автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред

Автореферат диссертации по теме "Обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред"

На правах рукописи

4846864

Лягинова Ольга Юрьевна

ОБУЧЕНИЕ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ МОДЕЛИРОВАНИЮ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРА И ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ НА БАЗЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕД

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень высшего профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

1 9 МАЙ 2011

Москва-2011

4846864

Работа выполнена в Учреждении Российской академии образования «Институт информатизации образования», в лаборатории педагогических технологий на базе средств информатизации и коммуникации.

Научный руководитель: кандидат педагогических наук, доцент

Касторнова Василина Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор

Бешенков Сергей Александрович;

кандидат педагогических наук Пекшева Анна Георгиевна

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Волгоградский государственный

педагогический университет»

Защита диссертации состоится «10» июня 2011 года в 1300 часов на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.008.004.01 при Учреждении Российской академии образования «Институт информатизации образования» по адресу: 119121, г. Москва, ул. Погодинская, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии образования «Институт информатизации образования».

Текст автореферат размещен на сайте www.iiorao.ru

Автореферат разослан « 6 » мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Ос.___Г.Л.Ежова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. В период становления информационного общества возрастает роль информатики как фундаментальной отрасли научного знания, формирующей представление об информации, информационных процессах, объектах и явлениях, а также методах и средствах их представления и моделирования на базе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Изучение информатики открывает новые возможности для овладения такими современными методами научного познания как формализация, моделирование и компьютерный эксперимент, в результате чего происходит совершенствование содержания обучения, изменяются его методы и средства, как в системе высшего профессионального образования, так и в системе среднего общего образования.

Вопросам отбора содержания и разработки методики обучения информатике в общем и профессиональном педагогическом образовании посвящены работы Бешенкова С.А., Жданова С.А., Кузнецова A.A., Кузнецова Э.И., Лап-чика М.П., Ракитиной Е.А., Роберт И.В., Хеннера Е.К. и др. Одной из содержательных линий образовательной области «Информатика» является формализация и моделирование, которая относится к научным основам этого предмета, являясь базой многочисленных приложений ИКТ, связанных с моделированием в различных областях деятельности, и изучается как в средних, так и в высших учебных заведениях. Исследования, посвященные обучению учителей информатики и учащихся средних учебных заведений информационному моделированию (Бешенков С.А., Бугайко Е.В., Галыгина И.В., Гейн А.Г., Линькова В.П., Ракитина Е.А., Сметанников А.Л. и др.), рассматривают вопросы его применения при изучении дисциплин естественнонаучного цикла. В ряде работ моделирование рассматривается как метод познания при изучении большинства содержательных линий информатики, в том числе: информация и информационные процессы, компьютер, компьютерные телекоммуникации и др. В частности, вопросы моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети рассматриваются лишь в аспекте информационного моделирования их структуры.

Вместе с тем, в настоящее время большинство образовательных учреждений сталкиваются с организационными, техническими и материальными сложностями при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения компьютера и информационной сети на реальном оборудовании с установленным на нем программным обеспечением (ПО), экспериментирование с которыми может привести к сбоям или временному прекращению функционирования оборудования. Зачастую при проведении практических занятий нет возможности выделить учащимся компьютеры для изучения аппаратных средств, установки, настройки и тестирования ПО конкретной группой учащихся; в большинстве случаев при установке и настройке ПО требуется наличие полномочий администратора, которые не предоставляются

учащимся, исходя из необходимости обеспечения безопасности компьютеров и информационной сети образовательного учреждения; установка и настройка некоторого ПО продолжительна по времени и т.п.

Перечисленные сложности возникают при организации обучения на реальном оборудовании, заменить которое можно используя модели, отображающие функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети, созданные на базе специализированных программных сред.

В настоящее время разработано большое количество разнообразных специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети (например, Microsoft Virtual PC, Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation, Bochs, QEMU и др.), отличающихся друг от друга реализацией эмуляции аппаратного обеспечения, совместимостью с оборудованием компьютера, быстродействием, работой с графикой и пр.

Возможности этих специализированных программных сред позволяют обеспечить: эмуляцию аппаратных компонентов модели; установку и функционирование на модели различного ПО; подключение модели к локальной сети и сети Интернет; изоляцию процессов функционирования модели от других процессов компьютера и др. Благодаря указанным возможностям на одном компьютере может быть создано несколько различных видов моделей аппаратно-программных средств: модель персонального компьютера (неподключенного/подключенного к сети Интернет), модель локальной сети на основе одноранговой или серверной архитектуры. В структуру всех моделей включается необходимое для реализации целей моделирования аппаратное и программное обеспечение. Разработанные модели отображают функционирование соответствующих аппаратно-программных средств в реальном времени, что обеспечивает возможность их использования при организации обучения в области архитектуры компьютера, информационных сетей, системного и прикладного ПО.

Таким образом, специализированная программная среда, моделирующая структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети (далее СПС), обеспечивает: создание, изменение, функционирование модели аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети за счет эмуляции аппаратных компонентов (процессора, оперативной памяти, жесткого диска, сетевой карты и др.) и визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования программных компонентов модели.

При этом под моделью аппаратно-программных средств, созданной на базе СПС, будем понимать информационную модель (динамическую модель-изображение) (Зинченко А.П., Панов Д.Ю.), отображающую средствами программы функционирование аппаратно-программных средств компьютера и

информационной сети. Модель создается на основе определенной структуры аппаратно-программных средств как фиксированного упорядоченного множества компонентов, входящих в состав компьютера и/или информационной сети, и отношений между ними. Процесс моделирования аппаратно-программных средств на базе СПС предполагает воспроизведение динамического изображения основных компонентов и процессов функционирования аппаратно-программных средств.

Рассмотрению вопросов функционирования и классификации СПС, возможных задач, решаемых с их помощью на различных предприятиях, посвящены работы Гультяева А.К., Козлова А.О., МетлисаЯ., ПраттаЯ., Розенб-люма М., Харриса Т., Хэнда С. и др. Вопросы применения СПС при обучении сетевым технологиям в вузах рассматривают Винокуров А.Ю., Ляш О.И. и др.

Вместе с тем, в настоящее время процессам моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС не уделяется должного внимания в аспекте решения следующих задач: визуализации процессов функционирования аппаратно-программных средств в режиме реального времени; обеспечения безопасной работы компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возможных ошибочных действиях обучающегося или воздействии компьютерных вирусов и других вредоносных программ, вызывающих сбои функционирования моделей; осуществления экспериментально-исследовательской деятельности при изучении архитектуры компьютера, информационной сети, системного и прикладного программного обеспечения.

Учитывая вышеизложенное, проблема исследования обусловлена противоречием между существующими подходами к обучению учителей информатики в области архитектуры компьютера, информационных сетей, системного и прикладного программного обеспечения, не реализующими возможности моделирования аппаратно-программных средств компьютера, информационной сети, а также процессов их функционирования, и нереализованно-стью возможностей специализированных программных сред, обеспечивающих создание моделей, отражающих функционирование аппаратно-программных средств компьютера, информационной сети, реализацию информационных процессов, а также визуализацию протекающих процессов в реальном времени без использования реального оборудования.

Актуальность исследования определяется необходимостью теоретического обоснования содержания и разработки методических подходов по организации обучения учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети в условиях реализации возможностей специализированных программных сред.

Объект исследования - обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на

базе использования специализированных программных сред.

Предмет исследования - содержание и методические подходы к обучению учителей информатики моделированию структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети с использованием специализированных программных сред.

Цель исследования заключается в разработке теоретических аспектов, а также методических подходов к обучению учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети без использования реального оборудования на базе специализированных программных сред.

Гипотеза исследования: если обучение учителей информатики моделированию структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети будет осуществляться в условиях реализации возможностей специализированных программных сред, педагогических целей их использования и принципов формирования содержания обучения, то это обеспечит достижение большинством учителей эвристического и творческого уровней обученности в данной области.

Для достижения цели и подтверждения сформулированной гипотезы определены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы по подготовке учителей информатики в области моделирования и изучения аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети.

2. Выявить возможности специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети, а также педагогические цели их использования.

3. Разработать требования к уровням обученности учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

4. Сформулировать и обосновать принципы формирования содержания обучения учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

5. Разработать содержание и методические рекомендации по организации курса обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред, а также провести экспериментальную проверку уровня обученности в рамках разработанного курса.

Методологической основой исследования явились работы в области: педагогики и психологии (Бабанский Ю.К., Берулава М.Н., Беспалько В.П., Краевский В.В., Леднев B.C., Никандров Н.Д., Сластенин В.А., Фельд-

штейн Д.И. и др.); теории и методики обучения информатике в общем образовании (Бешенков СЛ., Босова JI.JL, Кузнецов A.A., Кушниренко А.Г., Ра-китина Е.А., Семакин И.Г., Угринович Н.Д., и др.); теории и методики обучения информатике в профессиональном педагогическом образовании (Жданов С.А., КайминВ.А., Кузнецов Э.И., ЛапчикМ.П., Матросов В.Л., Могилев A.B., Пак Н.И., Хеннер Е.К. и др.); использования средств ИКТ в учебном процессе (Ваграменко Я.А., Гужвенко Е.И., Касторнова В.А., Козлов O.A., Лавина Т.А., Латышев В.Л., Мартиросян Л.П., Мухаметзя-нов И.Ш., Роберт И.В., Рудинский И.Д., Тарабрин О.В. и др.); обучения моделированию в высшей и средней школе (Бешенков С.А., Гейн А.Г., РакитинаЕ.А., Хеннер Е.К., Фролов И.Т., ШтоффВ.А. и др.), автоматизации и управления технологическими процессами в образовании (Данилюк С.Г., Надеждин E.H., Сердюков В.И., Романенко Ю.А., Павлов A.A. и др.).

Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение и анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы по проблематике исследования; анализ отечественного и зарубежного опыта использования специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства; наблюдение, беседы с преподавателями и учителями информатики, анкетирование; проведение педагогического эксперимента и анализ его результатов.

Научная новизна и теоретическая значимость состоят в: выявлении возможностей специализированных программных сред в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети; выявлении педагогических целей их использования; разработке требований к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред; формулировании и обосновании принципов формирования содержания обучения учителей информатики в данной области.

Практическая значимость исследования состоит в разработке: блочно-модульной структуры и содержания курса «Моделирование аппаратно-программных средств»; методических рекомендаций по организации обучения; контрольно-измерительных материалов для проверки уровней обученности учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

Предложенное содержание разработанного курса и методические рекомендации к нему могут быть использованы: в процессе обучения студентов педагогических специальностей, изучающих информатику; при обучении студентов по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная информатика»; в процессе повышения квалификации, подготовки и переподготовки учителей информатики общеобразовательной школы,

преподавателей информатики средних профессиональных учебных заведений, образовательных учреждений дополнительного образования учащихся; при обучении кадров информатизации образования.

