в формате .rtf

НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
О НЕОБХОДИМОСТИ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ
О.В. Мирзабекова,
доцент Астраханского технического университета, кандидат педагогических наук
настоящее время развитие науки и техники приве- средств дистанционного обучения физике, преподаватели
ло к лавинообразному росту учебной информации. технических вузов применяют знания по физике при реОбъем знаний, необходимых для получения про- шении профессиональных задач, включая в их содержание
фессиональной подготовки будущими специалистами, материал прикладного характера, или разрабатывают спестремительно увеличивается. В связи с этим перед выс- циальные дидактические информационные средства,
шей технической школой возникли новые задачи: воору- включающие в себя задачи, содержащие ситуации, похожить студента – будущего специалиста такими ориенти- жие на профессиональные.
рами для решения профессиональных задач, которые быНасколько эффективны при дистанционном обучении,
ли бы инвариантными к изменяющимся техническим и сложившиеся в традиционных формах обучения физике
технологическим условиям производства. На помощь методы по применению физических знаний для решения
преподавателям технических вузов приходят новые ин- профессиональных задач?
формационные технологии обучения.
Чтобы ответить на этот вопрос студентам АстраханБыстрые темпы развития телекоммуникаций и связи, ского технического университета, обучающимся с примеразработки программного обеспечения, массовое появле- нением дистанционных технологий, были предложены зание в сфере образования мультимедийных компьютеров дачи, аналогичные тем, что приходится решать в профессоздали объективные предпосылки для использования ди- сиональной деятельности. Задачи для такого рода исслестанционных технологий в сфере высшего технического дования подбирались таким образом, чтобы их решение
образования.
опиралось на физические знания. Кроме решения задач
Действительно, современные компьютеры позволяют с требовалось выделить систему действий по реализации
большой эффективностью контролировать обучаемого с решения, что позволило выяснить осознанность выполнядиагностикой ошибок и обратной связью, обеспечить кон- емой деятельности (под «осознанностью» понимаем, уметроль и выбор индивидуального пути реализации учебной ние студентов аргументированно обосновать представдеятельности, моделировать и имитировать процессы и ленное решение).
явления, проводить эксперименты и лабораторные работы
Анализ ответов студентов, обучающихся на техничев условиях виртуальной реальности. Кроме того, возмож- ских специальностях, показал:
ность установления интерактивного общения и самостоя- стихийно сложившиеся методики дистанционного
тельное освоение определенного объема знаний по курсу обучения физике студентов высших технических учебных
общей физики и последовательности изучений учебного заведений применять физические знания в практически
материала позволяют применить все преимущества ин- значимых для их будущей профессиональной деятельноформационных технологий для сравнительно «молодого» сти задачах нельзя считать эффективными;
вида организации учебного процесса – дистанционного
- применение научно не обоснованных дидактических
обучения, который приобретает все большую популяр- методов в дистанционных формах обучения физике не даность среди студентов и преподавателей технических ву- ет ощутимых преимуществ в сравнении с традиционными
зов.
технологиями.
Естественно, что перед преподавателями технических
Вышеотмеченное свидетельствует о том, что назрело
вузов встает вопрос о подборе существующих средств и противоречие между объективной необходимостью приметодов дистанционного обучения либо о создании соб- менения при обучении общей физике в технических вузах
ственных. И в том и в другом случае педагогам приходит- дистанционных технологий и отсутствием специальных
