Формирование компетентности в области защиты информации у школьников в процессе обучения информатике

Танова, Элеонора Владимировна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование компетентности в области защиты информации у школьников в процессе обучения информатике

Автореферат

Автор научной работы: Танова, Элеонора Владимировна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Челябинск
Год защиты: 2005
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование компетентности в области защиты информации у школьников в процессе обучения информатике"

На правах рукописи

Танова Элеонора Владимировна

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ В ОБЛАСТИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ У ШКОЛЬНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Научный руководитель:

доктор педатгических наук, профессор Матрос Дмитрий Шаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Красноперое Геннадий Васильевич

кандидат педагогических наук, доцент Слинкин Дмитрий Анатольевич

Ведущая организация:

Омский государственный педагогический университет

Защита состоится 25 ноября 2005 г. В 14-00 час. на заседании диссертационного совета К 212.283.07 при Уральском государственном педагогическом университете по адресу: 620017. г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, 9а, ауд. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Уральского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан 20 октября 2005

Ученый секретарь диссертационного совета

Зуев П.В.

пеьъ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. В настоящее время перед системой образования встает новая проблема - подготовить подрастающее поколение к жизни и профессиональной деятельности в новой, высокоразвитой информационной среде, эффективному использованию ее возможностей и защите электронных информационных ресурсов от негативных воздействий сторонних пользователей.

В Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года подчеркивается, что общеобразовательная школа должна формировать целостную систему универсальных знаний, умений, навыков осуществления самостоятельной деятельности и личной ответственности обучающихся, то есть ключевые компетенции.

Среди ключевых компетенций, классификации которых посвящены научные труды И.А. Зимней, Е.Я. Когана, В. Хутмахера, A.B. Хуторского, одной из главных компетенций (компетенгностей) называется информационная. Сфор-мированность этой компетентности служит непременным условием успешности любого вида деятельности человека в информационном обществе.

Одной из важных составляющих информационной компетентности является способность человека защищать информацию от посторонних воздействий в процессе осуществления повседневной информационной деятельности. Тем не менее, как показывают исследования И.Е. Васильевой, Т.А. Гудковой, Е.В. Ивановой, O.A. Кизик, Ш. Хьюгс и др., в качестве значимых компонентов информационной компетентности рассматриваются только умения находить и обрабатывать информацию, а необходимость осуществлять ее защиту ограничивается знанием и использованием правовых и этических норм.

В фундаментальных работах в области компетентностного подхода отечественных и зарубежных исследователей Д.А. Иванова, Е.Я. Когана, Т. Орджи, Дж. Шапиро проблеме формирования информационной компетентности уделяется большое внимание. Однако, несмотря на значительные теоретические результаты, полученные исследователями, методическая проблема формирования компетентности в области защиты информации не нашла своего решения. Анализ работ А.Г. Гейна, В.А. Каймина, А.Г. Кушниренко, Н.В. Макаровой, И.Г. Семакина свидетельствует о том, что школьные учебники по информатике не содержат учебного материала по защите информации, а, следовательно, отсутствуют разработанные методики обучения защите информации в общеобразовательной школе.

школе до настоящего времени не являлось

[ных иссле-

дований несмотря на то, что компетентность в области защиты информации является весьма значимой для человека, живущего в информационном обществе.

Анализ научной, методической и учебной литературы, а также результатов диссертационных исследований позволил выявить следующие противоречия:

• между возрастающими требованиями общества к уровню компетентности молодого поколения в области защиты информации и современным состоянием процесса обучения информатике в общеобразовательной школе, не обеспечивающим формирование данной компетентности у учащихся;

• между высокой значимостью умения субъектов общества защищать информацию от несанкционированного доступа и фрагментарным представлением данного раздела в учебных программах по информатике и теоретически обоснованных методик обучения защите информации.

Важность разрешения указанных противоречий обуславливает актуальность данного диссертационного исследования и определяет его проблему: как эффективно формировать компетентность учащихся в области защиты информации при обучении информатике на всех этапах школьного образования?

Объект исследования: процесс обучения информатике в общеобразовательной школе.

Предмет исследования: формирование компетентности учащихся в области защиты информации в процессе обучения информатике на всех этапах школьного образования.

Цель исследования: Разработка и теоретическое обоснование методики формирования компетентности учащихся в области защиты информации.

В соответствии с целью и предметом исследования была сформулирована гипотеза исследования:

Эффективное формирование компетентности учащихся в области защиты информации при обучении информатике в общеобразовательной школе будет обеспечено, если:

- в содержание раздела «информация и информационные процессы» включить вопросы защиты информации, разработать и использовать соответствующую методику обучения;

- методика изучения криптографической защиты информации будет основана на последовательном изучении основных классов криптоалгоритмов и их математических основ, а также применении учебных задач-ситуаций, сформулированных с учетом реальных проблем, возникающих при осуществлении защиты информации.

В качестве показателей эффективности разработанной методики были приняты критерии компетентности М. Холстеда и Т. Орджи, конкретизированные нами в действиях ученика при осуществлении защиты информации.

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Провести анализ научной, научно-методической и учебной литературы, посвященной компетентностному подходу к образованию, информационной безопасности и криптографии, на основе которого определить состояние проблемы и обосновать ее значимость.

2. Обосновать выбор учебного материала по криптографии для конструирования курса «Защита информации».

3. Предложить и теоретически обосновать методику обучения учащихся вопросам защиты информации, реализация которой основана на изучении алгоритмов криптографической защиты данных и использовании принципов компе-тентностного подхода.

4. Разработать критерии для оценивания уровня сформированное™ компетентности учащихся в области защиты информации.

5. Провести педагогический эксперимент с целью проверки эффективности разработанной методики.