Этапы исследования:

На первом этапе (2008-2009 гг.) осуществлен анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы в области подготовки учителей информатики; выявлены возможности СПС, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, и педагогические цели их использования.

На втором этапе (2009-2010 гг.) разработаны требования к уровням обученное™ учителей информатики, моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС; сформулированы и обоснованы принципы формирования содержания обучения учителей информатики в данной области; разработана блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств»; разработаны методические рекомендации по организации обучения и контрольно-измерительные материалы для проверки уровней обученности учителей информатики в данной области.

На третьем этапе (2010-2011 гг.) проведена экспериментальная проверка уровней обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС, проведен анализ результатов, оформлено диссертационное исследование.

Апробация результатов исследования. Ход и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры прикладной информатики, научно-методических семинарах и конференциях в ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет» (2008 - 2011 гг.), заседаниях ученого совета при Учреждении РАО «Институт информатизации образования» (2010 - 2011 гг.), XXXIV международной электронной научной конференции «Новые технологии в образовании» (г. Воронеж, 2010 г.), конференции «Информационные и коммуникационные технологии в современном образовательном учреждении» (г. Великий Устюг, 2010 г.), всероссийской научно-практической конференции «Развивающие информационные технологии в образовании: использование учебных материалов нового поколения в образовательном процессе» («ИТО-ТОМСК-2010») (г. Томск, 2010 г.), V международной интернет-конференции «Новые технологии в образовании» (НТО-5) (г. Таганрог, 2010 г.), VIII всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (г. Чебоксары, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Профессиональная деятельность учителя в условиях информатизации образования» (г. Москва, 2010 г.), научно-практической конференции «Информационное и методическое обеспечение образовательного процесса» (г. Череповец, 2010 г.), международной научно-

практической конференции «Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях» (г. Москва, 2010 г.).

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет», а также в учебный процесс НОУ «Учебный центр «Стелс-Про» г. Череповец.

Обоснованность и достоверность проведенного исследования, его результатов и выводов обусловлены: методологической и теоретической обоснованностью исходных данных; опорой на теоретические разработки в области педагогики, психологии, использования ИКТ в учебном процессе, моделирования, теории и методики обучения информатике; совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных сути проблемы; согласованностью полученных выводов с результатами педагогического эксперимента.

Положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические аспекты обучения учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред основаны на реализации педагогических целей использования специализированных программных сред, требований к уровням обу-ченности и принципов формирования содержания обучения учителей информатики в данной области.

2. Реализация методических подходов, представленных в виде разработанной блочно-модульной структуры и содержания обучения, методических рекомендаций, обоснованного сочетания организационных форм и методов обучения, обеспечивает формирование знаний и умений в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети при использовании специализированных программных сред.

Структура диссертации состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, выявлена проблема исследования, определены его объект, предмет, сформулирована цель, выдвинута гипотеза, определены задачи, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы в области подготовки учителей информатики, анализ возможностей СПС, определены педагогические цели их использования, сформулированы требования к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС.

Анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы показал, что содержание подготовки учителя информатики совершенствуется вместе с развитием информатики как научной и образовательной области, развитием ИКТ и процессом информатизации образования, а также вместе с развитием школьного курса «Информатика и ИКТ». В соответствии с требованиями ГОС ВПО учитель информатики должен иметь подготовку в области компьютерного моделирования (информационного и математического), архитектуры ЭВМ, информационных сетей, ПО и др. При этом моделирование рассматривается как метод научного познания, направленный на развитие теорий, гипотез и их проверку (Глинский Б.А., Фролов И.Т., Штофф В.А.). Бе-шенков С.А. и Ракитина Е.А. отмечают, что обучение моделированию должно иметь комплексный подход: моделирование как объект изучения, как средство обучения и как инструмент познания. Обучение может осуществляться опосредованно через решение задач с использованием компьютера, исходя из потребностей профессиональной деятельности. В качестве средств моделирования, как правило, используются языки программирования, текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных и др.

Информационное моделирование применяется при изучении содержательных линий информатики. В частности, вопросы моделирования аппаратно-программных средств (АПС) рассматриваются в аспекте информационного моделирования их структуры (Бешенков С.А.). При этом моделированию процессов функционирования АПС компьютера и информационной сети не уделяется должного внимания, несмотря на возможности его применения при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения. Вместе с тем, образовательные учреждения сталкиваются со сложностями при организации обучения в данной области и не могут в полной мере обеспечить его практическую направленность вследствие использования в процессе обучения реального оборудования и ПО, экспериментирование с которыми нежелательно. На основании этого сделан вывод о необходимости использования СПС при обучении учителей информатики моделированию на экране компьютера структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети.

В настоящее время разработаны различные СПС, на основе анализа которых (Microsoft Virtual PC, Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation, Parallels Workstation и др.) выявлены следующие их возможности: эмуляция аппаратных компонентов модели (процессора, оперативной памяти, жесткого диска, сетевой карты и др.) адекватно реальному аппаратному обеспечению; обеспечение совместимости с аппаратными средствами компьютера (портами, дисководами, принтерами и др.); обеспечение визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования ПО (операционной системы, другого системного ПО, прикладного ПО и др.) на модели как на

реальном оборудовании; соответствие технологии подключения модели к локальной сети и сети Интернет подключению к ним реального компьютера; организация безопасной работы аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возникновении сбоев в функционировании модели; возможность сохранения состояния функционирования модели с возвратом к сохраненному состоянию. Перечисленные возможности СПС позволяют заменить реальные АПС их моделями при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения компьютера и информационной сети.

Сформулированы педагогические цели использования СПС: освоение знаний и овладение умениями работать с программными средствами, с помощью которых могут быть реализованы информационные процессы при обеспечении безопасного функционирования АПС образовательного учреждения; развитие представлений о моделировании и расширении сфер его использования; освоение и систематизация знаний, относящихся к аппаратному обеспечению компьютеров и информационных сетей; овладение умениями работать с системным и прикладным ПО; освоение знаний и овладение умениями в области технологий и средств защиты информации в глобальной и локальной сетях; развитие навыков сравнения различных АПС, выявления взаимосвязи аппаратного и программного обеспечения для решения задачи их выбора.

В основу определения видов моделей положен состав аппаратно-программного обеспечения, в результате чего выделены следующие виды моделей, разрабатываемых на базе СПС: модель персонального компьютера, не подключенного к информационной сети; модель персонального компьютера, подключенного к сети Интернет; модель локальной сети на основе одноранговой архитектуры; модель локальной сети на основе серверной архитектуры.

Определены этапы разработки моделей АПС на базе СПС, включающие в себя: постановку цели моделирования; анализ объекта моделирования, определение состава его компонентов (аппаратных и программных средств); анализ выделенных компонентов, выявление отношений между ними, определение существенных в соответствии с целью моделирования и подлежащих включению в структуру модели; выбор вида создаваемой модели; разработку модели с использованием СПС; проверку функционирования модели; анализ адекватности построенной модели объекту и цели моделирования.

Для оценки результатов обучения учителей информатики моделированию АПС компьютера и информационной сети на базе СПС определены уровни обученности учителей информатики: репродуктивный, адаптивный, эвристический и творческий. В соответствии с Беспалько В.П., в качестве критерия выделения уровней обученности выбрана степень самостоятельности и осознанности действий обучающихся. К репродуктивному уровню обученности предъявляются следующие требования: наличие представления о

СПС, их возможностях и видах разрабатываемых моделей; умения разрабатывать модели, следуя инструкциям среды, изменять параметры настройки компонентов моделей, использовать разработанные модели для проведения демонстраций. К адаптивному уровню обученности предъявляются требования: знание педагогических целей использования СПС, этапов разработки моделей на их базе; умения самостоятельно разрабатывать модели АПС, применять разработанные модели при осуществлении экспериментально-исследовательской деятельности, адаптировать учебные материалы по моделированию АПС на базе СПС для их использования при организации обучения учащихся. К эвристическому уровню обученности предъявляются следующие требования: знание типизации и сравнительных характеристик СПС; умения самостоятельно осваивать аналогичные среды, осуществлять выбор среды и разработку моделей для реализации целей моделирования, осуществлять интеграцию разработанных моделей, организовывать обучение учащихся на основе экспериментально-исследовательской деятельности с использованием моделей АПС, созданных на базе СПС. К творческому уровню обученности предъявляются следующие требования: самостоятельного выбора форм, методов и средств обучения учащихся; умения самостоятельно определять задачи, решение которых возможно на основе моделирования АПС; формирования содержания учебного материала по организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения с использованием моделирования АПС на базе СПС.

Во второй главе выделены и обоснованы принципы формирования содержания обучения учителей информатики моделированию АПС компьютера и информационной сети на базе СПС, приведена блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств», даны методические рекомендации по организации обучения, а также представлено описание и приведены результаты проведенного педагогического эксперимента.

Принцип реализации возможностей СПС, моделирующих АПС компьютера и информационной сети, предполагает реализацию выявленных возможностей СПС при построении моделей, в результате чего обеспечивается информационное взаимодействие пользователя с экранными представлениями моделируемых АПС с возможностью осуществления экспериментально-исследовательской деятельности. Принцип обеспечения информационной безопасности АПС и информационных ресурсов компьютера и информационной сети предполагает обеспечение защищенности АПС и информационных ресурсов от воздействий, чреватых нанесением ущерба пользователям информации, компьютерам и информационной сети при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения на базе создаваемых моделей. Принцип интеграции моделей АПС, созданных на базе СПС, предполагает построение модели, имеющей более сложную структуру, и ее функ-

ционирование на основе более простых за счет внедрения одной модели в другую или объединения нескольких моделей друг с другом. Принцип осуществления информационной деятельности на базе СПС предполагает осуществление различных видов информационной деятельности при разработке моделей (сбор, обработка информации об основных компонентах АПС, отражение ее в структуре модели и др.) и организации работы с ним (сбор и обработка информации о наблюдаемых или изучаемых объектах и процессах, продуцирование информации о наблюдаемых закономерностях, формулировка выводов и др.). Принцип практико-ориентированности при использовании СПС и созданных на их базе моделей в профессиональной деятельности учителя информатики предполагает обеспечение готовности учителей информатики самостоятельно применять СПС и созданные на их базе модели АПС в своей профессиональной деятельности. Принцип реализации блочно-модульного подхода к формированию содержания обучения предполагает реализацию теоретического (теоретические аспекты моделирования АПС на базе СПС), технологического (этапы построения моделей АПС) и методического (методика обучения учащихся средних учебных заведений в области аппаратного и программного обеспечения с использованием моделей АПС, созданных на базе СПС) блоков содержания обучения, каждый из которых разделен на модули, что обеспечивает соблюдение требований к обучению на конкретном этапе с учетом профильных предпочтений и учебных часов, отводимых на усвоение учебного материала.

