Проектирование методической системы обучения информатике в вузе с использованием компьютерно-ориентированной технологии

УДК 621.72+52-505+378

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ВУЗЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

© Т.Ю. Китаевская

Ключевые слова: методическая система обучения; проектирование; компьютерно-

ориентированная технология; оптимизация учебного процесса.

Задачи, стоящие перед системой информационной подготовки специалистов, ведут к поиску не только новых форм и методов обучения, но и новой концепции методической системы на основе открытости и самоорганизации. Поскольку в открытой системе элементы сами динамичны, следовательно, и методы проектирования должны быть нацелены на динамику изменения элементов и взаимодействие элементов друг с другом. Естественным подходом в таких условиях является привлечение формализованных методов, допускающих свою автоматизацию. В статье рассматривается компьютерно-ориентированная технология комплексного проектирования основных компонентов методической системы обучения информатике в вузе.

Эта работа является конкретизацией коллективного исследования, которое ведется на кафедре компьютерного и математического моделирования с 1999 г. и посвящено оптимизации учебного процесса высшей школы.

В состав участников данного научного исследования вошли: профессор А.А. Арзамасцев (руководство проектом, разработка обобщенной технологии проектирования учебного процесса в вузе, алгоритмов имитационного моделирования), профессор Т.Ю. Китаевская (разработка теоретических подходов и технология комплексного проектирования компонентов методической системы обучения информатике в вузе с использованием автоматизированных методов), доцент Н.А. Зенкова (разработка технологии для идентификации структуры и содержания комплексных характеристик личности на основе компьютерных моделей психологических тестов, построенных с использованием аппарата искусственных нейронных сетей), доцент Д.В. Слетков (разработка программного обеспечения проекта).

Выбор предмета данного исследования определен особенностями информатики как учебной дисциплины, а также условиями, в которых функционирует современная методическая система.

Особенности методической системы обучения информатике в условиях внешнего информационного воздействия. Обучение информатике в вузе протекает в условиях быстрого изменения социума, существенных различий в уровнях информационной и общей подготовки абитуриентов, в индивидуальных личностных качествах, в мотивах, определивших выбор уровня и направления образования. Цели и содержание обучения информатике (актуальные знания, умения и навыки, необходимые для профессиональной деятельности c использованием информационно-коммуникационных технологий) столь стремительно меняются, что это порождает целый комплекс проблем. Эти проблемы связаны, прежде всего, с пересмотром требований к наполнению содержания подготовки специалистов в этой области и постоянной модификацией учебной программы.

Цели информационной подготовки специалиста реализуются через методическую систему обучения. При этом качество обучения информатике напрямую зависит от того, как эта система

1858

построена. Методическая система обучения, в традиционном понимании, относительно эффективно функционирует в стабильном окружении. Как совокупность иерархически подчиненных компонентов: целей, содержания, методов, средств и форм обучения (по определению А.М. Пышкало), она существовала долгое время и вполне соответствовала условиям единообразия, строгой регламентации, стабильности учебных предметов.

В настоящих условиях важной характеристикой методической системы обучения является открытость, которая проявляется через внутреннюю динамику ее элементов: целей, содержания, методов, средств и форм обучения, а также информационных связей между ними. Таким образом, задачи, стоящие перед системой информационной подготовки специалистов, ведут к поиску не только новых форм и методов обучения, но и новой концепции методической системы на основе открытости и самоорганизации.

Стратегические цели обучения, отраженные в Концепции модернизации российского образования, корректируются с учетом регионального и вузовского компонентов, а также особенностями контингента обучаемых и образовательной среды. Изменение целей неизбежно влечет за собой изменение содержания. А это, в свою очередь, приводит к изменению методов, форм и средств обучения дисциплине. Соответственно, меняются связи между ними, причем меняются прежде, чем завершается цикл изучения учебной дисциплины. Таким образом, корректировка целей обучения приводит к переосмыслению всех компонентов методической системы непосредственно в ходе учебного процесса. Это значит, что традиционная «жесткая» система должна быть заменена ее «мягкой» моделью (термин В.И. Арнольда), в которой учитываются возможности изменения содержания отдельных компонентов в процессе реализации.

