230202 "Информационные технологии в образовании"

Цель информатизации общества - создание гибридного интегрального интеллекта всей цивилизации, способного предвидеть и управлять развитием человечества. Образовательная система в таком обществе должна быть системой опережающей. Переход от консервативной образовательной системы к опережающей должен базироваться на опережающем формировании информационного пространства Российского образования и широком использовании информационных технологий.

Современное образование является поддерживающим, перспективное образование должно стать в информационном обществе опережающим.

В условиях радикального усложнения жизни общества, его технической и социальной инфраструктуры решающим оказывает изменение отношения людей к информации, которая становит важнейшим стратегическим ресурсом общества. Успешность перехода к информационному обществу существенным образом зависит от готовности системы образования в кратчайшие сроки осуществить реформы, необходимые для ее приспособления к нуждам информационного общества.

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

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

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

-       доступ к большому объему учебной информации;

-       образная наглядная форма представления изучаемого материала;

-       поддержка активных методов обучения;

-       возможность вложенного модульного представления информации.

3. Выполнение следующих дидактических требований:

-              целесообразность представления учебного материала;

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

-              многослойность представления учебного материала по уровню сложности;

-              своевременность и полнота контрольных вопросов и тестов;

-              протоколирование действий во время работы;

-              интерактивность, возможность выбора режима работы с учебным материалом;

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

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

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

1. Компьютерные программы и обучающие системы, представляющие собой:

-                   компьютерные учебники, предназначенные для формирования новых знаний и навыков;

-                   диагностические   или  тестовые   системы,   предназначенные
для диагностирования, оценивания и проверки знаний, способностей и умений;

-                   тренажеры и имитационные программы, представляющие тот или иной аспект реальности, отражающие его основные структурные и функциональные характеристики и предназначенные для формирования практических навыков;

-                   лабораторные комплексы, в основе которых лежат моделирующие программы, предоставляющие в распоряжение обучаемого возможности использования математической модели для исследования определенной реальности;

-                   экспертные системы, предназначенные для обучения навыкам принятия решений на основе накопленного опыта и знаний;

-                   базы данных и базы знаний по различным областям, обеспечивающие доступ к накопленным знаниям;

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

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

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

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

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

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

8.        Системы защиты информации различной ориентации(от не санкционированного доступа при хранении, от искажений при передаче, от подслушивания и т.д.).

В процессе информатизации образования необходимо иметь в виду, что главный принцип использования компьютера - это ориентация на те случаи, когда человек не может выполнить поставленную педагогическую задачу. Например, преподаватель не может наглядно продемонстрировать большинство физических процессов без компьютерного моделирования. С другой стороны, компьютер должен помогать развитию творческих способностей учащихся, способствовать обучению новым профессиональным навыкам и умениям, развитию логического мышления. Процесс бучения должен быть направлен не на умение работать с определенными программными средствами, а на технологии работы с различной информацией: аудио- и видео-, графической, текстовой, табличной.

Специальность "Информационные технологии в образовании"

Выпускник специальности "ИТ" способен показать знания:

-                     современные методы и средства разработки информационных систем;

-                     принципы описания информационных систем и их элементов на основе системного подхода;

-                     принципы построения аналитико-имитационных моделей информационных процессов, основные классы моделей и методы моделирования, методы формализации, алгоритмизации и реализации моделей на ЭВМ;

-                     способы записи алгоритмов и конструирования программ с использованием различных алгоритмических языков;

-                     основные принципы организации и функционирования вычислительных систем, комплексов и сетей ЭВМ; характеристики, возможности и области применения наиболее распространенных классов и типов ЭВМ в информационных системах;

-                     модели и структуры информационных сетей, методы оценки эффективности информационных сетей;

-                     методы и модели управления информационной системой, программные и технические средства реализации системы управления;

-                     основные принципы организации баз данных информационных систем, способы построения баз данных, баз знаний и экспертных систем;

-                     модели и методы формализации и представления знаний в информационных системах;

-                     принципы организации, структуры технических и программных средств компьютерной графики и мультимедиа технологий;

-   принципы обеспечения условий безопасности жизнедеятельности при разработке и эксплуатации информационных систем;

-                     перспективы развития информационных систем, их взаимосвязь со смежными областями;

-                     проблему информационной безопасности и защиты информации в информационных системах;

-                     основные понятия банков и баз данных;

Выпускник специальности "ИТ" способен показать умение использовать:

-                     современные методы системного анализа информационных процессов и принятия решений в информационных системах;

-                     методы и средства информационных технологий при разработке корпоративных информационных систем;

-                     методы и инструментальные средства моделирования при исследовании и проектировании информационных систем;

-                     методы и средства разработки алгоритмов и программ, современные технологии программирования информационных систем;

-                     современные системные программные средства и операционные системы;

-                     сетевые программные и технические средства информационных систем;

-                     интеллектуальные информационные системы, инструментальные средства управления базами данных и знаний;

-                     инструментальные средства компьютерной графики и графического диалога в информационных системах;

-                     методы расчета надежности информационных систем;

-                     методы обеспечения информационной безопасности и защиты информации;

Выпускник специальности "ИТ" имеет опыт:

-                     проектирования информационных систем и их элементов в конкретных областях;

-                     применения математических моделей и методов анализа, синтеза и оптимизации детерминированных и случайных информационных процессов;

-                     моделирования информационных систем на современных ЭВМ на базе аналитико-имитационного подхода;

-   выбора технологии программирования и инструментальных программных средств высокого уровня для задач проектирования информационных систем и их элементов;

-                     выбора архитектуры и комплексирования аппаратных средств информационных систем;

-                     организации работы в коллективе разработчиков информационных систем.