Разработана блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств». Основные направления обучения выделены в три блока. В теоретическом блоке рассматриваются теоретические аспекты моделирования АПС на базе СПС: типизация СПС; их возможности; виды создаваемых моделей и др. В технологическом блоке рассматриваются: выбор и использование СПС для разработки выделенных видов моделей; описание этапов их разработки; осуществление интеграции и др. В методическом блоке рассматриваются: педагогические цели использования СПС при организации обучения учащихся; формы и методы проведения занятий; методика обучения учащихся в области аппаратного и программного обеспечения компьютера и информационной сети с использованием моделирования АПС на базе СПС и др. Каждый блок курса состоит из ряда модулей, отражающих тематику соответствующего блока.

В поддержку предложенного содержания разработаны методические рекомендации с использованием различных организационных форм и методов обучения. Представлены следующие организационные формы: фронтальная работа по освоению основных теоретических положений курса; групповая работа по выполнению учебных проектов, осуществляемых на этапе повторения и обобщения материала в конце каждого блока курса; индивидуальная работа по выполнению учебных элементов модулей, включающих изучение

возможностей СПС, разработку различных видов моделей, методическую разработку тем профильного курса «Информатика и ИКТ» с использованием моделирования АПС на базе СПС и др.; самостоятельная работа по изучению сред, не рассматриваемых в ходе аудиторных занятий, публикации результатов своей работы в сети Интернет, оцениванию результатов работы других обучающихся. Основными методами обучения являются модульно-рейтинговый метод и метод учебных проектов.

Педагогический эксперимент по проверке уровня обученности учителей информатики моделированию АПС компьютера и информационной сети на базе СПС проводился в три этапа: констатирующий, формирующий, заключительный. На констатирующем и формирующем этапах в эксперименте приняли участие учителя информатики средних общеобразовательных учебных заведений г. Череповец, а также студенты 5-го курса специальности 050202 «Информатика» ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет». На заключительном - учителя информатики, прошедшие обучение в рамках формирующего этапа эксперимента, и учащиеся средних общеобразовательных учебных заведений г. Череповец.

На констатирующем этапе эксперимента проводилось анкетирование студентов и учителей информатики. Анкетирование показало, что большинство опрошенных оценивает свою подготовку в области аппаратного и программного обеспечения как достаточную для изучения СПС. Только 5% опрошенных отметили, что хорошо представляют себе возможности СПС, умеют с ними работать, но испытывали затруднения при их освоении. Большинство анкетируемых (91%) высказались за организацию спецкурса по изучению моделирования АПС компьютера и информационной сети на базе СПС.

Формирующий этап эксперимента проводился со студентами и учителями информатики, из которых была сформирована экспериментальная группа (24 человека). Для выявления первоначально уровня обученности в области моделирования АПС на базе СПС было проведено тестирование. На основе таблицы соответствия количества правильно выполненных тестовых заданий и уровней обученности был сделан вывод, что все тестируемые имеют уровни обученности, не превышающие репродуктивный, и не владеют необходимым запасом знаний и умений в области моделирования АПС на базе СПС. При этом математическое ожидание количества правильно выполненных тестовых заданий составило 2; среднеквадратичное отклонение 1,5; средний коэффициент усвоения 0,2.

По окончании обучения было проведено итоговое тестирование, включающее задания на выявление умений использовать СПС при моделировании АПС. Математическое ожидание количества правильно решенных тестовых заданий составило 8,2; среднеквадратичное отклонение 0,98; средний коэффициент усвоения 0,82, причем после окончания обучения 100% обучающихся имели коэффициент усвоения Кц>0,7. При этом творческого уровня обу-

ченности достигли - 33,3%, эвристического - 41,7%, адаптивного - 25%, что подтверждает гипотезу исследования.

На заключительном этапе эксперимента для проверки эффективности обучения учителей информатики в области моделирования АПС с использованием СПС были проведены занятия с учащимися средних учебных заведений на базе НОУ «Учебный центр «Стелс-Про» г. Череповец по курсу «Установка и настройка ПО» (64 часа). На данном этапе в эксперименте приняли участие 6 преподавателей, 3 из которых прошли обучение в рамках формирующего этапа эксперимента, и 60 учащихся, которые были разделены на две группы: экспериментальную и контрольную (по 30 человек в каждой).

Проверка нулевой статистической гипотезы о принадлежности обеих групп по уровню начальных знаний и умений в области ПО к одной генеральной совокупности проводилась по выборкам, полученным по результатам выполнения каждым из учащихся этих групп 19 тестовых заданий по критерию согласия Колмогорова-Смирнова при уровне значимости а=0,05. Выборочное значение статистики критерия согласия Колмогорова-Смирнова было равно 0,03, при критическом значении 0,33, в результате чего нулевая гипотеза была принята как правдоподобная.

В ходе обучения школьников в контрольной группе занятия проводились без использования СПС, в экспериментальной - с использованием данных сред. После проведения занятий была осуществлена проверка нулевой статистической гипотезы о принадлежности обеих групп одной генеральной совокупности. Проверка проводилась по выборкам, полученным по результатам выполнения каждым из учащихся этих групп 15 тестовых заданий по критерию согласия Колмогорова-Смирнова на уровне значимости а=0,05. Выборочное значение статистики критерия согласия Колмогорова-Смирнова было равно 0,53, при критическом значении \Уа_1=0,33, вследствие чего нулевая гипотеза была отвергнута и принята в качестве правдоподобной альтернативная гипотеза о том, что обе выборки принадлежат к разным генеральным совокупностям.

Среднее количество правильно выполненных тестовых заданий в экспериментальной и контрольной группе было равно соответственно: 13,4 и 11,1; среднеквадратичные отклонения: 1,2 и 1,99; средний коэффициент усвоения: 0,89 и 0,74. При этом в контрольной и экспериментальной группах соответственно творческого уровня обученности достигли - 14% и 50%, эвристического - 16% и 43%, адаптивного - 37% и 7%.

Результаты педагогического эксперимента позволили сделать вывод об эффективности разработанных теоретических положений и методических подходов к обучению учителей информатики в области моделирования АПС компьютера и информационной сети на базе СПС и дают достаточные основания для подтверждения достоверности основных положений гипотезы, выдвинутой в начале исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Проведенный анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы показал, что моделирование рассматривается как метод научного познания, используемый при изучении большинства содержательных линий информатики. Вопросы моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети рассматриваются в аспекте информационного моделирования их структуры, при этом моделированию процессов их функционирования не уделяется должного внимания, несмотря на возможности его использования при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения. Анализ опыта организации обучения в области аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети показал, что образовательные учреждения не могут в полной мере обеспечить практическую направленность обучения в области аппаратного и программного обеспечения, что обусловлено наличием сложностей, связанных с использованием в процессе обучения реального оборудования и ПО, экспериментирование с которыми может привести к сбоям функционирования компьютеров и информационной сети образовательного учреждения. Сделан вывод о необходимости использования специализированных программных сред при обучении учителей информатики моделированию на экране компьютера структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети.

2. Дана характеристика специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств, и выявлены их возможности: эмуляция аппаратных компонентов модели адекватно реальному аппаратному обеспечению; обеспечение визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования ПО на модели как на реальном оборудовании; соответствие технологии подключения модели к локальной сети и сети Интернет подключению к ним реального компьютера; организация безопасной работы аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возникновении сбоев в функционировании модели и др. Реализация возможностей специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, позволяет использовать при обучении модели, отражающие функционирование аппаратно-программных средств, а также визуализацию протекающих процессов в реальном времени.

Сформулированы педагогические цели использования специализированных программных сред: освоение знаний и овладение умениями работать с программными средствами, с помощью которых могут быть реализованы информационные процессы при обеспечении безопасного функционирования аппаратно-программных средств образовательного учреждения; расширение представлений о моделировании и сферах его использования; освоение и сис-

тематизация знаний об аппаратном обеспечении компьютера и информационной сети; овладение умениями работать с системным и прикладным ПО; освоение технологий и средств защиты информации в глобальной и локальной сетях; развитие навыков сравнения и выявления взаимосвязи аппаратного и программного обеспечения и др.

3. Выделены четыре уровня обученности учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред. Требования к репродуктивному уровню обученности: наличие представлений о данных средах, их возможностях и видах разрабатываемых моделей; умения разрабатывать модели, следуя инструкциям среды, использовать разработанные, модели для проведения демонстраций. Требования к адаптивному уровню: знание педагогических целей использования данных сред, этапов построения моделей; умения самостоятельно разрабатывать модели, использовать их при осуществлении экспериментально-исследовательской деятельности, адаптировать учебные материалы по моделированию на базе специализированных программных сред для их использования при обучении учащихся. Требования к эвристическому уровню", знание типизации и сравнительных характеристик специализированных программных сред; умения самостоятельно осваивать аналогичные среды, осуществлять выбор и разработку с помощью выбранной среды моделей, организовывать обучение учащихся в области аппаратного и программного обеспечения на основе экспериментально-исследовательской деятельности. К творческому уровню обученности предъявляются требования: самостоятельного выбора форм, методов и средств обучения учащихся; умения самостоятельно определять задачи, решение которых возможно на основе моделирования аппаратно-программных средств; формирования содержания учебного материала по организации обучения с использованием моделирования на базе специализированных программных сред.

4. Сформулированы и обоснованы принципы формирования содержания обучения учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред. Принцип реализации возможностей специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, предполагает реализацию выявленных возможностей данных сред при построении моделей и осуществлении на их базе экспериментально-исследовательской деятельности. Принцип обеспечения информационной безопасности аппаратно-программных средств и информационных ресурсов компьютера и информационной сети предполагает обеспечение их защищенности при организации работы с моделями, созданными на базе специализированных программных сред. Принцип интеграции моделей аппаратно-программных средств, созданных на базе специализи-

рованных программных сред, предполагает построение модели, имеющей более сложную структуру, и ее функционирование на основе более простых. Принцип осуществления информационной деятельности на базе специализированных программных сред предполагает осуществление различных видов информационной деятельности при разработке моделей и организации работы с ним. Принцип практико-ориентированности при использовании специализированных программных сред и созданных на их базе моделей в профессиональной деятельности учителя информатики предполагает обеспечение готовности учителей самостоятельно применять данные среды и модели в своей профессиональной деятельности. Принцип реализации блочно-модульного подхода к формированию содержания обучения предполагает реализацию теоретического, технологического и методического блоков содержания обучения, каждый из которых разделен на модули.