В основе эффективного функционирования всякой сложной системы лежит принцип динамического баланса, который проявляется в стремлении системы, с одной стороны, достичь гармонического состояния, с другой стороны, изменить «точку равновесия» при изменении внешней среды. Реализация этого принципа является актуальной и в дидактических системах. Общий принцип нами конкретизирован применительно к условиям эффективного функционирования методической системы обучения специалистов как необходимый баланс между компонентами системы следующим образом.

Между всеми компонентами методической системы должен существовать динамический баланс - состояние системы, которое характеризуется: оптимальным наполнением содержания компонентов методической системы: целей, методов, средств и форм обучения; потенциальными возможностями их изменения под воздействием внешней информационно-образовательной среды; стремлением методической системы находить оптимальное равновесное состояние и удерживаться в нем за счет использования как традиционных, так и новых методических ресурсов.

Поскольку в открытой системе элементы сами динамичны, следовательно, и методы проектирования должны быть нацелены на динамику изменения элементов и взаимодействие элементов друг с другом. При этом анализировать связи и реагировать на возможные изменения необходимо в рамках временных ограничений. В таких условиях качество обучения может быть достигнуто за счет гибких и оперативных средств проектирования основных компонентов системы, предполагающих быстрое согласованное изменение компонентов в процессе ее функционирования. Естественным подходом в таких условиях является привлечение формализованных методов, допускающих свою автоматизацию.

Отмечая прогресс в развитии и использовании формализованных методов анализа и проектирования содержания обучения информатике, следует отметить, что большинство проектов ориентировано на «среднего студента». Принято считать, что при поступлении в вуз абитуриент подтверждает некоторый уровень готовности к обучению. В расчете на этот фиксированный уровень осуществляется дальнейшее проектирование содержания обучения. На самом деле имеет место некоторая случайная характеристика, что влечет за собой соответствующее случайное распределение времени обучения, в котором нуждаются студенты. Другая проблема состоит в том, что «жесткие решения», эффективные в условиях строгой регламентации, не соответствуют условиям быстро изменяющейся информационной среды.

Мы предлагаем решение этих проблем на основе современных информационных технологий: экспериментальном исследовании базовых характеристик учебного процесса и самого

1859

обучаемого, базирующемся на компьютерной технологии анкетирования представительных групп; статистической обработке наблюдаемых результатов; компьютерной имитации (компьютерном моделировании) учебного процесса; использовании методологии структурного анализа и декомпозиции больших систем для выделения отдельных учебных курсов; решении оптимизационных задач методами математического программирования.

Структурная модель методической системы обучения информатике характеризуется включением технологических элементов, которые позволяют оперативно согласованно изменять содержание компонентов системы в процессе ее функционирования с учетом факторов, влияющих на внутреннюю динамику этих компонентов в условиях внешнего информационного воздействия (рис. 1).

Рис. 1. Структурная модель методической системы обучения информатике, характеризующаяся включением технологических элементов

Обобщенная технология проектирования методической системы обучения в вузе. Разработанная нами технология проектирования основных компонентов методической системы включает в себя ряд этапов.

Этап 1. Проводится определение уровня готовности студентов к обучению информатике. Под уровнем готовности к обучению информатике мы понимаем комплексный показатель, характеризующий совокупность личностных качеств, необходимых для изучения предметной области «Информатика», использования средств и методов информатики для решения профессиональных задач, а также свободной ориентации в информационном пространстве.

Этап 2. На основе конкретизированных целей составляется тематический план (список изучаемых тем) для данной специальности с учетом их предшествования. Полный список тем имеется в стандарте по выбранной специальности; предшествование тем определяется на основе опроса экспертов.

Этап 3. На основе тематического плана выделяются содержательные модули дисциплины и составляются структурно допустимые последовательности их изучения. На этом этапе также из всех возможных отбираются те, которые соответствуют заданным критериям оптимальности.

1860

Этап 4. На основе экспериментально полученных данных, с учетом этапа 1, строятся распределения времени изучения отдельных тем дисциплины, модулей учебной дисциплины и общего времени обучения информатике.