Теоретико-методологической основой диссертационного исследования стали работы в области:

• компетентностного подхода к образованию (A.A. Вербицкий, Д.А. Иванов, Е.Я. Коган, В.В. Нестеров, Дж. Равен, И.Д. Фрумин, В. Хутмахер, A.B. Хуторской, Дж. Шапиро, С.Е. Шишов и др.);

• классификации ключевых компетентностей, «информационной компетенции» и «информационной компетентности» (И.Е. Васильева, Т.А. Гудкова, Е.В. Иванова, O.A. Кизик, Н.Х. Насырова, A.B. Хуторской, Ш. Хьюгс, Дж. Шапиро и др.);

• методологии педагогики (Ю.К. Бабанский, Л.Я. Зорина, М.В. Кларин, В.В. Краевский, ИЛ Лернер, К.А. Славская и др.);

• защиты информации и информационной безопасности (А.И. Алексен-цев, С.Г. Баричев, П. Гаррет, У. Диффи, В. Жельников, Н. Коблиц, Д.А. Ловцов, А. Менезес, В. А. Онегов, М.Э. Хеллман, В.В. Ященко и др.);

• математических основ информационной безопасности (М. Айгнер, Дж. Андерсон, Е. Андреева, Н.Я. Виленкин, Ф. Р. Гантемахер, Н. Коблиц, В.Н. Нефедов, Ф.А. Новиков, В.М. Фомичев и др.);

• обучения информатике в общеобразовательной школе (С.А. Бешенков, А.Г. Гейн, А.П. Ершов, В.А. Каймин, A.A. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, Н.В. Макарова, И.Г. Семакин, Н.Д. Угринович);

программ, учебников и учебных пособий по информатике для специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», «Информатика и вычислительная техника», «Криптография», педагогический эксперимент, наблюдение, тестирование, статистические методы обработки данных и проверки выдвигаемой гипотезы.

Поставленные цели и задачи определили ход исследования, которое проводилось в три этапа в период 2001 - 2005 гг.

На первом этапе (2001 - 2003гг.) проводилось изучение проблемы формирования информационной компетентности учащихся. Был проведен анализ психолого-педагогической, научной, научно-методической, учебной и методической литературы, сформулирована гипотеза исследования, составлен план опытно-экспериментальной работы. В 2003 году был проведен констатирующий эксперимент для выяснения уровня сформированности компетентности учащихся в области защиты информации.

На втором этапе (2003 - 2005гг.) был проведен отбор содержания образования для конструирования курса «Защита информации», разработана и теоретически обоснована методика обучения учащихся защите информации на всех этапах школьного образования, а также создана необходимая программная поддержка. С целью апробации разработанной методики был организован и проведен формирующий эксперимент.

На третьем этапе (2005г.) была выполнена корректировка разработанной методики обучения вопросам защиты информации, а также проведен контрольно-оценочный педагогический эксперимент с целью проверки справедливости гипотезы, выполнена обработка результатов.

Базой исследования служили МОУ СОШ №№147,18 г. Челябинска, МОУ СОШ №№8, 12 г. Бакала, МОУ СОШ №№10, 13, 14 г. Сатки, МОУ СОШ №21 поселка Рудничный, ГОУ СПО «Саткинский горно-керамический колледж». Исследованием было охвачено 176 учащихся 5-11 классов средней школы, а также 99 студентов колледжа.

Научная новизна исследования:

В отличие от диссертационного исследования Е.Г. Изаровой. где рассматриваются элементы организационной защиты информации как один из факторов формирования информационной культуры учащихся, а также исследований В.А. Онегова и Е.В. Суховой, посвященных изучению основ криптографии в начальной школе, в настоящем исследовании разработана и научно обоснована методика формирования компетентности учащихся в области защиты информации на всех этапах школьного образования (начальное общее, основное общее, среднее (полное) общее образование), основанная на изучении методов криптографической защиты данных и направленная на применение полученных учащимися знаний и умений в конкретных жизненных ситуациях при осуществлении повседневной информационной деятельности.

Теоретическая значимость исследования:

1. Конкретизированы критерии компетентности учащихся, разработанные М. Холстедом и Т. Орджи, в действиях ученика в условиях изучения защиты информации:

• уметь соблюдать установленные правила при работе с информацией; уметь работать с информационными ресурсами; определять уязвимые стороны информации; применять различные методы для защиты собственной информации; применять простейшие криптографические алгоритмы для защиты информации;

• анализировать поставленную проблему в области защиты информации; уметь организовывать собственную деятельность по защите информации; уметь применять алгоритмы криптографии для защиты информации; уметь выбирать способ защиты информации в зависимости от конкретных предъявляемых требований в реальных жизненных ситуациях.

2. Сформулированы требования к знаниям и умениям учащихся в области защиты информации.

Учащиеся должны знать/понимать:

• Уязвимые стороны информации, возможные угрозы и необходимость ее защиты.

• Основные способы защиты информации и их характеристику.

• Математические правила, лежащие в основе криптографической защиты информации.

• Принципы построения и работы основных криптоалгоритмов.

• Основные методы атак на защищенную информацию.

Учащиеся должны уметь:

• Давать характеристику различным способам защиты информации.

• Работать с системами защиты информации.

• Выбирать алгоритм защиты информации для решения поставленной задачи.

3. Разработаны критерии оценивания уровня сформированное™ компетентности учащихся в области защиты информации (на основе конкретизированных критериев компетентности М. Холстеда и Т. Орджи в баллах от 0 до 5).

Практическая значимость исследования:

Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические результаты доведены до уровня конкретных методических рекомендаций:

1. Разработана и теоретически обоснована методика обучения учащихся алгоритмам криптографической защиты данных, направленная на формирование компетентности учащихся в области защиты информации на всех этапах школьного образования и включающая в себя использование обучающих компьютерных программ и учебных проблемных задач-ситуаций.

2. Разработаны и внедрены в учебный процесс средней школы педагогические программные средства «Тридевятое королевство» для начального образования и «CryDe» для основного и среднего образования, а также учебная криптосистема «Crypto», реализующая разработанный симметричный криптографический алгоритм зашиты информации.

3. Разработаны методические рекомендации для учителей информатики, представленные в виде способов преодоления предполагаемых затруднений, которые могут возникнуть у школьников в процессе изучения курса «Защита информации».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Становление информационного общества требует от человека высокого уровня компетентности в области защиты информации. В связи с этим, наряду с изучением организационных (правовых) и аппаратных основ защиты информации, необходимым условием формирования у учащихся компетентности в области защиты информации является изучение методов и алгоритмов криптографии на всех этапах школьного образования.

2. Изучение содержания курса «Защита информации» должно обеспечить формирование у учащихся понимания важности проблем информационной безопасности на каждом этапе развития общества и повышение уровня их компетентности в данной области.

3. Методика обучения учащихся защите информации должна основываться на изучении методов криптографии, применении учебных проблемных задач-ситуаций и использовании соответствующей разработанной программной поддержки при изучении алгоритмов криптографии, что позволит сформировать у учащихся умения защищать информацию в процессе дальнейшего осуществления повседневной информационной деятельности.

4. Оценка эффективности предлагаемой методики должна быть основана на достигнутом учащимися уровне компетентности в области защиты информации (0-5 балла).