5. Разработана блочно-модульная структура и содержание курса обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред и методические рекомендации, включающие в себя описание организационных форм и методов обучения. В ходе педагогического эксперимента сначала было проведено обучение учителей информатики по разработанному курсу «Моделирование аппаратно-программных средств»; затем обучение учащихся средних учебных заведений по курсу «Установка и настройка программного обеспечения», из которых были сформированы контрольная и экспериментальная группы. В контрольной группе обучение проводилось без использования специализированных программных сред, в экспериментальной - с использованием, кроме того, занятия в экспериментальной группе проводились учителями, прошедшими соответствующее обучение. По результатам эксперимента было установлено, что большинство учителей достигли творческого (33,3%) и эвристического (41,7%) уровней обученности. Учащиеся экспериментальной группы показали более высокий уровень обученности (творческий - 50%, эвристический - 43%), в отличие от 14% и 26%, соответственно, в контрольной группе. Количественный и качественный анализ результатов педагогического эксперимента позволяет принять гипотезу исследования как правдоподобную и подтверждает необходимость обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

Основные положения диссертации отражены в публикациях автора: В ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Лягинова О.Ю. Использование программ-эмуляторов при изучении программного обеспечения // Информатика и образование. - 2010. - №12. -С.116-119.

2. Лягинова О.Ю. Реализация возможностей программ-эмуляторов аппа-

ратно-программных средств при организации обучения в области программного обеспечения // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - Тольятти: ГОУ ВПО ТГУ. - 2010. - №4(14). - С. 364-367.

3. Лягинова О.Ю. Учет профессиональных стандартов в области информационных технологий при формировании содержания элективных курсов по информатике // Информатика и образование. - 2010. - №5. - С. 108-110.

4. Лягинова О.Ю. Формирование готовности педагогических кадров к разработке элективных курсов по информатике // Вестник Череповецкого государственного университета: Научный журнал. - Череповец: ГОУ ВПО ЧТУ. - 2010. - №2(25). - С. 13-16.

Научные статьи и материалы конференций:

5. Лягинова О.Ю. Использование виртуальных машин в обучении учащихся средних учебных заведений основам системного администрирования /> Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 31. - М.: ИИО РАО, 2010. -С. 212-217.

6. Лягинова О.Ю. Использование виртуальных машин для изучения основ системного администрирования в рамках элективных курсов по информатике II Материалы VIII всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Проблемы информатизации образования: региональный аспект», Чебоксары, 25-27 апреля 2010 г. - Чебоксары : Перфектум, 2010.-С. 92-97.

7. Лягинова О.Ю. Использование локальных и глобальных компьютерных сетей в элективных курсах по информатике II Новые технологии в образовании: Материалы У-ой Международной научно-практаческой Интернет-конференции (31 марта 2010 г.) - М.: Издательство «Спутник+», 2010. -С. 258-261.

8. Лягинова О.Ю. Использование моделей аппаратно-программных средств, созданных на базе программ-эмуляторов, в профильном курсе «Информатика и ИКТ» // Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 34. - М.: ИИО РАО, 2011.-С. 194-199.

9. Лягинова О.Ю. Комбинирование модульно-рейтингового метода обучения и метода учебных проектов в элективных курсах по информатике // Аспирантские тетради - 2010: Сборник научных статей / Отв.ред. Н.П.Павлова. - Череповец: ГОУ ВПО ЧТУ, 2010. - С. 79-85.

10. Лягинова О.Ю. Развитие методики преподавания элективных курсов по информатике II Материалы XXXIV Международной открытой научной конференции «Новые технологии в образовании» - Воронеж, 2010. - С. 5-7.

Учебные пособия и практикумы:

11. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Практикум (ч.1, ч.2). - Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 86 с.

12. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Учебное пособие (ч.1, ч.2). - Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 101 с.

Подписано в печать 05.05.2011. Формат 60x84/16. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 120 экз. Зак. 34.

Тип. ЧВИИРЭ. 162622, Череповец, Советский пр., 126

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Лягинова, Ольга Юрьевна, 2011 год

Введение.

Глава; 1. Теоретические аспекты обучения учителей информатики; в области моделирования- аппаратно-программных средств на базе: специализированных программных сред.

§1". Анализ; научно-педагогической и учебно-методической литературы по , подготовке учителей, информатики в области моделирования; и изучения? аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети

§2. Анализ возможностей специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств.

§3. Педагогические цели использования специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств.

§4. Требования к уровням обученности учителей информатики, в области моделирования аппаратно-программных средств.

Выводы по главе: 1.

Глава- 2. Методические подходы к обучению учителей информатики в области моделирования' аппаратно-программных, средств на базе специализированных программных сред.

§1. Принципы формирования содержания обучения учителей информатики моделированию; аппаратно-программных средств на базе специализированных программных сред.

§2. Блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств».

§3. Методические рекомендации по организации общения моделированию аппаратно-программных средств.

§4. Экспериментальная проверка уровня обученности учителей? информатики моделированию аппаратно-программных средств на базе: специализированных программных сред.

Выводы по главе 2.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред"

Актуальность* исследования. В период становления-информационного общества возрастает роль информатики как фундаментальной' отрасли, научного знания, формирующей представление об информации, информационных процессах, объектах и явлениях, а также методах и средствах их представления и моделирования на базе информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Изучение информатики открывает новые возможности для овладения такими современными методами научного познания как формализация, моделирование и компьютерный эксперимент, в результате чего происходит совершенствование содержания обучения, изменяются его методы и средства как в системе высшего профессионального образования, так и в системе среднего общего образования.

Вопросам отбора содержания и разработки методики обучения информатике в общем и профессиональном педагогическом образовании посвящены работы Бешенкова С.А., Жданова С.А., Кузнецова A.A., Кузнецова Э.И., ЛапчикаМ.П, Ракитиной Е.А., Роберт И.В., ХеннераЕ.К. и др. Одной из содержательных линий образовательной области «Информатика» является формализация и моделирование, которая относится к научным основам этого предмета, являясь базой многочисленных приложений ИКТ, связанных с моделированием в различных областях деятельности, и изучается как в средних, так и в высших учебных заведениях. Исследования, посвященные обучению учителей информатики и учащихся средних учебных заведений информационному моделированию (Бешенков С.А., Бугайко Е.В., Галыгина И.В., Гейн А.Г., Линькова В.П., Ракитина Е.А., Сметанников A.JI. и др.), рассматривают вопросы его применения при изучении дисциплин естественнонаучного цикла. В4- ряде работ моделирование рассматривается как метод познания при изучении большинства содержательных линий информатики, в том числе: информация и информационные процессы, компьютер, компьютерные телекоммуникации и др. В частности, вопросы моделирования аппаратно-программных: средств компьютера и информационной сети рассматриваются- лишь в аспекте информационного моделирования их структуры;.

Вместе: с тем, в настоящее время-: большинство образовательных учреждений: сталкиваются? с организационными, техническими: имматериальными* сложностями при организации: обучения? в области: аппаратного и программного обеспечения- компьютера и информационной сети на реальном оборудовании с установленным на нем программным обеспечением (ПО), экспериментирование с которыми может привести к сбоям или временному прекращению функционирования/ оборудованиям Зачастую при проведении практических занятий нет возможности выделить учащимся: компьютеры для: изучения аппаратных средств, установки^ настройки и тестирования ПО конкретной группой учащихся; в большинстве случаев при установке и настройке ПО требуется наличие полномочий администратора, которые не предоставляются учащимся, исходя« из необходимости обеспечения безопасности компьютеров и информационной сети образовательного учреждения; установка и настройка некоторого ПО продолжительна по времени и т.п.

Перечисленные сложности возникают при организации обучения на реальном оборудовании, заменить которое можно используя модели, отображающие функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети, созданные на базе специализированных программных сред.

В настоящее время разработано большое количество разнообразных специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера; и информационной сети (например, Microsoft Virtual PC, Oracle VM VirtualBox, VMware Workstation, Bochs, QEMU и др.), отличающихся друг от друга реализацией эмуляции аппаратного обеспечения, совместимостью с оборудованием компьютера, быстродействием, работой с графикой и пр.

Возможности данных специализированных программных сред позволяют обеспечить: эмуляцию аппаратных компонентов модели; установку и функционирование на модели различного ПО; подключение модели к локальной сети и сети Интернет; изоляцию процессов, функционирования модели от других процессов компьютерами др. Благодаря-указанным возможностям на одном компьютере может быть, создано несколько различных видов моделей аппаратно-программных средств: модель персонального компьютера (неподключенного/подключенного к сети Интернет), модель локальной сети на основе одноранговой или серверной архитектуры. В1 структуру всех моделей включается- необходимое для. реализации, целей моделирования аппаратное и программное обеспечение. Разработанные модели отображают функционирование соответствующих аппаратно-программных средств в реальном времени, что предоставляет возможность их использования при организации обучения* в области архитектуры компьютера, информационных сетей, системного и прикладного ПО.

Таким образом, специализированная программная среда, моделирующая структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети (далее СПС), обеспечивает: создание, изменение, функционирование модели аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети за счет эмуляции аппаратных компонентов (процессора, оперативной памяти, жесткого диска, сетевой карты и др.) и визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования программных компонентов модели.

При этом под моделью аппаратно-программных средств, созданной на базе СПС, будем понимать информационную модель (динамическую модель-изображение) (Зинченко А.П., Панов Д.Ю.), отображающую средствами программы функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети. Модель создается на основе определенной структуры аппаратно-программных средств как фиксированного упорядоченного множества компонентов, входящих в состав компьютера и/или информационной сети, и отношений между ними. Процесс: моделирования аппаратно-программных средств на базе СПС предполагает воспроизведение динамического изображения основных компонентов и процессов;функционирования!аппаратно-программных средств;

Рассмотрению? вопросов функционирования и классификации СПС, возможных задач, решаемых с их помощью на различных: предприятиях, посвящены работы Гультяева А.К., Козлова А.О., Метлиса Я., Пратта Я., Розенблюма М., Харриса Т., ХэндаС. и др. Вопросы применения СПС при обучении сетевым технологиям в вузах рассматривают Винокуров А.Ю;', Ляш О.И. и др.