ся руководствоваться критериями, позволяющими оце- методических разработок для организации дистанционнонить качество методов и средств дистанционного обуче- го обучения, обеспечивающих усвоение физических знания физике.
ний через их применение в практически значимых задаПроводимые в Астраханском техническом университе- чах.
те исследования показывают, что такая оценка должна
Научное, психолого-педагогическое обоснование приосуществляться по аналогии с классическими формами менения дистанционных технологий при подготовке техобучения физике в техническом вузе, а именно: может ли нического специалиста в рамках курса общей физики –
студент – будущий специалист использовать полученные объективная необходимость. Для этого предстоит выползнания, в том числе и по общей физике, для решения нить системное обоснование дидактических положений и
практически значимых в его профессиональной деятель- принципов реализации дистанционных технологий обучености задач, то есть, владеет ли он инвариантными ориен- ния физике в техническом вузе, разработать такую метотирами применения предметных физических знаний.
дическую систему дистанционного обучения физике в
Необходимо отметить, что практически значимые за- техническом вузе, которая обеспечивала бы усвоение фидачи содержат лишь элемент профессиональной деятель- зических знаний и вооружила бы студента – будущего
ности будущего технического специалиста, причем такой, технического специалиста обобщенными методами прикоторый может быть решен с помощью физических зна- менения получаемых знаний в практически значимых заний в рамках дистанционного учебного процесса. Как по- дачах.
казал анализ используемых в настоящее время методов и
В
59
НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
КОМПЬЮТЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ
М.С. Мирзоев
докторант кафедры теоретической информатики и дискретной математики МПГУ
овременный этап развития образования отличается
1. Довузовский этап. Его задачи: выявить и развитем, что происходит интенсивное внедрение инно- вать у обучаемых умение логически мыслить, умение отвационных технологий во все сферы человеческий казаться от ошибочного хода мысли, умение последовадеятельности. Реализация инновационных технологий за- тельно построить доказательство, умение обобщать, сраввисит от математической культуры учащихся. Невозмож- нивать, выделять главное, проводит анализ и синтез, стино представить высокие научно-технические достижения мулировать у учащихся интерес и желание к изучению
без надлежащего математического уровня общества.
элементов логики на уроках информатики, определить и
Математическую культуру будущего учителя инфор- исправить трудности, которые возникают у учащихся при
матики мы рассматриваем как составную часть его про- обучении математике и элементов логики в контексте инфессиональной культуры. Математическая культура фор- форматики. Этот этап подробно рассмотрен автором в рамируется на тех же принципах, что и основные компонен- ботах [6, 7].
ты развития личности. В качестве первого принципа фун2. Вузовский этап. Для этого этапа автором разрадаментального образования будущих учителей информа- ботана методическая система формирования математичетики выдвигается принцип приоритета развивающей ской культуры будущих учителей информатики средствафункции в изучении математических дисциплин.
ми ИКТ. Процесс формирования математической культуУчитель информатики с математической культурой – ры будущих учителей информатики средствами ИКТ проэто учитель информатики с основательной математиче- исходит рекурсивным образом.
ской подготовкой, умеющий профессионально использо3. Послевузовский этап является этапом практичевать математический аппарат в изучении информацион- ской работы в школе, в процессе которого формируется
ных систем.
учитель-практик.
В качестве основных компонентов формирования маПрименение ИКТ предполагает решение следующих
тематической культуры учителя информатики можно вы- задач:
делить следующие:

разработка и внедрение тестологической проце1) математические способности;
дуры по профильным математическим дисциплинам для
2) математическую подготовку;
выявления
уровня
сформированности
психолого3) математическую речь;
педагогических признаков, характеризующих математи4) математическую деятельность.
ческие способности;
Все перечисленные компоненты математической куль
подбор и коррекция теоретического и практичетуры эффективно проявляются и развиваются в результате ского учебного материала по соответствующим направлеучебно-познавательной деятельности студентов с исполь- ниям;
зованием средств информационно-коммуникационных

разработка и внедрение электронных учебников
технологий (ИКТ). Одним из элементов ИКТ является по профильным математическим дисциплинам, в которых
компьютерная диагностика, позволяющая выявить состо- каждая лекция с учетом стандарта составляет отдельный
яние математических способностей студентов.
программный модуль;
Основными профильными математическими дисци
составление обучающей и контролирующей проплинами, методы которых широко используются как ин- грамм;
струмент познания во всех разделах информатики, явля
разработка и внедрение компьютерной диагноются дискретная математика, математическая логика и стической системы для выявления уровня математической
теория алгоритмов. Следовательно, успешное изучение подготовленности студентов и формирования их матемасовременной информатики немыслимо без освоения основ тической культуры на этапе перехода из бакалавриата в
этих дисциплин.
магистратуру.
Проведем диагностику профессиональной подготовТестовые задачи по профильным математическим дисленности студентов на примерах профильных математи- циплинам (на примерах из математической логики и теоческих дисциплин – дискретной математики, математиче- рии алгоритмов) разбиваются на несколько разделов и
ской логики и теории алгоритмов.
уровней сложности, которые можно представить в виде
Формирование математической культуры будущих схемы:
учителей информатики средствами ИКТ включает несколько этапов.
С
математическая логика и теория алгоритмов
АВ
ИВ
Принятые сокращения в схеме:
АВ – алгебра высказываний;
60
ЛП
ИП
ТРФ
МТ
МНР
ИВ – исчисление высказываний;
ЛП – логика предикатов;
НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ИП – исчисления предикатов;
ошибочный. Каждому испытуемому предстоит выбрать
ТРФ – теория рекурсивных функций;
вариант решения с ошибкой;
МТ – машина Тьюринга;
4) на экран компьютера выводится решение задачи с
МНР – машина с неограниченными регистрами.
пропущенными действиями. Требуется дописать пропуПо каждому подразделу составляется банк задач, вы- щенные действия;
являющий гибкость мыслительных процессов студентов и
5) на экран компьютера выводится неупорядоченсостоящий из трёх уровней сложности. Переход от одного ный набор доказательства некой формулы. Требуется соуровня к другому осуществляется поэтапно. Испытуемый, ставить логическую цепочку доказательства формулы.
не прошедший успешно один базовый уровень, не допусТакая форма тестирования позволяет проследить за
кается к следующему этапу. По каждому разделу случай- процессом мыслительной деятельности студентов.
ным образом выбираются вопросы.
После прохождения компьютерной диагностики кажКомпьютерная диагностика включает различные фор- дому испытуемому соответствует вектор ответов. В завимы тестовых заданий. Особое место в формировании ма- симости от значения вектора ответа студент занимает ту
тематической культуры студентов отводится следующим или иную позицию по уровню сформированности матемаформам тестирования:
тической культуры.
1) на экран компьютера для каждой диагностичеЭкспериментальная проверка компьютерной диагноской задачи выводится 4 варианта решения, из них один стической системы проводилась среди студентов 4-го курвариант решения с ошибкой. Каждому испытуемому са отделения информатики, 3-го курса отделения матемапредстоит выбрать вариант решения с ошибкой;
тики-информатики Воронежского государственного педа2) на экран компьютера для каждой диагностиче- гогического университета и 4-го курса математического
ской задачи выводится 4 варианта решения, из них один факультета Московского педагогического государственвариант решения с ошибкой. Каждому испытуемому ного университета.
предстоит выбрать все правильные варианты решения и
Приведем некоторые задачи тестологической процедувыделить из них наиболее рациональный;
ры компьютерной диагностики формирования математи3) на экран компьютера для некоторых логических ческой культуры будущих учителей информатики.
задач выводится 2 или 3 варианта решения, один из них
Выбрать неверный вариант доказательства формулы
1. ├ x  x
ПЕРЕЧЕНЬ ВАРИАНТОВ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА
ИСПОЛЬЗОВАНА
Вариант 1
1)
x   y  x
(А1)
x   y  z   x  y   x  z 
3) x   y  x   x  y   x  x 
4) x  y   x  x 
5) x   y  x  x  x
(А2)
6) ( x  x )
ПЗ(1,5)
2)
z
(2) x
ПЗ(1,3)
y
(4) y  x
Вариант 2
1) ( xy  x)  (( xy  y )  ( xy  xy))
(А5) xy
2) xy  x
(А3)
3)
xy  y   xy  xy
z
ПЗ(2,1)
xy  y
5) xy  xy
6) xx  xx
(А4)
7) ( x  x )
xx  x
4)
ПЗ(4,3)
y
(5) x
Вариант 3
1)
x  x  y    y  x  y   x  y  x  y 
(А8) x y
2)
xx y
(А6)
z
61
НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
3)
 y  x  y   x  y  x  y 
ПЗ(2,1)
4)
yx y
(А7)
5)
x yx y
ПЗ(4,3)
6)
x x x x
y
(5) x
x x  x
7) ( x  x )
Вариант 4
1)
x x y
(A6)
2)
x y  x
ПК(1)
3)
xx
(2) xx y
4)
xx
(3) xx
2. Установить равносильность между формулами
x  y  z   z  x  y   z
Вариант 1
  z  xyz  xy  z  xy  xy  z

xy  z   z  xy  xy  z  z  xy
Вариант 2
z  xyxy  z   z  x  y xy  z  
x  y  z   z  x  y   z  xyxy  z  
 zxy  zz  xxy  xz  yxy  yz  zxy  z  0  xz  0  yz  zxy  z  xz  yz 