Этап 5. Решаются две альтернативные задачи для полученного на этапе 4 распределения общего времени изучения дисциплины: минимизация общего времени обучения информатике (минимизация ресурсов) при достижении уровня квалификационных требований и уровня успеваемости студентов (задача 1); максимизация уровня обучения (максимизация качества обучения) при фиксированном времени обучения и достижении уровня квалификационных требований и уровня успеваемости студентов (задача 2).

Этап 6. В соответствии с каждым содержательным модулем, с учетом уровня готовности к обучению конкретизируются цели текущей учебной деятельности (выделение элементов содержания и построение на их основе целевой модели данного содержания). Определяется степень самостоятельности обучения и выбор вида деятельности: поискового или репродуктивного. Вопрос решается в зависимости от сложности содержания, уровня готовности студентов, количества времени, отведенного на изучение этого фрагмента содержания.

Этап 7. Формируется обобщенный метод изучения данного фрагмента содержания. Методы из класса общих методов организации учебно-познавательной деятельности фильтруются и ранжируются по приоритетной формирующей цели. Множество выбранных методов корректируется с учетом специальных и частно-дидактических методов и дополняется методами стимулирования учебно-познавательной деятельности.

Этап 8. Формируется система средств обучения в соответствии с содержанием и выбранным на этапе 7 обобщенным методом обучения. Приоритет отдается комплексным и предметно-ориентированным учебно-информационным средствам, предполагающим быструю настройку на изменение содержания обучения.

Этап 9. Фиксируется система форм обучения и встраивается в структуру интегральной технологии, предусматривающую модульную организацию дифференцированного содержания обучения, как наиболее динамичную и ориентированную на компьютерную поддержку учебного процесса, а также допускающую коррекцию компонентов методической системы в процессе реализации.

Схема поэтапной реализации технологии комплексного проектирования компонентов методической системы обучения представлена на рис. 2.

В процессе реализации технологии происходит коррекция тематической базы данных на этапах экспериментального исследования временных характеристик содержания, моделирования общего времени изучения дисциплины, идентификации уровня готовности к обучению информатике, выбора средств обучения. В соответствии с этим осуществляется коррекция методов и средств обучения. Динамика содержания поддерживается не только организацией, но и системой форм обучения, допускающей также перестройку остальных компонентов системы.

Таким образом, технологическая последовательность проектирования методической системы включает в себя перечисленные этапы, учитывает обратные связи и допускает необходимую коррекцию проектируемых элементов.

Проектирование основных компонентов методической системы осуществляется с учетом необходимых характеристик обучаемых. Для характеристики обучаемого с целью проектирования компонентов методической системы обучения информатике нами были выделены две группы факторов, первая из которых связана с уровнем готовности к обучению информатике в вузе и оказывает определяющую роль при отборе содержания, определении временных характеристик учебного предмета «Информатика», методов и средств обучения. Вторую группу образуют факторы, связанные с познающей структурой, обеспечивающей хранение и переработку опыта, приобретаемого обучаемыми, задающие структурирование учебного материала.

Задача выявления структуры и содержания понятия «уровень готовности к обучению информатике» решалась с использованием технологии, разработанной А.А. Арзамасцевым и

Н.А. Зенковой для идентификации структуры и содержания комплексных характеристик личности на основе компьютерных моделей психологических тестов, построенных с использованием аппарата искусственных нейронных сетей.

1861

Рис. 2. Обобщенная схема технологии комплексного проектирования компонентов методической системы обучения, учитывающая уровень готовности студентов к обучению информатике

Установлено, что определяющими компонентами структуры готовности к обучению информатике являются: мотивация к обучению информатике, интеллектуальные особенности: алгоритмический тип мышления, творческие способности, базовая школьная подготовка по информатике, самоконтроль, психологическая устойчивость, отношение к технике.

Полученная модель готовности к обучению информатике в вузе позволяет: выделить в структуре личности свойства, влияющие на продуктивность обучения информатике, наметить перспективы развития личности на занятиях информатики, проектировать групповую и индивидуальные траектории обучения информатике в соответствии с уровнем готовности, оптимально вписать учебный предмет «Информатика» в единую систему подготовки специалиста в вузе.