Вместе с тем, в настоящее время процессам моделирования: аппаратно-программных средств компьютера1 и информационной сети; на базе СПС не уделяется- должного внимания в аспекте решения следующих задач: визуализации процессов функционирования аппаратно-программных средств в режиме реального времени; обеспечения безопасной работы компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возможных ошибочных действиях обучающегося или воздействии компьютерных вирусов и других вредоносных программ, вызывающих сбои функционирования моделей; осуществления экспериментально-исследовательской деятельности при изучении архитектуры компьютера, информационной сети, системного и прикладного программного обеспечения.

Учитывая вышеизложенное, проблема исследования обусловлена противоречием между существующими подходами к обучению учителей! информатики в области архитектуры компьютера, информационных сетей, системного и прикладного программного обеспечения, не реализующими возможности моделирования аппаратно-программных средств компьютера, информационной сети, а также процессов их функционирования, и нереализованностью возможностей специализированных программных сред, обеспечивающих создание моделей, отражающих функциониров^15ие аппаратно-программных средств компьютера, информационной реализацию ^ информационных процессов, а также визу ал из протекающих процессов в реальном времени без использования, реаль.^-ОГо, оборудования.

Актуальность исследования. определяется необходимо ОтЬю теоретического обоснования содержания и разработки, методичесгких подходов для организации обучения- учителей информатики в г обл^Сти моделирования структуры и функционирования аппаратно-програмзугщдх средств компьютера и информационной сети в условиях реализ^ции возможностей специализированных программных сред.

Объект исследования - обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе использования специализировая11Ь1х программных сред.

Предмет исследования - содержание и методические подходы к обучению учителей информатики моделированию структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети с использованием специализированных программные сред.

Цель исследования заключается в разработке теоретических аспектов а также методических подходов к обучению учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети без использования реального оборудования на базе специализированных программных сред.

Гипотеза исследования: если обучение учителей информатики моделированию структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети будет осуществляться в условиях реализации возможностей специализированных программных сред педагогических целей их использования и принципов формирования содержания обучения; то это обеспечит достижение большинством* учителей эвристического и творческого уровней обученности в данной области.

Для достижения цели и подтверждения' сформулированной! гипотезы; определены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ; научно-педагогической и учебно-мегодической литературы по подготовке: учителей: информатики в области моделирования? и изучения аппаратно-программных» средств компьютера; и информационной сети.

2. Выявить возможности специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети, а также педагогические цели их использования;

3. Разработать требования к уровням обученности учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

4. Сформулировать и обосновать принципы формирования содержания обучения учителей информатики в области моделирования* аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

5. Разработать содержание и методические рекомендации по организации курса обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и. информационной сети на. базе специализированных программных сред, а также провести экспериментальную проверку уровня обученности в рамках разработанного курса.

Методологической основой исследования явились работы в области: педагогики и психологии (Бабанский Ю.К., Берулава М.Н., Беспалько В.П., Краевский В.В., Леднев B.C., Лернер И.Я., Никандров Н.Д., Сластенин В.А., Фельдштейн Д.И. и др.); теории и методики обучения информатике в общем образовании (Бешенков С.А., Босова Л.Л., Кузнецов A.A., Кушниренко A.F.,

Ракитина Е. А., СемакинИ.Г., Угринович Н.Д., и др.); теории и методики обучения информатике в профессиональном педагогическом образовании (Жданов С.А., КайминВ.А., Кузнецов Э.И., ЛапчикМ.П., Матросов В.Л., Могилев A.B., ПакН.И., Хеннер Е.К. и др.); использования средств ИКТ в учебном процессе- (Ваграменко Я.А., Гужвенко Е.И., КасторноваВ.А., Козлов.O.A., Лавина Т.А., Латышев В.Л., Мартиросян Л.П., Мухаметзянов И.Ш., Роберт И.В., Рудинский И.Д., ТарабринО.В. и др.); обучения моделированию в высшей и средней школе (Бешенков С.А., Гейн А.Г., Ракитина Е.А., Хеннер Е.К., Фролов И.Т., Штофф В,А. и др.), автоматизации и управления технологическими процессами в образовании (Данилюк С.Г., Надеждин E.H., Павлов A.A., Романенко Ю.А., Сердюков В.И. и др.).

Для решения' поставленных задач применялись следующие методы исследования: изучение и анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы по проблематике исследования; анализ отечественного и зарубежного опыта использования специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства; наблюдение, беседы с преподавателями и учителями информатики, анкетирование; проведение педагогического эксперимента и анализ его результатов.

Научная новизна и теоретическая значимость состоят в: выявлении возможностей специализированных программных сред в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети; определении педагогических целей их использования; разработке требований к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред; формулировании и обосновании принципов формирования содержания обучения учителей информатики в данной области.

Практическая* значимость исследования состоит в разработке: блочно-модульной структуры и содержания курса «Моделирование аппаратно-программных средств»; методических рекомендаций по организации^ обучения; контрольно-измерительных материалов для проверки уровней обученности учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

Предложенное содержание разработанного курса и методические рекомендации к нему могут быть использованы: в процессе обучения студентов педагогических специальностей, изучающих информатику; при обучении студентов по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная информатика»; в процессе повышения квалификации, подготовки и переподготовки учителей информатики общеобразовательной школы, преподавателей информатики средних профессиональных учебных заведений, образовательных учреждений дополнительного образования учащихся; при обучении кадров информатизации образования.

Этапы исследования:

На первом этапе (2008-2009 гг.) осуществлен анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы в области подготовки учителей информатики; выявлены возможности СПС, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, и педагогические цели их использования.

На втором этапе (2009-2010 гг.) разработаны требования к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС; сформулированы и обоснованы принципы формирования содержания обучения учителей информатики в данной области; разработана блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств»; разработаны методические рекомендации по организации обучения и контрольно-измерительные материалы для проверки уровней обученности учителей информатики в данной области.

На третьем этапе (2010-2011 гг.) проведена экспериментальная' проверка уровней обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС, проведен анализ результатов, оформлено диссертационное исследование.

Апробация результатов исследования. Ход и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры прикладной информатики, научно-методических семинарах и конференциях в ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет» (2008 — 2011 гг.), заседаниях ученого совета при Учреждении РАО «Институт информатизации образования» (2010 -2011 гг.), XXXIV международной электронной научной конференции «Новые технологии в образовании» (г. Воронеж, 2010 г.), конференции «Информационные и коммуникационные технологии в современном образовательном учреждении» (г. Великий Устюг, 2010 г.), всероссийской научно-практической конференции «Развивающие информационные технологии в образовании: использование учебных материалов нового поколения в образовательном процессе» («ИТО-ТОМСК-2010») (г. Томск, 2010 г.), V международной интернет-конференции «Новые технологии в образовании» (НТО-5) (г. Таганрог, 2010 г.), VIII всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Проблемы информатизации образования: региональный аспект» (г. Чебоксары, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Профессиональная деятельность учителя в условиях информатизации образования» (г. Москва, 2010 г.), научно-практической конференции «Информационное и методическое обеспечение образовательного процесса» г. Череповец, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Развитие отечественной системы информатизации образования в здоровьесберегающих условиях» (г. Москва, 2010 г.).

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Череповецкий^ государственный университет», а также в учебный процесс Н0У «Учебный' центр «Стелс-Про» г. Череповец.

Обоснованность и достоверность проведенного^ исследования, его результатов, и выводов! обусловлены: методологической и теоретической^ обоснованностью исходных данных; опорой, на теоретические разработки в области' педагогики, психологии, использования ИКТ в учебном процессе, моделирования, теории и методики обучения информатике; совокупностью разнообразных методов' исследования, адекватных сути проблемы; согласованностью полученных выводов5 с результатами педагогического' эксперимента.

Положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические аспекты обучения* учителей информатики в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред основаны на реализации5 педагогических целей использования специализированных программных сред, требований к уровням обученности и принципов формирования содержания обучения' учителей информатики в данной области.

2. Реализация методических подходов, представленных в- виде разработанной блочно-модульной структуры и содержания обучения, методических рекомендаций, обоснованного сочетания организационных форм и методов обучения обеспечивает формирование знаний и умений в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети при использовании специализированных программных сред.

Структура диссертации состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы по главе 2

1. Выделены и обоснованы принципы формирования' содержания/ обучения учителей, информатики, моделированию AUG компьютера и-информационной сети, на базе СПС. Принцип реализации возможностей СПС, моделирующих- АИС компьютера и информационной, сети, предполагает реализацию выявленных возможностей» СПС при построении моделей, в результате чего обёспечивается информационное взаимодействие пользователя- с экранными представлениями моделируемых АПС с возможностью осуществления экспериментально-исследовательской, деятельности. Принцип обеспечения информационной безопасности АИС и информационных ресурсов компьютера и информационной сети предполагает обеспечение защищенности АПС и информационных ресурсов от воздействий, чреватых нанесением ущерба пользователям информации, компьютерам и информационной сети при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения на базе создаваемых моделей. Принцип интеграции моделей АПС, созданных на базе СПС, предполагает построение модели, имеющей более сложную структуру, и ее функционирование на основе более простых за счет внедрения одной' модели-в другую или объединения нескольких моделей друг с другом. Принцип осуществления информационной деятельности на базе СПС предполагает осуществление различных видов информационной деятельности при разработке моделей (сбор, обработка информации об основных компонентах АПС, отражение ее в структуре модели и др.) и организации работы с ним (сбор и обработка информации о наблюдаемых или изучаемых объектах и процессах, продуцирование информации о наблюдаемых закономерностях, формулировка выводов и др.). Принцип практико-ориентированности при использовании СПС и созданных на их базе моделей в профессиональной деятельности учителя информатики предполагает обеспечение готовности учителей информатики самостоятельно применять СПС и созданные на их базе модели АПС в своей профессиональной деятельности. Принцип реализации блочно-модулъного подхода к формированию содержания обучения предполагает реализацию'теоретического (теоретические аспекты, моделирования АПС на базе СПС); технологического (этапы, построения*" моделей АПС) и методического (методика, обучения учащихся средних учебных заведений в? области аппаратного и программного обеспечения« с использованием моделей АПС, созданных на- базе СПС) блоков содержания! обучения, каждый из которых разделен на модули, что обеспечивает соблюдение требований к обучению на конкретном этапе с учетом профильных предпочтений и учебных часов, отводимых на усвоение учебного материала;

2. Разработана блочно-модульная структура и содержание курса «Моделирование аппаратно-программных средств». Основные направления обучения выделены в три блока. В теоретическом блоке рассматриваются теоретические аспекты моделирования АПС на базе СПС: типизация СПС; их возможности; виды создаваемых моделей и др. В технологическом блоке рассматриваются: выбор и использование СПС для разработки выделенных видов-моделей; описание этапов их разработки; осуществление интеграции и др. В. методическом блоке рассматриваются: педагогические цели использования СПС при организации обучения учащихся; формы и методы проведения занятий; методика обучения учащихся в области аппаратного и программного обеспечения компьютера и информационной сети с использованием моделирования АПС на базе СПС и др. Каждый блок курса состоит из ряда модулей, отражающих тематику соответствующего блока.

