирования были сформулированы следующие требования:

- расширяемость, осуществляемая посредством независимых баз, содержащих вопросы, ответы, а также ключи к тестам;

- возможность ответа на поставленный вопрос путем указания одного или нескольких вариантов;

- возможность перемещения по списку тестовых вопросов;

- возможность пропуска вопроса с последующим возвращением к нему.

При помощи организации тестирования на персональном компьютере представляется возможным реализовать следующие функции:

- собственный балл или вес вопроса в тесте;

- введение для каждого или всех вариантов ответов на вопрос шкалы степени уверенности в правильности выбранных альтернатив ответов;

- нефиксированная последовательность подачи вопросов и ответов на них;

- учет времени, затраченного на тестирование в целом или на ответ по определенному вопросу;

- автоматическое прекращение тестирование по истечению лимита времени;

- автоматизированное и единое применение различных критерий оценки результатов;

- сохранение результатов в единой базе с возможностью дальнейшего ее анализа;

- просмотр результатов тестирования в виде таблицы и виде графика с последующим выводом на печать;

и многое другое...

Собственный балл или вес вопроса в тесте позволяет дифференцировать вопросы внутри теста по принципиальной значимости. Так, например, неправильный ответ на принципиально значимый вопрос отрицательнее скажется на результате, чем неправильный ответ на менее значимый вопрос.

Введение для каждого из вариантов ответов на вопрос шкалы степени уверенности в правильности выбора ответов позволяет учесть эмоциональное состояние тестируемого относительно правильности своего ответа, что достигается путем указания степени его уверенности. Таким образом, неуверенный неправильный ответ менее отрицательно скажется на результате, чем одновременно уверенный и неправильный ответ. В то же время неуверенный правильный ответ даст меньший результат, чем мог бы дать уверенный правильный ответ. Данная специфическая функция позволит тестируемому сформировать определенную тактику поведения во время прохождения теста, а также будет развивать в нем качества, необходимые для умелого лавирования и рационального использования твердо усвоенных знаний.

При помощи нефиксированной последовательность подачи вопросов и ответов на них каждый сеанс работы с программным средством будет создаваться уникальный по своей структуре тест, что позволит избежать запоминания положения правильных ответов в контексте всех вопросов и использования этого при последующем тестировании.

Подводя итог, можно отметить, что инновации в образовании - это прежде всего смена парадигмы, а технология обучения - выбор оптимальных форм, методов и средств обучения, организация взаимодействия участников учебного процесса, оценка, контроль и коррекция знаний, навыков и умений обучающихся с целью гарантированного достижения дидактических целей.