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивалась использованием научно-обоснованных методов с опорой на основополагающие теоретические положения, последовательным проведением педагогического эксперимента, использованием математических методов обработки результатов и педагогических критериев в их качественной интерпретации.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась в форме докладов и сообщений автора на Всероссийской конференции «Информатизация общего и педагогического образования - главное условие их модернизации» (2004г.); на научно-методических семинарах при кафедре информатики и методики преподавания информатики Челябинского государственного педагогического университета (2003 - 2005гг.); на конференциях по итогам научно-исследовательской работы преподавателей и аспирантов ЧГПУ (2004 -

2005гг.); на семинарах учителей математики и информатики школ города Челябинска и Челябинской области (2004 - 2005гг.).

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, пяти приложений. Обший объем текста диссертации составляет 173 страницы. В текст входит 31 рисунок, 16 таблиц. Библиографический список включает 148 наименований, из них 16 на английском языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы и выбор темы исследования, степень ее теоретической разработанности, определяется цель, объект, предмет и задачи исследования, формулируется гипотеза, раскрывается научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, формулируются положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Умение защищать информацию как составляющее информационной компетентности учащихся» дается анализ состояния проблемы исследования в отечественной и зарубежной научно-методической литературе; определяется основной подход к решению проблемы; приводится содержательная характеристика основных понятий, дидактические основы конструирования содержания курса «Защита информации»; определяются критерии компетентности учащихся в области защиты информации.

Проведенный анализ проблемы компетентностного подхода к образованию позволил выявить, что в настоящее время нет однозначного подхода к трактовке понятий «ключевая компетенция» и «ключевая компетентность». Некоторые авторы (Д.А. Иванов, К.Г. Митрофанов, Е,Я. Коган) вообще не разделяют этих понятий, принимая их в качестве синонимов. Авторы, работы которых посвящены рассмотрению ключевых компетентностей (ключевых компетенций), выделяют информационную компетентность в качестве одной из наиболее важных и значительных.

Обоснован выбор определения информационной компетентности, предложенный исследователями американской ассоциации ACRL (Association of College and Research Libraries) III. Хьюгс и Дж. Шапиро. Этими авторами рассматривается умение человека производить, распространять собственную информацию, организовывать доступ к информационным ресурсам и соблюдать все нормы информационной безопасности в качестве составляющих информационной компетентности. Данный подход является наиболее общим и охватывает все возможные ситуации, которые могут возникнуть при работе с информацией, в частности и ее защиту, что послужило основанием для выбора этого подхода в качестве основного для нашего исследования.

Выявлено, что одной из составляющих информационной компетентности многие авторы называют умение организовывать доступ к информации, ее хранение, передачу, придерживаясь при этом законодательных актов и морально-этических норм. Однако сегодня явно недостаточно просто знать правовые и этические нормы и придерживаться их при работе с информационными ресурсами. Одним из важных моментов становится умение защищать собственную информацию от несанкционированного доступа.

Обобщая проанализированные подходы к определению понятия «защита информации» будем придерживаться следующего определения: защита информации - есть комплекс мероприятий, проводимых собственником информации, по ограждению своих прав на владение и распоряжение информацией, созданию условий, ограничивающих ее распространение и исключающих или существенно затрудняющих несанкционированный доступ к засекреченной информации и ее носителям.

Среди всех методов защиты информации выделены криптографические средства обеспечения безопасности данных - математические алгоритмы, программно реализованные на персональных компьютерах. Данный способ обеспечения безопасности данных является достаточно простым в использовании и позволяет обеспечить сохранность любой информации. Криптография является одним из разделов информатики. Информатика, в свою очередь, является учебным предметом, представленным в школьной программе. Поэтому именно криптографические способы защиты информации можно рассматривать на школьных уроках.

Проведенный анализ государственного образовательного стандарта по информатике и ИКТ, а также анализ школьных учебников по информатике, показал, что вопросам защиты информации практически не уделяется внимания в школьной программе. Материал данного раздела ограничивается рассмотрением правовых аспектов защиты данных и методов защиты данных от физического разрушения. Анализ учебных курсов и учебной литературы по информатике свидетельствует о том, что на сегодняшний день нет разработанных курсов и методик обучения защите информации на этапе школьного образования, хотя важность этого вопроса подчеркивается многими авторами.

В соответствии с этим обоснована необходимость начинать изучение вопросов, связанных с защитой информации, одновременно с изучением информационных процессов, что позволит формировать у школьника компетентность в данной области.

Как показали В.А. Болотов, Е.Я. Коган и В.В. Сериков, формирование компетентности должно начинаться с формирования знаний, умений и навыков, постепенно переходя к формированию умения применять их на практике для решения поставленных жизненных задач.

В основу конструирования содержания курса «Защита информации», главной целью которого является формирование компетентности учащихся в области зашиты данных, положены принципы и критерии отбора основ содержания образования, сформулированные И.Я. Лернером и В.В. Краевским (принципы научности и практической значимости, принцип соответствия содержания социальному заказу общества, принцип доступности) и общедидактические принципы.

В основу методики обучения учащихся защите информации были положены принципы построения образовательных программ в условиях компетентно-стного подхода, предложенные В.А. Болотовым и В.В. Сериковым:

1. Описание признаков и ожидаемого (планируемого) уровня компетентности в некоторой области.

2. Определение необходимого и достаточного набора учебных задач-ситуаций, последовательность которых выстроена в соответствии с возрастанием полноты, проблемности, конкретности, новизны, жизненности, практичности, межпредметности, креативности, ценностно-смысловой рефлексии и самооценки.

3. Конструирование технологии процесса, в том числе последовательности предъявления ученикам задач-ситуаций различных типов и уровней.

4. Разработка алгоритмов и эвристических систем, организующих деятельность учеников по преодолению затруднительных ситуаций.

5. Разработка технологии сопровождения, консультирования и поддержки учащихся в процессе прохождения программы.

Как показали исследования Е.Я. Когана, компетентность должна формироваться на основе знаний, умений и навыков учащихся. В связи с этим нами были определены требования к знаниям и умениям учащихся в области защиты информации.

Учащиеся должны знать/понимать:

1. Уязвимые стороны информации, возможные угрозы и необходимость ее защиты.

2. Основные способы защиты информации и их характеристику.

3. Математические правила, лежащие в основе криптографической защиты информации.

4. Принципы построения и работы основных криптоалгоритмов.