3. В поддержку предложенного содержания разработаны методические рекомендации с использованием различных организационных форм и методов обучения. Представлены следующие организационные формы: фронтальная работа по освоению основных теоретических положений курса; групповая работа по выполнению учебных проектов, осуществляемых на этапе повторения и обобщения материала в конце каждого блока курса; индивидуальная работа по выполнению учебных элементов модулей, включающих изучение возможностей СПС, разработку различных видов моделей, методическую разработку тем профильного курса «Информатика и ИКТ» с использованием моделирования АПС на базе СПС и др.; самостоятельная работа по изучению сред, не рассматриваемых в ходе аудиторных занятий, публикации результатов своей работы в сети Интернет, оцениванию результатов работы других обучающихся. Основными методами обучения являются модульно-рейтинговый метод и метод учебных проектов.

4. Педагогический эксперимент по проверке уровня обученности учителей информатики моделированию АПС компьютера и информационной сети на базе СПС проводился в три этапа: констатирующий, формирующий, заключительный. На констатирующем и формирующем этапах в эксперименте приняли участие учителя« информатики средних общеобразовательных учебных заведений г. Череповец, а также студенты 5-го курса специальности 050202 «Информатика» ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет». На заключительном — учителя информатики, прошедшие обучение в рамках формирующего этапа эксперимента, и учащиеся средних общеобразовательных учебных заведений г. Череповец.

На констатирующем этапе эксперимента проводилось анкетирование студентов и учителей информатики. Анкетирование показало, что большинство опрошенных оценивает свою подготовку в области аппаратного и программного обеспечения как достаточную для изучения СПС. Только 5% опрошенных отметили, что хорошо представляют себе возможности СПС, умеют с ними работать, но испытывали затруднения при их освоении. Большинство анкетируемых (91%) высказались за организацию спецкурса по изучению моделирования АПС компьютера и информационной сети на базе СПС.

Формирующий этап эксперимента проводился со студентами и учителями информатики, из которых была сформирована экспериментальная группа (24 человека). Для выявления первоначально уровня обученности в области моделирования АПС на базе СПС было проведено тестирование. На основе таблицы соответствия количества правильно выполненных тестовых заданий и уровней обученности был сделан вывод, что все тестируемые имеют уровни обученности, не превышающие репродуктивный; и не владеют необходимым* запасом знаний и умений в области моделирования АПС на базе СПС. При этом математическое ожидание количества правильно выполненных тестовых заданий составило 2;. среднеквадратичное отклонение 1,5; средний коэффициент усвоения 0,2.

По окончании обучения было проведено итоговое тестирование, включающее задания на выявление умений использовать СПС при моделировании АПС. Математическое ожидание количества правильно решенных тестовых заданий составило 8,2; среднеквадратичное отклонение 0,98; средний коэффициент усвоения 0,82, причем после окончания обучения 100% обучающихся имели коэффициент усвоения Ка>0,7. При этом-творческого уровня обученности достигли — 33,3%, эвристического — 41,7%, адаптивного - 25%, что подтверждает гипотезу исследования.

На заключительном этапе эксперимента для проверки эффективности обучения учителей информатики в области моделирования АПС с использованием СПС были проведены занятия с учащимися средних учебных заведений на базе НОУ «Учебный центр «Стелс-Про» г. Череповец по курсу «Установка и настройка ПО» (64 часа). На данном этапе в эксперименте приняли участие 6 преподавателей, 3 из которых прошли обучение в рамках формирующего этапа эксперимента, и 60 учащихся,, которые были разделены на две группы: экспериментальную и контрольную (по 30 человек в каждой).

Проверка нулевой статистической гипотезы о принадлежности обеих групп по уровню начальных знаний и умений в области ПО к одной генеральной совокупности проводилась по выборкам, полученным по результатам выполнения каждым из учащихся этих групп 19 тестовых заданий по критерию согласия Колмогорова-Смирнова при уровне значимости а=0,05. Выборочное значение статистики критерия согласия

Колмогорова-Смирнова было равно 0,03, при критическом значении 0,33, в результате чего нулевая гипотеза' была принята как правдоподобная.

В ходе обучения' школьников в- контрольной- группе занятия* проводились без использования СПС, в экспериментальной» - с использованием' данных сред. После проведения занятий, была осуществлена? проверка нулевой статистической- гипотезы о принадлежности обеих групп одной, генеральной совокупности. Проверка- проводилась по выборкам, полученным по результатам выполнения каждым из учащихся этих групп 15 тестовых заданий» по критерию согласия Колмогорова-Смирнова на уровне значимости а=0,05. Выборочное значение статистики критерия согласия-Колмогорова-Смирнова было равно 0,53, при критическом значении \Уиа= 0,33, вследствие чего нулевая гипотеза была отвергнута и принята в качестве правдоподобной альтернативная гипотеза о том, что обе выборки принадлежат к разным генеральным совокупностям.

Среднее количество правильно выполненных тестовых заданий в экспериментальной и контрольной группе было равно соответственно: 13,4 и 11,1; среднеквадратичные отклонения: 1,2 и 1,99; средний коэффициент усвоения: 0,89 и 0,74. При этом в контрольной и экспериментальной группах соответственно творческого уровня обученности достигли — 14% и 50%, эвристического - 16% и 43%, адаптивного - 37% и 7%.

Результаты педагогического эксперимента позволили сделать вывод об! эффективности разработанных теоретических положений и методических подходов к обучению учителей информатики в области моделирования АПС компьютера и информационной сети на базе СПС и дают достаточные основания для подтверждения достоверности основных положений гипотезы, выдвинутой в начале исследования.

Заключение

В ходе- проведенного теоретического и экспериментального исследования получены следующие основные результаты.

1. Проведенный анализ научно-педагогической и учебно-методическою литературы показал, что моделирование рассматривается как метод научного познания, используемый при изучении большинства1 содержательных линий информатики. Вопросы моделирования, аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети рассматриваются в аспекте информационного моделирования их структуры, при этом моделированию процессов.их функционирования не уделяется должного внимания, несмотря на возможности его использования при организации обучения в области аппаратного и программного обеспечения. Анализ опыта организации обучения в области аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети показал, что образовательные учреждения не могут в полной мере обеспечить практическую направленность обучения в области аппаратного и программного обеспечения, что обусловлено наличием сложностей, связанных с использованием в процессе обучения реального оборудования и ПО, экспериментирование с которыми может привести к сбоям функционирования компьютеров и информационной сети образовательного учреждения. Сделан вывод о необходимости использования специализированных программных сред при обучении учителей информатики моделированию на экране компьютера структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети.

2. Дана характеристика специализированных программных сред, моделирующих структуру и функционирование аппаратно-программных средств, и выявлены их возможности: эмуляция аппаратных компонентов модели адекватно реальному аппаратному обеспечению; обеспечение визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования ПО на модели как на реальном оборудовании; соответствие технологии подключения модели к локальной сети и сети Интернет подключению к ним реального компьютера; организация-безопасной работы аппаратно-программных средств компьютера' и информационной сети образовательного учреждения при возникновении сбоев в функционировании модели и др. Реализация возможностей» специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, позволяет использовать при обучении модели, отражающие функционирование аппаратно-программных средств, а также визуализацию протекающих процессов в реальном времени.

Сформулированы педагогические цели использования специализированных программных сред: освоение знаний и овладение умениями работать с программными средствами, с помощью которых могут быть реализованы информационные процессы при обеспечении безопасного функционирования аппаратно-программных средств образовательного учреждения; расширение представлений о моделировании и сферах его использования; освоение и систематизация знаний об аппаратном обеспечении компьютера и информационной сети; овладение умениями работать с системным и прикладным ПО; освоение технологий и средств защиты информации в глобальной и локальной сетях; развитие навыков сравнения и выявления взаимосвязи аппаратного и программного обеспечения и др.

3. Выделены четыре уровня обученности учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред. Требования к репродуктивному уровню обученности: наличие представлений о данных средах, их возможностях и видах разрабатываемых моделей; умения разрабатывать модели, следуя инструкциям среды, использовать разработанные модели для проведения демонстраций. Требования к адаптивному уровню: знание педагогических целей использования данных сред, этапов построения моделей; умения самостоятельно разрабатывать модели, использовать их при осуществлении экспериментально-исследовательской деятельности, адаптировать учебные материалы по моделированию на базе специализированных программных сред для их использования при обучении учащихся. Требования" к эвристическому уровню: знание типизации и сравнительных характеристик специализированных программных сред; умения самостоятельно осваивать аналогичные среды, осуществлять выбор и разработку с помощью выбранной среды моделей, организовывать обучение учащихся в области аппаратного и программного обеспечения на основе экспериментально-исследовательской деятельности. К творческому уровню обученности предъявляются требования: самостоятельного выбора форм, методов и средств обучения учащихся; умения самостоятельно определять задачи, решение которых возможно на основе моделирования аппаратно-программных средств; формирования содержания учебного материала по организации обучения с использованием моделирования на базе специализированных программных сред.

4. Сформулированы и обоснованы принципы формирования содержания обучения учителей информатики в области моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред. Пришвин реализации возможностей специализированных программных сред, моделирующих аппаратно-программные средства компьютера и информационной сети, предполагает реализацию выявленных возможностей данных сред при построении моделей и осуществлении на их базе экспериментально-исследовательской деятельности. Принцип обеспечения информационной безопасности аппаратно-программных средств и информационных ресурсов компьютера и информационной сети предполагает обеспечение их защищенности при организации работы с моделями, созданными на базе специализированных программных сред. Принцип интеграции моделей аппаратно-программных средств, созданных на базе специализированных программных сред, предполагает построение модели, имеющей более сложную структуру, и ее функционирование на основе более простых. Принцип осуществления информационной деятельности на базе специализированных программных сред предполагает осуществление различных видов информационной деятельности при разработке моделей и организации работы с ним. Принцип практико-ориентированности при использовании специализированных программных сред и созданных на их базе моделей в профессиональной деятельности учителя информатики предполагает обеспечение готовности учителей самостоятельно применять данные среды и модели в своей профессиональной деятельности. Принцип реализации блочно-модулъного подхода к формированию содержания обучения предполагает реализацию теоретического, технологического и методического блоков содержания обучения, каждый из которых разделен на модули.