1862

Реализация комплексного проектирования компонентов методической системы с использованием автоматизированных методов. Основные этапы разработанной нами технологии комплексного проектирования компонентов методической системы реализуются с использованием автоматизированного комплекса, который включает в себя семейство программных модулей, объединенных единой оболочкой.

Модуль 1 предназначен для определения уровня готовности к обучению информатике (УГИ) на различных этапах обучения. Построение модели для выявления структуры и содержания готовности к обучению информатике, а также расчет его значений в конкретных ситуациях реализованы на основе аппарата искусственных нейронных сетей (ИНС). Технологический процесс состоит из нескольких этапов:

- построение первичной модели профессиональных качеств индивида на основе аппарата ИНС;

- коррекция первичной модели за счет введения дополнительных заданий и модификации структуры ИНС;

- определение структуры и содержания готовности индивидов к обучению информатике на основе модифицированной модели.

Кроме этого, данный модуль используется при тестировании репрезентативной выборки студентов в целях экспериментальных исследований временных характеристик учебного процесса (данные сохраняются в файле и передаются базовой части программы).

Модуль 2 реализует процедуру отбора содержания обучения на уровне тематического планирования. Отбор содержания обучения дисциплине осуществляется с использованием метода главных компонент применительно к выбору факторов, влияющих на отбор содержания обучения. Устанавливаются связи предшествования между темами (целевые связи), производится структурирование содержания обучения и выбор оптимальных обучающих последовательностей модулей дисциплины.

Модуль 3 осуществляет имитационное моделирование. С помощью аппарата имитационного моделирования на основе экспериментально полученных данных Модуля 1 строятся распределения времени изучения отдельных тем дисциплины, времени обучения учебной дисциплине или дисциплин информационного цикла.

Модуль 4 решает две альтернативные задачи для полученного в Модуле 3 распределения общего времени обучения дисциплине:

- минимизация общего времени обучения информатике (минимизация ресурсов) при достижении уровня квалификационных требований и заданного уровня успеваемости (задача 1);

- максимизация уровня обучения (максимизация качества обучения) при фиксированном времени обучения и достижении уровня квалификационных требований и уровня успеваемости (задача 2).

Модуль 5 осуществляет отбор методов и средств обучения, в соответствии с целевой моделью содержания обучения, рассчитанного времени обучения, уровня готовности к обучению информатике.

Программный комплекс обеспечивает выполнение следующих функций.

1. Построение модели для выявления структуры и содержания готовности к обучению информатике и расчет его значения в конкретных ситуациях. При подготовке заданий можно использовать как текстовые, так и графические задания. Результаты тестирования записываются в файл, из которого при необходимости копируются в программу компьютерного моделирования нейронных сетей. Тестирование студентов для получения эмпирических распределений времени изучения каждой из тем учебной дисциплины.

2. Создание новых учебных программ и модифицирование имеющихся в автоматическом и «ручном» режимах. Определение статуса темы, создание резерва из автономных тем и выделение на основе базовых тем содержательных линий дисциплины. Визуализацию учебной программы в виде графа упорядочения и преобразованной, в результате структурной декомпозиции, матрицы смежностей графа содержания. Выделение взаимосвязанных и относительно независимых от других групп тем в модули. Определение оптимальной последовательности изложения тем. Имеется возможность в «ручном» режиме менять последовательность изложения

1863

в соответствии с личными предпочтениями педагога (при условии соблюдения дидактических принципов, в т. ч. не нарушения логических связей).

3. Генерирование потоков чисел с заданной плотностью распределения и сохранение их в текстовом файле. Построение растровых изображений гистограмм с заданным разрешением. Суммирование рядов гистограмм. Расчет временных параметров учебного процесса в соответствии с заданным уровнем обучения.

4. Создание и пополнение базы данных методов и средств обучения. Фильтрация и ранжирование методов и средств обучения в соответствии с их функциональной пригодностью.

Экспериментальная проверка результатов функционирования системы и тестирование алгоритмов показали эффективность описанной системы проектирования содержания и методов обучения, а также принципиальную возможность использования аппарата имитационного моделирования для решения задачи проектирования обучения информатике.