5. Основные методы атак на защищенную информацию.

Учащиеся должны уметь:

1. Давать характеристику различным способам защиты информации.

2. Работать с системами защиты информации.

3. Выбирать алгоритм зашиты информации для решения поставленной задачи.

Требования к уровню компетентности учащихся были сформулированы на основе критериев компетентности, разработанных М. Холстедом и Т. Орджи:

1) учащийся должен показать, что он в состоянии убедиться, что правильно понял предлагаемую ему проблему и сделать два предложения по ее решению;

2) учащийся должен показать, что он в состоянии увидеть проблему или проблемную ситуацию, описать ее основные характеристики и предложить два способа ее решения.

Выбор данных критериев компетентности был сделан на основе научных исследований Е.Я. Когана, Д.И. Иванова, К.Г. Митрофанова, A.A. Вербицкого, И.Д. Фрумина, которые применяют уровни компетентности М. Холстеда и Т. Орджи в качестве базовых и на их основе формулируют критерии и уровни компетентности учащихся в различных областях.

Данные критерии компетентности были конкретизированы нами в действиях ученика в условиях изучения защиты информации.

Чтобы показать, что компетентность учащегося отвечает первому критерию, он должен выполнять следующие действия:

1) уметь соблюдать установленные правила при работе с информацией;

2) уметь работать с информационными ресурсами;

3) определять уязвимые стороны информации;

4) применять различные методы для защиты собственной информации;

5) применять простейшие криптографические алгоритмы для защиты информации.

Компетентность будет отвечать второму критерию в том случае, если учащийся:

1) анализирует поставленную проблему в области защиты информации;

2) умеет организовывать собственную деятельность по защите информации;

3) умеет применять алгоритмы криптографии для защиты информации;

4) умеет выбирать способ зашиты информации в зависимости от конкретных предъявляемых требований в реальных жизненных ситуациях.

Во второй главе «Методика изучения курса «Защита информации» и его использование в учебном процессе для формирования компетентности учащихся в области защиты данных» рассматривается структура и содержание курса «Защита информации» для всех этапов школьного образования и методика обучения учащихся защите информации.

Разработка методики обучения учащихся вопросам защиты информации проводилась на основе теоретических подходов, определенных в первой главе исследования. В соответствии с этим для каждого этапа школьного образования были разработаны:

1. Последовательность и методика предъявления учебного материала учащимся в соответствии с возрастанием его сложности, проблемности и практического применения (программа курса, граф, отражающий связи между изучаемыми темами, понятийный аппарат для каждой темы, краткое содержание учебного материала, модель деятельности учителя и ученика при изучении курса на каждом этапе).

2. Требования к уровню компетентности учащихся в области защиты информации после изучения курса «Защита информации».

3. Набор учебных проблемных задач-ситуаций для каждой темы.

4. Анализ возможных трудностей и проблемных моментов, которые могут возникнуть у учителя или учащихся в процессе изучения данного материала и способы их преодоления.

Программа курса «Защита информации» приведена в таблице 1.

Таблица 1

Программа курса «Защита информации» для всех этапов школьного образования

Класс Тема Количество часов

Основы криптографии - 18 часов

Уязвимость информации и способы ее защиты 3

1-4 Графические шифры 3

класс Шифры замены 4

Шифры перестановки 4

Шифры с ключом 4

Основы симметричной криптографии - 34 часа

Уязвимость информации и способы ее защиты 7

5-9 Введение в криптографию 4

класс Математические основы симметричной криптографии 7

Симметричные шифры (шифры замены, шифры перестановки, блочные шифры) 16

Основы несимметричной криптографии - 34 часа

10- Математические основы симметричной криптографии 8

11 Симметричная криптография и ее проблемы 14

класс Математические основы несимметричной криптографии 6

Алгоритмы несимметричной криптографии 6

На рисунке 1 в качестве примера приведен граф, отражающий связь между темами курса «Защита информации» для основного образования.

Передача информации, ее потеря, искажение, хищение

Уязвимость информации и способы ее защиты

Стеганография Кодирование

Введение в криптографию

Графические шиАоы

Шифры замены

Шифры перестановки

Шифры с ключом

Принципы построения шифров замены

Полиби-анский квадрат

История шифрования

Способы защиты информации Основные понятия криптографии Классификация алгоритмов

Клод Шеннон Стойкость криптоалгоритмов

Математические основы симметричной криптографии

Комбинаторика Правило умножения, выборки, перестановки Принципы построения ключей Оценка стойкости алгоритма по длине ключа Двоичная система счисления Ключи в двоичной системе счисления

Симметричные шифры Шифры замены

Би-

граммы

Шифр

Цезаря

Шифр

Виженера

Опе-Time-Pad

Алгоритм Crypto

Шифры перестановки Блочные шифры

Математические основы шифров перестановки

Магические квадраты

Магические

решетки

Принципы построения блочных шифров

ОЕв

Рис 1 Взаимосвязь изучения тем курса «Зашита информации» для основного образования

Для каждого этапа были сформулированы требования к уровню компетентности учащихся после изучения курса «Защита информации».

Начальное образование

1. Уметь находить решение проблемы защиты информации с опорой на личный опыт.

2. Уметь определять уязвимые стороны информации.

3. Уметь применять простейшие алгоритмы криптографии для защиты информации в повседневной жизни.

4. Уметь выбирать алгоритм шифрования для защиты информации конкретного вида.

Основное образование

1. Соблюдать установленные правила при работе с информацией.

2. Уметь работать с информационными ресурсами.

3. Уметь организовывать безопасность собственного информационного пространства, указывая на возможность криптографической защиты данных.

4. Объяснять необходимость использования криптографической защиты данных в заданной ситуации.

5. Уметь выбирать алгоритм шифрования, в зависимости от требований к его стойкости, быстроте и простоте реализации и использовать его для защиты информации.

Среднее (полное) образование

1. Анализировать поставленную проблему, связанную с защитой информации.

2. Уметь применять алгоритмы симметричной и несимметричной криптографии для защиты информации.

3. Уметь выбирать алгоритм шифрования в зависимости от предъявляемых к нему требований и применять его для решения конкретной проблемы защиты информации.

4. Организовывать деятельность по защите информации, применяя комбинированные криптографические алгоритмы.

Для формирования компетентности учащихся в области защиты информации на каждом этапе школьного образования должны применяться учебные проблемные задачи - ситуации. Приведем несколько подобных заданий в качестве примера для среднего (полного) образования.