5. Разработана блочно-модульная структура и содержание курса обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред и методические рекомендации, включающие в себя описание организационных форм и методов обучения. В ходе педагогического эксперимента сначала было проведено обучение учителей информатики по разработанному курсу «Моделирование аппаратно-программных средств»; затем обучение учащихся средних учебных заведений по курсу «Установка и настройка программного обеспечения», из которых были сформированы контрольная и экспериментальная группы. В контрольной группе обучение проводилось без использования специализированных программных сред, в экспериментальной — с использованием, кроме того, занятия в экспериментальной группе проводились учителями, прошедшими соответствующее обучение. По результатам эксперимента было установлено, что большинство учителей достигли творческого (33,3%) и эвристического (41,7%) уровней обученности. Учащиеся экспериментальной группы показали более высокий уровень обученности (творческий — 50%, эвристический - 43%), в отличие от 14% и 26%, соответственно, в контрольной группе. Количественный и качественный анализ результатов педагогического эксперимента позволяет принять гипотезу исследования как правдоподобную и подтверждает необходимость обучения учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Лягинова, Ольга Юрьевна, Москва

1. Бабанский Ю.К. Избранные педагогические труды. - М.: Педагогика, 1989.-560 с.2: Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения.

2. Общеобразовательный аспект. -М.: Просвещение, 1977.-213 с.

3. Берулава М.Н. Интеграция содержания образования / М.Н. Берулава, Рос. акад. образования. — М.: Педагогика, 1993. — 170 с.

4. Берулава М.Н. Принципы гуманизации образования // Инновации в образовании. 2001. - №5. - С. 18-37.

5. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. —М.: Ин-т развития проф. образования, 1995. — 336 с.

6. Бешенков С.А. Информатика. Систематический курс: учебник для 10-го класса / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. 432 с.

7. Бешенков С.А. Моделирование и формализация. Методическое пособие / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 336 е.: ил.

8. Бешенков С.А., Матвеева Н:В., Ракитина Е.А. Непрерывный курс информатики. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 143 с.

9. Богачкина H.A. Педагогика и психология: учеб. пособие /

10. H.A. Богачкина, С.Н. Скворцова, Е.Г. Имашева. -М.: Издательство «Омега-Л», 2009. 233 е.: табл. - (Библиотека высшей школы).

11. Босова Л.Л. Школьная информатика — дисциплина информационного общества. Текст. / Л.Л. Босова // Ученые записки / Под ред. И.В. Роберт М.: ИИО РАО, 2008. - Вып. 28. - С. 111-120.

12. Бугайко E.B. Методические аспекты обучения компьютерному моделированию при подготовке учителя информатики: Дис. канд. пед. наук. М., 2006. 197 с.

13. Бугайко Е.В., Жданов С.А. Дидактические возможности компьютерного^ моделирования в обучении студентов педагогических вузов // Научные труды МНГУ. Серия: Естественные науки. Сборник статей. — М.: «Прометей» МПГУ, 2006. С. 81-87.

14. Ваграменко Я.А. Педагогическая информатика. Программное обеспечение компьютерного всеобуча: Межвузовский сборник трудов. -М.: МОПИ им. П.К. Крупской, 1990. 69 с.

15. Винокуров А.Ю. Использование технологий виртуализации в учебном процессе. URL : http://www.ict.edu.ru/vcon£^files/8914.pdf (дата обращения 16.04.2011).

16. Гейн А.Г. Изучение информационного моделирования как средства реализации межпредметных связей информатики с дисциплинами естественнонаучного цикла: Дис. . д-ра пед. наук. М., 2000. 300 с.

17. Глинский Б.А. Моделирование как метод научного исследования (гносеологический анализ) / Б.А. Глинский, Б.С. Грязнов, Б.С. Дынин, Е.П. Никитин. Минск: Изд-во МиГУ, 1965. - 248 с.

18. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. М.: Наука, 1987. -552 с.

19. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики.в педагогически исследованиях. Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1977. - 136 с. с ил.

20. Гужвенко Е.И. Организация процесса обучения в вузе прииспользовании средств информационных технологий Рязань. Вестник РГТА, на-уч.-техн. журнал. Выпуск 19, 2006. - С. 193-197.

21. Гультяев А.К. Виртуальные машины — несколько компьютеров в одном. СПб.: Питер, 2006. - 224 с.

22. Данилюк С.Г. Микропроцессорная техника. Основы построения и функционирования спец. вычислителей автоматизированных систем контроля и диагностирования: Учебное пособие. Серпухов: МО РФ, 2004. - 126 с.

23. Даутова О.Б., Крылова О.Н. Современные педагогические технологии в профильном обучении. Учеб.-метод. пособие для учителей / под ред. А.П. Тряпицыной. СПб.: КАРО, 2006. - 176 с.

24. Ершов А.П. О предмете информатики // Вест. АН СССР. 1984. - №2. -С. 112-113.

25. Жданов С.А. Применение информационных технологий в учебном процессе педагогического института и педагогических исследованиях: Автореф. дис. . канд. пед. наук. М., 1991. 16 с.

26. Зиновьев C.B. Учебный процесс в советской высшей школе. М., 1975. -314с.

27. Зиновьева Г.В. Особенности формирования профессионально значимых качеств обучающихся в условиях модульного обучения Электронный ресурс. // Журнал «Самиздат». Дата обновления: 22.01.2009.

28. URL: http://zhurnal.lib.rU/z/zinowxewagw/modulxnoeobuchenie.shtml (дата обращения 5.09.2009).

29. Информатика. 9-11 классы: проектная деятельность учащихся / авт,-сост. Э.С. Ларина. Волгоград: Учитель, 2009 — 155 с.

30. Информатика. Учебно-методический комплект по специальности 030100 «Информатика» (редкол. В.Л. Матросова и др.). -М.: Флинта: Наука, 2002.-262 с.

31. Кабинет информатики. Методическое пособие / И.В. Роберт,

32. Ю.А. Романенко, Л.Л. Босова и др. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,2002. -125 с.

33. Каймин В.А. Информатика: Учебник / 5-е изд., «Высшее образование». — М.: Инфра-М; 2009. 285 с.

34. Касторнова В.А. Методика создания и использования прикладных программ на основе мультимедиа технологии в обучении информатике: Дис. . канд. пед. наук. М., 1998. 175 с.

35. Козлов O.A. Теоретико-методологические основы информационной подготовки курсантов военно-учебных заведений. Серпухов: МО, 1999.-328 с.

36. Колбин Р.В. Глобальные и локальные сети: создание, настройкаи использование. Элективный курс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 221 с.

37. Колбин Р.В. Глобальные и локальные сети: создание, настройка и использование. Элективный курс: методическое пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 55 с.

38. Краевский В.В. Общие основы педагогики: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 256 с.

39. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения (методологический анализ). -М.: Педагогика, 1977. 264 с.

40. Кубланов М.С. Математическое моделирование: учебное пособие. М.:1. МГТУГА, 1996.-96 с.

41. Кузнецов A.A. Развитие методической системы обучения информатике в средней школе: Автореф. дис. д-ра пед. наук. М., 1988. — 47 с.

42. Кузнецов A.A. Элективные курсы образовательной области, «информатика» // Профильная,школа. 2005. - №3. - С. 19-22.

43. Кузнецов A.A., Бешенков С. А., Ракитина Е.А. Академический учебник и образовательный стандарт нового поколения // Информатика и образование. 2008. - №1. - С. 3-5.

44. Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и профессионально-прикладные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогическом институте: Автореф. дис. д-ра пед. наук. М., 1990. -18 с.

45. Кузнецов Э.И. Каким быть учителю информатики // Информатика и образование. 1988. - №6. - С. 103-105.

46. Кузнецов Э.И., Матросов В.Л. О концепции подготовки учителя математики и информатики // НИТ теория и приложения: Тезисы межвузовской конференции. - Орехово-Зуево: ОЗПИ, 1992. - С. 13.

47. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В. Информатика: 12 лекций о том, для чего нужен школьный курс информатики и как его преподавать: Методическое пособие. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.464 с.

48. Кушниренко А.Г., Леонов А.Г., Эпиктетов М.Г. Информационная культура: Кодирование информации; Информационные модели: Учебник для 9-10 классов общеобразовательных учебных заведений Изд. 5-е / 6-е. М.: Дрофа, 2004. - 208 с.

49. Лавина Т.А. Совершенствование системы непрерывной подготовки учителей в области использования средств информационных и коммуникационных технологий в профессиональной деятельности: Дис. . д-ра пед. наук. М., 2006. 306 с.

50. Лаврентьева Н.Б. Педагогические основы разработки модульнойтехнологии обучения. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1998. - 251 с.

51. Латышев B.JI. Интеллектуальные обучающие системы: теория и технология создания и применения. — М.: Образование и Информатика; 2003.-304 с.

52. Латышев В.Л: Критерии.оценки качества образовательных электронных изданий / Тез. докл. ^Международной шк.-сем. «Новые информационные технологии». М.: МГИЭМ; 2003. - С. 92-98.

53. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М.: Высш. шк., 1991. - 224 с.

54. Лернер И .Я. Процесс обучения и его закономерности. — М.: Знание, 1989.-96 с.

55. Линькова В.П. Развитие методической системы обучения информатике на основе информационного и информационно-логического моделирования: Дис. д-ра пед. наук. М., 1999. 281 с.

56. Лягинова О.Ю. Использование виртуальных машин в обучении учащихся средних учебных заведений основам системного администрирования // Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 31. М.: ИИО РАО, 2010. - С. 212-218.

57. Лягинова О.Ю. Использование моделей аппаратно-программных средств, созданных на базе программ-эмуляторов, в профильном курсе «Информатика и ИКТ» // Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 34.-М.: ИИОРАО, 2011.-С. 194-199.

58. Лягинова О.Ю: Использование программ-эмуляторов при изучении-программного обеспечения // Информатика и образование. — 2010:- -№12. С. 115-118.

59. Лягинова О.Ю. Комбинирование модульно-рейтингового метода обучения и метода учебных проектов в элективных курсах по информатике // Аспирантские тетради 2010: Сборник научных статей / Отв. ред. Н.П. Павлова. - Череповец: ГОУ ВПО ЧТУ, 2010. - С. 79-85.

60. Лягинова О.Ю. Развитие методики преподавания элективных курсов по информатике // Материалы XXXIV Международной электронной научной конференции «Новые технологии в образовании». — Воронеж, 2010.-С. 5-7.

61. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Практикум (1 часть). Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 47 с.

62. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Практикум (2 часть). Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 39 с.

63. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Учебное пособие (1 часть). Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 55 с.

64. Лягинова О.Ю. Установка и настройка программного обеспечения. Учебное пособие (2 часть). Череповец: Тип. ЧВИИРЭ, 2009. - 46 с.