 


 
 

 z xy  1  x  y  z x  x y  x  1  y  z y  x  1  y  z x  1  z  1  z
Вариант 3
xy  z z  xy  z  xyxy  z   z  xyxy  z   zxy  0  xy  zxy 
 xy  z  z  xy  xyz  0  zz  zxy  xyz  0  0  zxy  z  xy  xy  z  0  z
Вариант 4

xy  z z  xy  z  xy xy  z


  z  xyxy  z   z  xyxy  z   z  xyxy  z  
 z xy  xy  z  1  z
3. Преобразовать формулы до длины l
l=2

В  x  y x y  x y  x  x y
Вариант 1.
x  y x y  x y  x  x y   x  y x  y  




x y  x  x y  x  y  x  y  x  x y 
 x  y  x  xy  x  y  x y  y  x  y  x  x  y
Вариант 2.
x  y x y  x y  x  x y   x  y x y 


 

x y  x y  x  y  xx y  x y  x y  x 



 y  x x  y  x  y  x y  x  y x  yy  x x  x y  x  y  x y  y 
 y x  y  x  x  y  x  y x  y  x   y  1x  y  x  y
62
НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Вариант 3.
( x  y ) x y  ( x y  ( x  xy))  ( x  y )( x  y )  ( x y  ( x  xy))  x  y  ( x y  x  xy) 
 x  y  x(1  y )  xy  x  y  x  xy  x  y  xy  x  ( y  y )  ( y  x)  x  0  y  x  y  x
4. Составить таблицу истинности для формулы алгебры высказываний


A  x  y  x yx
Вариант 1
X
y
y
x y
x y  x
yx
yx
x  y  x  y  x
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
x y
x y  x
yx
x  y  x  y  x
Вариант 2
X
y
y
yx
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
Практическая значимость данной работы:
1)
компьютерная диагностика позволяет провести массовое обследование испытуемых;
2)
она позволяет провести дифференциацию обучаемых и оптимальный отбор студентов на этапе перехода от одного уровня обучения к другому в условиях многоуровневой подготовки;
3)
диагностическая система позволяет выявить причины затруднений в процессе освоения изучаемого материала;
4)
разработанная диагностическая система является универсальной, что позволяет с ее помощью провести также
исследования по другим областям профессиональной деятельности.
Литература
1. Учебно-методический комплект по специальности 030100 – Информатика. – М., 2002.
2. Матросов В.Л. Теория алгоритмов. – М., 1989.
3. Игошин В.И. Математическая логика и теория алгоритмов. – М., 2004.
4. Алферов Ж.И., Садовничий В.А. Образование для России XXI века // Образование которое мы можем потерять /
Под ред. В.А. Садовничего. – М.: Изд. МГУ, 2003.
5. Мирзоев М.С. Рекурсивный метод как основа формирования и развития математической культуры будущих
учителей информатики//Наука и школа, №1, 2007.
6. Мирзоев М.С. , Матросов В.Л., Жданов С.А. О некоторых алгоритмах теории распознавания образов для выявления уровня математических способностей учащихся // Научные труды: естественные науки. – М.: Прометей, 1994. –
ч.1.
7. Матросов В.Л., Мирзоев М.С., Жданов С.А. Об использовании методов распознавания образов в выявлении
признаков мыслительной деятельности будущих учителей математики и информатики // Научные труды: естественные
науки – М.: Прометей, 1993.
8. Роберт И.В., Поляков В.А. Основные направления научных исследований в области информатизации профессионального образования. – М., 2004 .
63