1. В силу рода своей профессиональной деятельности Вам приходится обмениваться с филиалами Вашей компании финансовыми документами различной степени важности через Интернет. Какими способами возможно обеспечить безопасность передаваемых по сети документов и данных?

2. Все банковские операции являются засекреченными. При снятии денег со счета через банкомат информация о произведенной операции передается в центральное отделение банка. Какой вариант защиты этой информации вы могли бы предложить в подобной ситуации?

3. Вам предложено разработать систему секретной связи для обмена документацией по открытому каналу связи, например, по почте. Что Вы предложите заказчику и как обоснуете именно такой выбор параметров?

Для каждого этапа школьного образования разработана модель деятельности учителя, которая описывает последовательность применяемых методов обучения, рекомендации по организации форм работы учащихся, последова-

тельность предъявления учебного материала и рекомендации по использованию разработанных педагогических программных средств.

Третья глава «Педагогический эксперимент и его результаты» посвящена описанию и анализу организованного и проведенного констатирующего и формирующего эксперимента, а также определению статистической достоверности полученных результатов. Целью констатирующего эксперимента было определение уровня компетентности учащихся в области защиты информации.

В констатирующем эксперименте принимало участие 312 учащихся школ г. Челябинска и челябинской области, а также учащихся колледжа г. Сатка, обучающихся по программе общеобразовательной школы. Констатирующий эксперимент проводился в 2003 - 2004 учебных годах.

При проведении констатирующего эксперимента учащимся предлагалось найти способ решения проблемы, связанной с умением защищать информацию. Сформулированный и предложенный учащимся набор проблемных задач-ситуаций охватывает все стороны защиты информации, что позволяет адекватно судить об уровне информационной компетентности учащихся в области защиты данных.

Исходя из предложенного содержания курса «Защита информации», уточненных уровней компетентности и обоснованных критериев компетентности учащихся в области защиты информации были сформулированы критерии оценивания уровня сформированности компетентности учащихся в области защиты информации, которые представлены в таблице 2.

Формирующий эксперимент проводился в 2004 - 2005 учебном году. Целью данного этапа было внедрение разработанного содержания курса и методики его преподавания в учебный процесс средней школы и колледжа и определение влияния изучения данного курса на изменение уровня информационной компетентности учащихся.

В формирующем эксперименте принимало участие 275 учащихся из 7 школ г. Челябинска и челябинской области и ГОУ СПО «Саткинского горнокерамического колледжа». Кроме этого, в формирующем эксперименте приняли участие 10 человек среди учителей, которые проводили занятия по разработанной нами методике.

После окончания изучения курса с целью выяснения изменений в уровне компетентности учащимся вновь был предложен ряд проблемных заданий для решения. Оценивание уровня компетентности проводилось в соответствии с разработанными критериями (таблица 2).

Таблица 2

Шкала оценивания уровня компетентности учащихся в области защиты информации

Баллы Действия ученика

0 Полное непонимание проблемы, отсутствие решения

1 Предлагается способ решения с опорой на личный опыт или знания, полученные в регулярном курсе информатики.

2 Предлагается не менее двух способов решения проблемы, указывается возможность использования алгоритмов криптографии

3 Предлагается не менее двух способов решения с использованием алгоритмов криптографии, дается обоснование необходимости использования именно криптографическую защиту

4 Дается характеристика проблемы, указываются возможные причины ее возникновения, предлагается не менее двух решений с использованием алгоритмов криптографии

5 Дается характеристика проблемы, указываются возможные причины ее возникновения, предлагается не менее двух решений комбинированным способом с объяснением преимуществ такого решения.

Анализ результатов эксперимента показывает, что только у 9,93% учащихся, что составляет 27 человек, уровень компетентности не изменился. В эту группу входят в основном те учащиеся, чей уровень компетентности изначально был 2 или 3 балла, то есть выше, чем у остальных испытуемых.

Результаты формирующего эксперимента показали, что после изучения курса уровень компетентности учащихся в области защиты информации повысился. Сравнение уровня компетентности до и после изучения курса представлено на рисунке 2.

Баллы

5 классы 6 классы 9 классы 10 классы 11 классы 1 курс 2 курс б курс

Рис. 2. Итоги формирующего эксперимента.

Для подтверждения достоверности полученных данных были использованы два метода статистической обработки экспериментальных данных: критерий знаков (С - критерий) и парный 1-критерий Стьюдента.

Критерий знаков использовался для установления общего направления изменения уровня компетентности учащихся. Для проверки гипотезы о том, что изучение курса «Защита информации» влияет на повышение уровня информационной компетентности учащихся, был использован парный N критерий Стьюдента для каждой группы учащихся, принимавшей участие в эксперименте.

Результаты статистической обработки экспериментальных данных показали, что выдвинутая гипотеза принимается в каждой группе для уровня значимости 0,01.

Проведенный эксперимент свидетельствует о целесообразности изучения курса «Защита информации» в средней школе и колледже и выявил эффективность использования разработанной методики обучения данному курсу.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. В теоретическом плане наиболее исследован вопрос о компетентност-ном подходе к образованию. Установлено, что данный подход базируется на выделении ряда ключевых компетенций (компетентностей), среди которых одной из главнейших ученые называют информационную компетентность. Показано, что одним из важных признаков информационно компетентного человека является способность осуществлять защиту информации при осуществлении повседневной информационной деятельности. Обосновано, что одной из главнейших частей компетентности в области защиты информации являются умения применять в повседневной практической деятельности алгоритмы криптографической защиты данных.

2. Изучение и анализ государственных образовательных стандартов по информатике и ИКТ для всех этапов школьного образования, стандартов для специальностей, связанных с информационной безопасностью и криптографией, а также учебной и учебно-методической литературы по информатике позволили выявить ряд недостатков, основными из которых являются: ограничение рассмотрения защиты информации аппаратными и правовыми аспектами, а также фрагментарное представление учебного материала по криптографической защите данных.

3. Основная роль в содержании разработанного курса «Защита информации» должна отводиться алгоритмам криптографии и их математическим основам. На каждом этапе школьного образования необходимо расширять круг изучаемых криптоалгоритмов (на этапе начального образования - графические и простейшие симметричные шифры; на этапе основного образования - алгоритмы симметричной криптографии, блочные шифры; на этапе полного (среднего) образования - симметричная криптография и ее недостатки, несимметричные

криптоалгоритмы); обучать школьников принципам работы с криптосистемами, реализующими определенные методы шифрования; знакомить с современными методами защиты информации.