65. Лягинова О.Ю. Учет профессиональных стандартов в области информационных технологий при формировании содержания элективных курсов по информатике // Информатика и образование. -2010.-№5.-С. 108-110.

66. Лягинова О.Ю. Формирование готовности педагогических кадров к разработке элективных курсов по информатике // Вестник Череповецкого государственного университета: Научный журнал. — Череповец: ГОУ ВПО ЧТУ. 2010. - №2(25). - С. 17-21.

67. Ляш О .И: Методика обучения будущих учителей информатики сетевым технологиям с использованием виртуальных машин: Дис. канд. пед. наук. Мурманск, 2008. 284 с.

68. Мартиросян Л.П. Методические подходы к обучению учителей использованию информационных технологий на уроках математики в процессе развития познавательного интереса учащихся (на примере курса информатики): Дис. канд. пед. наук. М., 2003. 203 с.

69. Медведева Ю.В. Проектно-исследовательская деятельность учащихся в рамках муниципального конкурса «Лучший предметный проект» // Информатика и образование. 2009. - №1. - С. 63-64.

70. Метлис Я. Виртуальные машины // Computerworld Россия. URL : http://www.osp.ru/cw/2006/22/2046857 (дата обращения 05.12.2008).

71. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика. Учебное пособие / под ред. А.В. Могилева, серия «Высшее профессиональное образование», 3-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2008.-336 с.

72. Морозова Н.А. Модульный подход в современном образовании.

73. URL : http://ucheba.com/urrus/kmetodkopilka/modul.htm (дата обращения 21.03.2008).

74. Мухаметзянов И.Ш. Патофизиология информатизации образования. -Ижевск: Изд-во «Удмуртский государственный университет», 2006. — 148 с.

75. Надеждин E.H., Шичанина О.В. Моделирование рисков в задачах анализа управленческих решений // Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 30. М.: ИИО РАО, 2009. - С. 142-148.

76. Надеждин E.H., Шичанина О.В. Структуризация программного обеспечения автоматизированной системы обработки данных образовательного учреждения // Сборник «Ученые записки ИИО РАО», выпуск 28. М.: ИИО РАО, 2008. - С. 297-306.

77. Никандров Н.Д. Духовно-нравственная культура и российская школа // Высшее образование сегодня. 2009. — №3. — С. 30-35.

78. Никандров Н.Д., Советов Б.Я. Развитие информационного общества и проблемы подготовки кадров в области информационных технологий // Информационно-управляющие системы. 2004. - №4. - С. 42-48.

79. Новиков A.M., Новиков Д.А. Методология. М.: СИНТЕГ, 2007. - 668 с.

80. О развитии фундаментальных психологических исследований / Д.И. Фельдштейн. -М.: Издательство Московского психолого-социального института; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2006. 16 с.

81. Основы компьютерных сетей: методическое пособие для учителя / Microsoft — Изд. 3-е М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 - 55 с.

82. Основы компьютерных сетей: учебное пособие / Microsoft — Изд. 3-е, испр. и доп. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 160 с.

83. Официальный сайт Microsoft, радел Windows Virtual PC. URL: http://www.microsoft.com/windows/virtual-pc/default.aspx (дата обращения 2.03.2009).

84. Официальный сайт VirtualBox. URL : http://www.virtualbox.org (датаобращения 2.03.2009).

85. Официальный сайт VMware. URL : http://www.vmware.com (дата обращения 3;03.2009).

86. Павлов A.A., Крехов Е.В. Применение нейросетевой моделипрофессиональных компетенций специалиста в автоматизированной обучающей системе //Автоматизация, образования и науки. — 2009t —№3. -G. 132-144.

87. Павлов A.A., Митин Ю.В. Царьков А.Н. Контроль выполнения, логических операций в специализированных ЭВМ // Контроль. Диагностика. 2007. - №2(104). - С. 66-72.

88. Пахомова Н.Ю. Метод учебного проекта в образовательном учреждении: Пособие для учителей и студентов педвузов. Изд. 3-е -М.1: Аркти. - 2005. - 112 с.

89. Педагогика и психология высшей школы: Учебное пособие Изд. 3-е, перераб. и доп. / под редакцией профессора М.В. Булановой-Топорковой, - Ростов / Д: Феникс, 2006. - 544 с.

90. Персональный компьютер: настройка и техническая поддержка: методическое пособие для учителя. / Microsoft — Изд. 3-е М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 79 с.

91. Персональный компьютер: настройка и техническая поддержка: учебное пособие / Microsoft — Изд. 3-е, испр. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.-224 с.

92. Попков В.А. Дидактика высшей школы: учеб. пособие для студ: высш. пед. учеб. заведений / В.А. Попков, A.B. Коржуев. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 224 с.

93. Прозорова Ю.А. Методика подготовки будущих учителей информатики в области осуществления информационного взаимодействия: Дис. . канд. пед. наук. М., 2003. — 158 с.

94. Ракитина Е.А. Теоретические основы построения концепции непрерывного курса информатики. — М.: Информатика и образование,2002. 87 с.

95. Роберт И.В. Концепция «Философско-методологические, социально-психологические, педагогические и технико-технологические предпосылки развития информатизации отечественного образования». — М.: ИИО РАО, 2008. 36 с.

96. РобертИ.В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и-технологический аспекты). 2-е издание, дополненное. М.: ИИО РАО, 2008. - 274 с.

97. Роберт И.В., Козлов O.A. Концепция комплексной, многоуровневой и многопрофильной подготовки кадров информатизации образования. 3-е изд., стереотипное. - М.: ИИО РАО, 2009. - 50 е., вклейка.

98. Роберт И.В., Поляков В.А. Основные направления научных исследований в области информатизации профессионального образования. 3-е изд., стереотипное. - М.: ИИО РАО, 2009. - 68 с.

99. ЮЗ.Романенко Ю.А. Логико-лингвистические методы диагностирования технических систем: Серпухов: МО РФ, 2004. - 170 с.

100. Рудинский И.Д. Основы формально-структурного моделирования систем обучения и автоматизации педагогического тестирования знаний. М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 204 с.

101. Юб.Рудницкая C.B. Модульное обучение как целостная система. -Материалы диссертации канд. пед. наук / C.B. Рудницкая. СПб.: Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, 1996. - 213 с.

102. Рузавин Г.И. Методология научного исследования. Учебное пособие длявузов. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. 137 с.

103. ЮБ.Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. 4-е изд., испр. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008:.— 246 е.: ил.

104. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информационные системы и модели; Элективный курс: учебное пособие. — Изд. 2-е — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 303 с.

105. Сердюков В.И., Дмитриев A.A. Основы теории боевой эффективности бронетанкового вооружения и техники. — Сб. рефератов депонированных рукописей, 1997, серия В, Вып. №39. — 84 с.

106. Скаткин М.Н. Проблемы современной дидактики. Изд. 2-е. - М.: Педагогика, 1984. — 96 с.

107. И.Сластенин В.А. и др. Педагогика: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, E.H. Шиянов; под ред. В.А. Сластенина. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. 576 с.

108. Слинкин Д.А. Использование методов проектов при обучении программированию в курсе информатики: Дис. канд. пед. наук. Екатеринбург, 2001. — 166 с.

109. Пб.Сметанников А.Л. Совершенствование подготовки учителей информатики путем введения элементов информационного моделирования в проектирование программных средств учебного назначения: Дис. . канд. пед. наук. М., 2000. — 148 с.

110. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /

111. Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина. М.: Издательский центр «Академия», 2007.-368 с.

112. Стандарт среднего (полного) образования»по информатике и информационным технологиям. Базовый уровень. Профильный уровень. // Информатика и образование. 2004. — №4. - С. 18-35.

113. Теория и методика обучения информатике: учебник / М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, М.И. Рагулина и др.; под ред.

114. М.П. Лапчика. -М:: Издательский центр «Академия», 2008. 592 с.

115. Толковый словарь терминов понятийного аппарата информатизации образования. М.: ИИО РАО, 2009. - 98'с.

116. Угринович Н.Д. Исследование информационных моделей. Элективный курс: учебное пособие. — Изд. 2-е, испр. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 200 с.

117. Угринович Н.Д. Разработка структуры и содержания системы непрерывного изучения информатики в средней общеобразовательной школе (на примере Московской региональной программы): Автореф. . дисс. канд. пед. наукМ., 1998. 18 с.

118. Фокин Ю.Г. Преподавание и воспитание в высшей школе: Методология, цели и содержание, творчество: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 224 с.

119. Фролов И.Т. Гносеологические проблемы моделирования. -М.: Наука, 1961.-145 с.

120. Фролов И.Т. Жизнь и познание. О диалектике в современной биологии. -М.: Мысль, 1981. 122 с.

121. Хеннер Е.К. Компьютерная грамотность и ИКТ-компетентностьучастников системы непрерывного образования // Информатика и образование. 2009. - №3. - С. 3-9.

122. Хеннер Е.К. Современные концепции подготовки учителя информатики в педагогических вузах

123. URL: http://www.nsu.ru/archive/conf/nit/96/sect6/node26.html (дата обращения 3.02.2008).

124. Чередов И.М. Система форм организации обучения в советской общеобразовательной школе. -М., 1987. 152 с.

125. Шамова Т.И., Давыденко Т.М., Шибанова Г.Н. Управление образовательными системами / под ред. Шамовой Т.И. Изд. 5-е. -М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 384 с.

126. Штофф В.А. Гносеологические функции модели // Вопросы философии. -1961.-№12.-С. 53-65.

127. Штофф В.А. Моделирование и познание. Минск: Наука, 1966. - 210 с.

128. Штофф В.А. Моделирование и философия М.: Наука, 1966. - 304 с.

129. Штофф В.А. Роль моделей в познании. Л.: Издательство Ленинградский университет, 1963. - 128 с.

130. Шухман А.Е. Совершенствование содержания подготовки педагогических кадров к применению информационных и коммуникационных технологий в профессиональной деятельности: Дис. . канд. пед. наук. М., 2000. 149 с.

131. Юцявичене П.А. Основы модульного обучения Текст. / П.А. Юцявичене. Вильнюс, 1989. - 69 с.

132. Barham P., Dragovic В., Fraser К., Hand S., Harris T., Ho A., Neugebauery R., Pratt I., Warfield A. «Xen and the Art of Virtualization» Online.

133. Available: http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2003-xensosp.pdf

134. Hand S., Harris T., Kotsovinos E., Pratt I. «Controlling the XenoServer Open Platform» Online. Available:http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2003-openarch.pdf

135. Rosenblum M. «Virtual machine monitors: current technology and future trends» // Computer. 2005. - №5. - C. 5-8.