Разработанная технология апробировалась в течение нескольких лет при разработке курсов «Математика и информатика», «Информатика», «НИТ в учебном процессе», была внедрена в учебный процесс как инструмент проектирования компонентов методической системы, а также как элемент содержания раздела, связанного с использованием компьютерных технологий проектирования дифференцированного обучения как важного элемента управления качеством обучения. Необходимость включения этого раздела, анализ структуры содержания и временных характеристик учебной дисциплины, позволяющих произвести такое включение, послужили обоснованием расширения содержания дисциплины «Новые информационные технологии в учебном процессе» в рамках временного интервала, отведенного в соответствии со стандартом. Внутренний модуль «Компьютерная технология проектирования дифференцированного содержания обучения» представляет собой компонент раздела «Управление обучением с использованием компьютерных технологий», который был внедрен нами в процесс обучения студентов ТГУ им. Г.Р. Державина в рамках курса «Новые информационные технологии в учебном процессе».

Достоинствами разработанной технологии проектирования основных компонентов методической системы обучения информатике с использованием автоматизированных методов являются: обеспечение соответствия уровня подготовки специалистов уровню квалификационных требований к информационной подготовке специалистов, повышение гибкости планирования учебного процесса с учетом ориентации на интегральные технологии обучения за счет обеспечения разбиения учебного материала на составляющие его модули, соответствие временных затрат целям обучения и уровню готовности студентов к обучению информатике; улучшение экономических показателей, характеризующих работу вуза.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ современных научно-методических подходов к структуре и функционированию методической системы обучения информатике в вузе показал следующее. В современных условиях важной характеристикой методической системы обучения информатике является открытость, которая проявляется через внутреннюю динамику ее элементов: целей, содержания, методов, средств и форм обучения, а также информационных связей между ними. В таких условиях управление качеством обучения обеспечивается за счет гибких и оперативных средств проектирования основных компонентов системы, предполагающих быстрое согласованное изменений компонентов в процессе ее функционирования. Определены концептуальные подходы к структуре и функционированию методической системы обучения информатике как к открытой динамической системе в условиях внешнего информационного воздействия на основе принципов динамического баланса, структурной устойчивости, принципа обратной связи. Общий принцип динамического баланса нами конкретизирован применительно к условиям эффективного функционирования методической системы обучения информатике как состояние системы, которое характеризуется: необходимым наполнением содержания компонентов методической системы: целей, содержания, методов, средств и форм обучения; потенциальными возможностями их изменения под воздействием внешней информационно-образовательной

1864

среды; стремлением системы находить оптимальное равновесное состояние и удерживаться в нем за счет использования как традиционных, так и новых методических ресурсов.

Определены основные факторы, влияющие на внутреннюю динамику основных компонентов. Среди внешних факторов, в первую очередь, следует выделить факторы, связанные с уровнем информатизации профессиональной области, информатизации образования и информатизации общества в целом, быстрое изменение предметной области информатики, а также быстрое изменение социума, среди внутренних - готовность студентов к обучению информатике, профессиональную квалификацию педагогов, а также условия учебной среды.

Обоснована целесообразность комплексного проектирования компонентов методической системы обучения информатике с использованием формализованных методов анализа их основных характеристик и связей между ними, как необходимого условия достижения динамического баланса системы в условиях внешнего информационного воздействия.

Определена система принципов проектирования, определяющая прогрессивное направление развития методической системы обучения информатике в современных условиях:

- модель методической системы обучения информатике необходимо строить с учетом того, что в настоящее время методическая система обучения информатике, с одной стороны, представляет собой сложную значимую систему, с другой стороны, сама является компонентом информатизации образования;

- проектируемые структурные и функциональные изменения компонентов методической системы обучения информатике должны быть направлены на технологизацию учебного процесса;

- компоненты методической системы обучения информатике необходимо моделировать с учетом дифференциации как ведущего современного принципа организации обучения в вузе;

- модель методической системы должна учитывать необходимость перехода к новым принципам и технологиям отбора содержания, обеспечивающим его постоянную модификацию, гибкое структурирование, позволяющее обучаемому выбирать индивидуальные траектории обучения.