4. Разработанная методика формирования компетентности в области защиты информации у школьников основана на систематичном изучении криптографических способов защиты информации, использовании учебных проблемных задач-ситуаций, решение которых позволяет учащимся получить некоторый опыт в области защиты информации, и применении педагогических программных средств (обучающих программ и программной реализации некоторых криптоалгоритмов).

5. Разработанные критерии оценивания уровня компетентности школьников (0 - 5) основаны на конкретизированных в действиях ученика для изучения защиты информации критериях компетентности М. Холстеда и Т. Орджи.

6. Проведенная экспертиза уровня компетентности в области защиты информации среди учащихся основного общего и среднего (полного) общего образования гг. Челябинска, Сатки и Бакала, а также среди учащихся колледжа в 2003 - 2004 гг. показала, что одному из важных составляющих информационной компетентности не уделяется должного внимания в образовательном процессе. Организованный и проведенный педагогический эксперимент показал эффективность применения разработанной методики. Анализ полученных в ходе эксперимента данных дал возможность сделать вывод о том, что изучение вопросов, связанных с защитой данных и обеспечением информационной безопасности положительно влияет на изменение уровня компетентности учащихся в области защиты информации.

Дальнейшее исследование по проблеме может быть осуществлено в следующих направлениях: разработка новых форм и методов изучения различных способов защиты информации, расширение и углубление содержания курса для учащихся школ с информационным или математическим профилем, а также для студентов колледжей со специальностью «информационная безопасность», разработка критериев компетентности в области защиты информации для углубленного изучения информационной безопасности (уровень общего и профессионального образования).

Основное содержание диссертации изложено в публикациях автора:

1. Матрос Д.Ш., Танова Э.В. Изучение элементов криптографии в школе / Информатика и образование. - 2003. - №6. - С. 19 - 27 (авторских 50%).

2. Танова Э.В., Дмитриева O.A., Яковлева O.A. Система защиты информации в локальной сети / Вестник института развития образования и воспитания подрастающего поколения при ЧГПУ. Серия 3. Новые информационные технологии. - 2002. - № 12. - С.126 - 133 (авторских 70%).

3. Танова Э.В. Система защиты информации на основе одноключевых шифров / Вестник ЮУрГУ. - 2002. - С. 8 - 9.

4. Танова Э.В. Факультативный курс «Основы криптографии» для учащихся средней школы.: Тезисы выступлений участников конференции «Информатизация общего и педагогического образования - главное условие их модернизации». - 2004. - С. 54.

5. Матросов В.Л., Жданов С.А., Воронина О.В., Танова Э.В. и др. Использование современных информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе: Учебно-методический комплект для системы педагогического образования / Под общ. ред. A.M. Семибратова. - М.: АПК и ПРО, 2004. - 200 с. (авторских 6%).

Подписано в печать 14 Формат бумаги 60X84 1/16 Бумага для множит ап.

Печать на ризографе Уч-изд лист 1,44 Тир 100 экз Заказ ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» Отдел множительной техники 454080, г Челябинск, пр Ленина, 69

г-

1119478

РНБ Русский фонд

2006-4 17833

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Танова, Элеонора Владимировна, 2005 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. УМЕНИЕ ЗАЩИЩАТЬ ИНФОРМАЦИЮ КАК СОСТАВЛЯЮЩЕЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ

1.1. Значение умения защищать информацию в структуре информа- 13 ционной компетентности учащихся.

1.2. Дидактические основы конструирования содержания курса «Защита информации» для каждого этапа формирования компетентности учащихся в области защиты информации.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ КУРСА «ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ» И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ В ОБЛАСТИ ЗАЩИТЫ ДАННЫХ.

2.1. Методика изучения курса «Защита информации» для формирования компетентности учащихся на этапе начального образования.

2.2. Методика изучения курса «Защита информации» для формирования компетентности учащихся на этапе основного образования

2.3. Методика изучения курса «Защита информации» для формирования компетентности учащихся на этапе среднего (полного) образования

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Констатирующий и поисковый этапы эксперимента.

3.2. Этап формирующего эксперимента.

3.3. Анализ экспериментальных данных.

Выводы по главе 3.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование компетентности в области защиты информации у школьников в процессе обучения информатике"

В настоящее время перед системой образования встает новая проблема - подготовить подрастающее поколение к жизни и профессиональной деятельности в новой, высокоразвитой информационной среде, эффективному использованию ее возможностей и защите электронных информационных ресурсов от негативных воздействий сторонних пользователей.

Среди ключевых компетенций, классификации которых посвящены научные труды И.А. Зимней, Е.Я. Когана, В. Хутмахера, А.В. Хуторского, одной из главных компетенций (компетентностей) называется информационная. Сформированность этой компетентности служит непременным условием успешности любого вида деятельности человека в информационном обществе.

Одной из важных составляющих информационной компетентности является способность человека защищать информацию от посторонних воздействий в процессе осуществления повседневной информационной деятельности. Тем не менее, как показывают исследования И.Е. Васильевой, Т.А. Гудковой, Е.В. Ивановой, О.А. Кизик, Ш. Хьюгс и др., в качестве значимых компонентов информационной компетентности рассматриваются только умения находить и обрабатывать информацию, а необходимость осуществлять ее защиту ограничивается знанием и использованием правовых и этических норм.

В фундаментальных работах в области компетентностного подхода отечественных и зарубежных исследователей Д.А. Иванова, Е.Я. Когана,

Т. Орджи, Дж. Шапиро проблеме формирования информационной компетентности уделяется большое внимание. Однако, несмотря на значительные теоретические результаты, полученные исследователями, методическая проблема формирования компетентности в области защиты информации не нашла своего решения. Анализ работ А.Г. Гейна, В.А. Каймина, А.Г. Кушниренко, Н.В. Макаровой, И.Г. Семакина свидетельствует о том, что школьные учебники по информатике не содержат учебного материала по защите информации, а, следовательно, отсутствуют разработанные методики обучения защите информации в общеобразовательной школе.

Среди диссертационных исследований в области теории и методики обучения информатике рассматривались вопросы формирования информационной компетентности и элементы правовой защиты информации. Однако формирование компетентности в области защиты информации в общеобразовательной школе до настоящего времени не являлось предметом диссертационных исследований, несмотря на то, что компетентность в области защиты информации является весьма значимой для человека, живущего в информационном обществе.

Объект исследования: процесс обучения информатике в общеобразовательной школе.