Виды профессиональной деятельности.

Инженер по специальности "Информационные технологии в образовании" может в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой выполнять следующие виды профессиональной деятельности: проектно-конструкторская; производственно технологическая; организационно-управленческая; научно-исследовательская; эксплуатационная. Которые направлены, в свою очередь на проектирование, разработку и модернизацию следующих видов обеспечения информационных технологий

Информационное обеспечение

Информационное обеспечение состоит из системы документации по проектированию и управлению, системы классификаторов и словарей и структуры массивов информации.

Основной формой реализации компонентов информационного обеспечения являются БД в распределенной или централизованной форме, организация данных в которых обеспечивает их оптимальное использование в конкретных применениях.

Совокупность БД должна удовлетворять принципу информационного единства, т.е. использовать термины, символы, классификаторы, условные обозначения и способы представления данных.

Независимо от логической организации данных БД должны обеспечивать:

- информационную совместимость подсистем ;

- независимость данных на логическом и физическом уровнях, в том числе инвариантность к программному обеспечению;

- возможность наращивания БД;

- контролируемую избыточность данных.

На основе этих данных студент разрабатывает алгоритм преобразования информации от момента ее получения до выдачи воздействий или рекомендаций. Применительно к решаемой задаче структура массивов информации оформляется в виде рабочих баз, в которые включаются нормативные и переменные данные, необходимые для решения выявленных задач подсистем.

Комплекс технических средств (КТС) (техническое обеспечение)

Система технического обеспечения информационных систем представляет собой комплекс технических средств, предназначенный для сбора, обработки, передачи и выдачи информации при решении задач.

Основными характеристиками, которые учитываются при выборе КТС, являются: перечень задач, решаемых в информационной системе, вид обрабатываемой информации (дискретная, аналоговая), вид выдаваемой информации (цифровая, графическая), распределение процессов  и функций управления между человеком и вычислительной машиной (ЭВМ) в системе с учетом режима ее работы, количество и вид контролируемых параметров, требуемая точность получения выходных результатов, требуемое быстродействие средств вычислительной техники, требования к объему запоминающих устройств.

Математическое и программное обеспечение

Математическое обеспечение состоит из математических моделей объектов проектирования, методов и алгоритмов выполнения проектных операций и процедур. Основу математического обеспечения составляет математический аппарат для моделирования, синтеза структуры, одновариантного и многовариантного анализа, структурной и параметрической оптимизации. Математическое обеспечение состоит из двух частей: специальное МО и инвариантное МО.

Специальное МО отражает специфику объекта проектирования, физические и информационные особенности его функционирования и тесно привязано к конкретным задачам проектирования. Эта часть математического обеспечения охватывает математические модели, методы и алгоритмы их получения, алгоритмы одновариантного анализа, а также большую часть используемых алгоритмов синтеза.

Инвариантное МО включает методы и алгоритмы, слабо связанные с особенностями математических моделей и используемые при решении различных задач проектирования. Это - методы и алгоритмы многовариантного анализа и параметрической оптимизации.

При создании математического обеспечения должны учитываться следующие показатели: универсальность, алгоритмическая надежность, точность, затраты машинного времени, объем используемой памяти.

Программное обеспечение включает совокупности программ общего и специального назначения.

Общесистемное программное обеспечение предназначено для планирования и организации процесса обработки информации, ввода-вывода, управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ и других вспомогательных операций обслуживания на ЭВМ. Этот вид программного обеспечения называют обычно операционной системой (ОС). ОС является чрезвычайно сложной и трудоемкой для разработки системой. Она предоставляется пользователю в готовом виде в качестве обязательного обеспечения комплекса технических средств. В программном обеспечении ЭВМ имеется несколько различных ОС.

Управляющая программа предназначена для управления обрабатывающими программами. Функции управления разделяются на три основные группы: управление данными, управление заданиями, управление задачами.

Лингвистическое обеспечение

Включает различные языковые средства, которые делятся на две группы: 1) языки программирования; 2) языки проектирования.

В лингвистическ5ом обеспечении должны быть предусмотрены средства описания объектов проектирования в форме, удобной для отображения и ввода в ЭВМ. Эти средства должны описывать не только математические объекты - числа, переменные, массивы, но и различные виды графической информации - конструкторские чертежи, схемы и т. п.

Под термином язык в данном случае понимается любое средство общения, любая система символов или знаков, используемых для обмена информацией.

Языки программирования служат для записи программ. Ими пользуются главным образом при подготовке программ, а не при эксплуатации информационных систем.