Элементом, интегрирующим комплексное проектирование компонентов методической системы, является построение дифференцированного содержания обучения на основе укрупненных дидактических единиц с учетом необходимых личностных особенностей обучаемых и оценки временных характеристик.

Разработана методика комплексного тестирования для определения уровня готовности к обучению информатике в вузе. На основе компьютерных моделей психологических тестов, построенных с использованием аппарата искусственных нейронных сетей, выявлены структура и содержание этого понятия. Установлено, что определяющими компонентами структуры готовности к обучению информатике являются: мотивация к обучению информатике, интеллектуальные особенности: алгоритмический тип мышления, творческие способности, базовая школьная подготовка по информатике, самоконтроль, психологическая устойчивость, отношение к технике.

Система дидактических принципов отбора содержания обучения информатике в вузе дополнена следующими принципами: соответствия профильной дифференциации, соответствия образовательному стандарту, соответствия скрытым потребностям (подразумевает отбор содержания обучения на основе прогностической модели деятельности специалиста), соответствия затрачиваемым ресурсам, унификации (содержание обучения, соответствующее достижению конкретной цели обучения, определяется целью и исходным уровнем подготовки студентов).

Предложен алгоритм структурирования содержания. Моделирование структуры дифференцированного содержания обучения осуществляется на основе укрупненных дидактических единиц, базисные содержательные блоки формируются на основе содержательных линий дисциплины. Формирование системы модулей с указанием логических связей между отдельными модулями позволяет построить модель содержания обучения, обеспечивающую эффективность усвоения материала, необходимую управляемость, гибкость и динамичность учебного процесса. Проектирование дифференцированного содержания достигается на основе построения ди-

1865

намических моделей учебных программ и расчета времени, базирующемся на имитационном моделировании.

В условиях группового обучения время изучения содержания дисциплины необходимо рассматривать как обобщенную характеристику, значение которой получено на основе распре -деления индивидуальных показателей. Разработана методика расчета времени изучения дисциплины, необходимого для обеспечения соответствия уровня информационной подготовки выпускников квалификационным требованиям специальности и уровню готовности студентов к обучению информатике.

Отбор методов обучения информатике целесообразно осуществлять последовательно в соответствии с модифицированным содержанием, начиная с фильтрации и сортировки методов организации учебно-познавательной деятельности по приоритетным формирующим функциям, дополняя их методами стимулирования учебно-познавательной деятельности и развития познавательного интереса. Разработана методика формирования обобщенного метода обучения на основе целевой модели содержания обучения с учетом структуры готовности студентов к изучению материала и временных ограничений, допускающая автоматизацию.

Приоритет при выборе средств обучения отдается комплексным учебно-информационным средствам, которые позволяют существенно повысить гибкость методической системы, поскольку по своей сути предполагают быструю настройку на изменение внешних условий функционирования, максимальную индивидуализацию и дифференциацию обучения. Выбор средств обучения должен осуществляться с учетом функциональных компонентов будущей деятельности специалистов в условиях информатизации общества: мотивационного, проектировочного, организационного, исследовательского, адаптационного, конструктивного, коммуникативного.

Повышение эффективности обучения информатике в вузе при фиксированном (рассчитанном) времени обучения достигается на основе проекта, включающего в себя выбор организационных форм обучения, соответствующих целям и содержанию учебного предмета. Система форм обучения должна строиться с учетом возможности оперативного изменения остальных компонентов методической системы: целей, содержания, методов и средств; встраиваться в структуру технологии обучения информатике, предусматривающую модульную организацию дифференцированного содержания обучения как наиболее динамичную; а также быть ориентирована на компьютерную поддержку учебного процесса на всех его этапах. Для обеспечения систематичности и фундаментальности знаний, а также развития личности студентов при обучении информатике в качестве основы приняты идеи интегральной образовательной технологии, позволяющей осуществлять развивающее дифференцированное обучение. Технология модифицирована нами в соответствии с возрастными особенностями обучаемых, целями и особенностями «Информатики» как учебной дисциплины и реализуется на основе специально организованного нами содержания и результатов идентификации уровня готовности студентов к обучению информатике в вузе.

Разработанные подходы к проектированию основных компонентов методической системы интегрированы в единый комплекс, учитывающий обратные связи и допускающий необходимую коррекцию проектируемых элементов. Для проектирования методической системы привлечены автоматизированные методы имитационного моделирования, компьютерного тестирования обучаемых, статистической обработки экспериментальных данных, методы математического программирования, обеспечивающие постоянную коррекцию отдельных элементов, необходимую для оперативной настройки методической системы в соответствии с изменяющимися условиями функционирования непосредственно в ходе обучения. Разработана технология комплексного проектирования компонентов методической системы обучения информатике, базирующаяся на указанных методах. Технология реализуется с использованием автоматизированного комплекса, позволившего разработать дифференцированные программы общеобразовательного курса «Информатика» для различных специальностей. Разработанная технология апробировалась при разработке курсов «Математика и информатика», «Информатика», «НИТ в учебном процессе», была внедрена в учебный процесс как инструмент проектирования компонентов методической системы, а также как элемент содержания раздела, связанного с использованием компьютерных технологий проектирования дифференцированного обучения как важного элемента управления качеством обучения специалистов.

1866

Эти положения подробно отражены в наших публикациях [1-12].

ЛИТЕРАТУРА

1. Арзамасцев А.А., Китаевская Т.Ю., Зенкова Н.А. Алгоритмы проектирования учебных планов: монография. М., 2004.

2. Китаевская Т.Ю. Проектирование обучения информатике с использованием автоматизированных систем: монография. М.: Образование и информатика, 2004.

3. Арзамасцев А.А., Зенкова Н.А. Моделирование в психологии на основе искусственных нейронных сетей: монография. М., 2003.

4. Арзамасцев А.А., Китаевская Т.Ю. Оптимальное проектирование и повышение эффективности процесса обучения в системе высшего образования: постановка задач и обобщенный алгоритм решения // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 1999. Т. 4. Вып. 4. С. 485-488.

5. Китаевская Т.Ю., Арзамасцев А.А. Анализ начального уровня подготовки абитуриентов физикоматематического факультета ТГУ за 1996-1999 годы // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2000. Т. 5. Вып. 1. С. 124-130.

6. Арзамасцев А.А., Китаевская Т.Ю. Повышение эффективности учебного процесса в вузе: экспериментальное исследование и имитационное моделирование // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2000. Т. 5. Вып. 1. С. 134-141.

7. Арзамасцев А.А., Китаевская Т.Ю., Зенкова Н.А., Иванов М.А. Компьютерная технология оптимального проектирования учебного процесса в высшей школе // Информатика и образование. 2001. № 4. С. 79-82.

8. Арзамасцев А.А., Китаевская Т.Ю., Иванов М.А. Универсальный генератор случайных чисел // Информатика и образование. 2002. № 3. С. 39-42.

9. Китаевская Т.Ю. Структурная декомпозиция содержания обучения информатике в вузе // Информатика и образование. 2004. № 3. С. 115-120.

10. Китаевская Т.Ю., Арзамасцев А.А., Слетков Д.В. Автоматизированная система проектирования содержания обучения в вузе // Информатика и образование. 2004. № 12. С. 100-105.

11. Китаевская Т.Ю., Демина А.А. Моделирование учебных программ в условиях временных ограничений // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2009. Т. 14. Вып. 1. С. 250-253.

12. Китаевская Т.Ю. Особенности и принципы проектирования методической системы обучения информатике в обществе знания // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2010. Т. 15. Вып.

1. С. 295-300.

Поступила в редакцию 20 августа 2010 г.

Kitayevskaya T.Yu. Design of methodical system of education of computer science at university using computer-oriented technology

The tasks facing the system of information training lead to finding not only new forms and methods of teaching, but also to a new concept of methodical system based on openness and self-organization. In open system the elements are dynamic, therefore, and methods of design should be focused on the dynamics of elements change and interaction of elements with each other. A natural approach in such circumstances is to bring formal methods allowing its automation. The article deals with computer-oriented technology of integrated design of the main components of methodical system of computer training at university.

Key words: methodical system of education; design; computer-oriented technology; optimization of educational process.

1867