В соответствии с целью и предметом исследования была сформулирована гипотеза исследования:

2. Обосновать выбор учебного материала по криптографии для конструирования курса «Защита информации».

4. Разработать критерии для оценивания уровня сформированности компетентности учащихся в области защиты информации.

5. Провести педагогический эксперимент с целью проверки эффективности разработанной методики.

Теоретико-методологической основой диссертационного исследования стали работы в области:

• компетентностного подхода к образованию (А.А. Вербицкий, Д.А. Иванов, Е.Я. Коган, В.В. Нестеров, Дж. Равен, И.Д. Фрумин, В. Хут-махер, А.В. Хуторской, Дж. Шапиро, С.Е. Шишов и др.);

• классификации ключевых компетентностей, «информационной компетенции» и «информационной компетентности» (И.Е. Васильева, Т.А. Гудкова, Е.В. Иванова, О.А. Кизик, Н.Х. Насырова, А.В. Хуторской, Ш. Хьюгс, Дж. Шапиро и др.);

• методологии педагогики (Ю.К. Бабанский, Л.Я. Зорина, М.В. Кларин, В.В. Краевский, И.Я Лернер, К.А. Славская и др.);

• защиты информации и информационной безопасности (А.И. Алексенцев, С.Г. Баричев, П. Гаррет, У. Диффи, В. Жельников, Н. Коб-лиц, Д.А. Ловцов, А. Менезес, В. А. Онегов, М.Э. Хеллман, В.В. Ященко и др-);

• математических основ информационной безопасности (М. Айг-нер, Дж. Андерсон, Е. Андреева, Н.Я. Виленкин, Ф. Р. Гантемахер, Н. Коблиц, В.Н. Нефедов, Ф.А. Новиков, В.М. Фомичев и др.);

• обучения информатике в общеобразовательной школе (С.А. Бе-шенков, А.Г. Гейн, А.П. Ершов, В.А. Каймин, А.А. Кузнецов, А.Г. Куш-ниренко, Н.В. Макарова, И Г. Семакин, Н.Д. Угринович);

Для реализации целей и задач исследования использовались методы исследования: теоретический анализ и синтез при исследовании и обобщении психолого-педагогической литературы, анализ учебно-методической, научной и научно-популярной литературы, государственного образовательного стандарта по информатике и ИКТ начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования, сравнительный анализ существующих стандартов, программ, учебников и учебных пособий по информатике для специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», «Информатика и вычислительная техника», «Криптография», педагогический эксперимент, наблюдение, тестирование, статистические методы обработки данных и проверки выдвигаемой гипотезы.

Поставленные цели и задачи определили ход исследования, которое проводилось в три этапа в период 2001 - 2005 гг.

На первом этапе (2001 - 2003гг.) проводилось изучение проблемы формирования информационной компетентности учащихся. Был проведен анализ психолого-педагогической, научной, научно-методической, учебной и методической литературы, сформулирована гипотеза исследования, составлен план опытно-экспериментальной работы. В 2003 году был проведен констатирующий эксперимент для выяснения уровня сформированное™ компетентности учащихся в области защиты информации.

Базой исследования служили МОУ СОШ №№147, 18 г. Челябинска, МОУ СОШ №№8, 12 г. Бакала, МОУ СОШ №№10, 13, 14 г. Сатки, МОУ СОШ №21 поселка Рудничный, ГОУ СПО «Саткинский горнокерамический колледж». Исследованием было охвачено 176 учащихся 5 -11 классов средней школы, а также 99 студентов колледжа.

Научная новизна исследования:

В отличие от диссертационного исследования Е.Г. Изаровой, где рассматриваются элементы организационной защиты информации как один из факторов формирования информационной культуры учащихся, а также исследований В.А. Онегова и Е.В. Суховой, посвященных изучению основ криптографии в начальной школе, в настоящем исследовании разработана и научно обоснована методика формирования компетентности учащихся в области защиты информации на всех этапах школьного образования (начальное общее, основное общее, среднее (полное) общее образование), основанная на изучении методов криптографической защиты данных и направленная на применение полученных учащимися знаний и умений в конкретных жизненных ситуациях при осуществлении повседневной информационной деятельности.

Теоретическая значимость исследования:

2. Сформулированы требования к знаниям и умениям учащихся в области защиты информации.

Учащиеся должны знать/понимать:

• Уязвимые стороны информации, возможные угрозы и необходимость ее защиты.

• Основные способы защиты информации и их характеристику.

• Математические правила, лежащие в основе криптографической защиты информации.

• Принципы построения и работы основных криптоалгоритмов.

• Основные методы атак на защищенную информацию.

Учащиеся должны уметь:

• Давать характеристику различным способам защиты информации.

• Работать с системами защиты информации.

• Выбирать алгоритм защиты информации для решения поставленной задачи.

3. Разработаны критерии оценивания уровня сформированности компетентности учащихся в области защиты информации (на основе конкретизированных критериев компетентности М. Холстеда и Т. Орджи в баллах от 0 до 5).

Практическая значимость исследования:

На защиту выносятся следующие положения:

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, пяти приложений. Общий объем текста диссертации составляет 173 страницы. В текст входит 31 рисунок, 16 таблиц. Библиографический список включает 148 наименований, из них 16 на английском языке.

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

Выводы по главе 3

1. С целью проверки эффективности разработанной методики обучения учащихся защите информации нами был организован и проведен педагогический эксперимент.

2. В 2003 - 2004гг. был организован и проведен констатирующий эксперимент, целью которого было определение уровня сформированно-сти компетентности учащихся в области защиты информации. Проведенная экспертиза среди учащихся школ города Челябинска, Бакала, Сатки, а также среди учащихся колледжа, которые обучаются по программе среднего (полного) общего образования, показала, что уровень компетентности учащихся в области защиты информации является низким. Это позволило говорить о том, что такому важному фактору информационной компетентности, как умение защищать информацию не уделяется должного внимания.

3. Для проведения формирующего эксперимента было разработано содержание курса «Защита информации» для трех возрастных групп (младшей, средней и старшей) и методика обучения учащихся защите информации.

4. Повторное тестирование после окончания изучения курса показало значительный рост уровня компетентности учащихся в области защиты информации, что говорит об эффективности разработанной нами методики.

5. Оценка данных, полученных в ходе проведения эксперимента, с помощью статистических методов показала, что разница в коэффициентах tKp и t3Mn достаточно велика в каждой группе, участвовавшей в эксперименте, что позволило сделать вывод о принятии альтернативной гипотезы для каждой группы.

6. Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что изучение курса «Защита информации» по разработанной нами методики способствует повышению уровня компетентности учащихся в области защиты информации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенного исследования подтверждают выдвинутую нами гипотезу и позволяют сделать следующие выводы:

1. В теоретическом плане наиболее исследован вопрос о компе-тентностном подходе к образованию. Установлено, что данный подход базируется на выделении ряда ключевых компетенций (компетентностей), среди которых одной из главнейших ученые называют информационную компетентность. Показано, что одним из важных признаков информационно компетентного человека является способность осуществлять защиту информации при осуществлении повседневной информационной деятельности. Обосновано, что одной из главнейших частей компетентности в области защиты информации являются умения применять в повседневной практической деятельности алгоритмы криптографической защиты данных.

3. Основная роль в содержании разработанного курса «Защита информации» должна отводиться алгоритмам криптографии и их математическим основам. На каждом этапе школьного образования необходимо расширять круг изучаемых криптоалгоритмов (на этапе начального образования - графические и простейшие симметричные шифры; на этапе основного образования — алгоритмы симметричной криптографии, блочные шифры; на этапе полного (среднего) образования - симметричная криптография и ее недостатки, несимметричные криптоалгоритмы); обучать школьников принципам работы с криптосистемами, реализующими определенные методы шифрования; знакомить с современными методами защиты информации.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Танова, Элеонора Владимировна, Челябинск

1. Айгнер М. Комбинаторная теория. М.: Мир, 1982. - 556 с.

2. Алексенцев А.И. Сущность и соотношение понятий «защита информации», «безопасность информации», «информационная безопасность» / Безопасность информационных технологий. 1999. -№1. - С. 16-20.

3. Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В. Основы криптографии: учеб. пособие для вузов. М.: Гелиос АРВ, 2002. - 480 с.

4. Андерсон Дж. Дискретная математика и комбинаторика. М.: Вильяме, 2003.-960 с.

5. Андреева Е., Фалина И. Системы счисления и компьютерная арифметика: учеб. пособие. М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. - 247 с.

6. Бабанский Ю. К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе. М.: Просвещение, 1985. - 208 с.

7. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса: Методические основы. -М.: Просвещение, 1982. 192с.

8. Бабанский Ю.К. Проблемное обучение как средство повышения эффективности учения школьников. Ростов н/Д, 1970. - 240с.

9. Бабанский Ю.К., Сластенин В.А., Сорокин Н.А. и др Педагогика: учеб. пособие для студентов пед. ин-тов: Под ред. Ю.К. Бабанско-го.-М.: Просвещение, 1988. - 479 с.

10. Бабаш А. В., Шанкин Г.П. История криптографии. М.: Гелиос, 2002. - 325 с.

11. Бабаш А.В., Шанкин Г.П. Криптография. М.: COJIOH-P, 2002. -512с.

12. Баричев С.Г., Гончаров В.В., Серов Р.Е. Основы современной криптографии: Учебный курс. М.: Горячая Линия - Телеком,2001.- 120 с.

13. Баричев С.Г., Гончаров В.В., Серов Р.Е. Основы современной криптографии: учеб. пособие. М.: Горячая Линия - Телеком,2002.- 175с.

14. Бешенков С.А. Школьная информатика: новый взгляд, новый курс / Педагогическая информатика. 1993. - №2. - С.41 - 55.

15. Бешенков С.А., Лыськова В.Ю., Ракитина Е.А. Информация и информационные процессы / Информатика и образование. 1998. -№7. - С. 25 - 30.

16. Болотов В.А., Сериков В.В. Компетентностная модель: от идеи к образовательной программе / Педагогика. 2003. - № 10. - с. 8 -14.

17. Борисов П.П. Компетентностно-деятельный подход и модернизация содержания общего образования / Стандарты и мониторинг в образовании.-2003.-№1.-с. 58-61.

18. Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: учеб. пособие. Минск.: Высшая школа, 1998. - 431с.

19. Варфоломеев А.А., Жуков А.Е., Мельников А.Б., Устюжанин Д.Д. Блочные криптосистемы. Основные свойства и методы анализа стойкости. М.: Изд. МИФИ, 1998. - 200 с.

20. Виленкин Н.Я. Популярная комбинаторика. М.: Наука, 1975. -208 с.

21. Гантемахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1988. - 548 с.

22. Гейн А.Г., Житомирский В.Г., Линецкий Е.В. Основы информатики и вычислительной техники: проб. учеб. для 10-11 кл. общеобра-зоват. учреждений. М.: Просвещение, 1996. - 254 с.

23. Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Юнерман Н.А. Информатика: учеб. пособие для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2000. - 255 с.

24. Горячев А. В. Мы формируем информационно грамотную личность / Информатика и образование. 2002. - №6. - С. 15 - 18.

25. Горячев А. В. О понятии информационная грамотность / Информатика и образование. 2001. - №8. - С. 14 - 16.

26. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление 552800 Информатика и вычислительная техника

27. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление 075600 Информационная безопасность телекоммуникационных систем

28. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление 013200 Криптография

29. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Математические методы в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. М.: Педагогика, 1997. - 136 с.

30. Гудкова Т.А. Информационная компетентность будущего учителя как педагогическая проблема // Материалы конференции «Современные информационные технологии», секция «Технология использования средств ИКТ в учебном процессе системы общего образования»

31. Гырдымов П.А., Зубов А.Ю., Зязин А.В., Овчинников В.Н. Олимпиады по криптографии для школьников / Информатика: еженедельное приложение к газете «Первое сентября». январь 1998. -№4. - 96 с.

32. Дацюк С. Информационная компетентность. Информационное общество // http://xyz.org.ua/~xyz/competence.htmll. 2003. - 19 июня.

33. Дворецкий С.И., Майстренко А.В., Муратова Е.И. Формирование информационной культуры специалиста / Информатика и образование. 2001. - №4. - С. 21 - 31.

34. Диффи У., Хеллмен М.Э. Защищенность и имитостойкость: введение в криптографию. ТИИЭР, 1979. - Т.63, N83. - С. 71 - 109.

35. Днепров Э.Д., Шадриков В.Д. Проект Федерального компонента Государственного Образовательного стандарта общего образования

36. Ершов А.П. Школьная информатика в СССР: от грамотности к культуре. / Информатика и образование. 1987. - №6. - С. 3 - 11.

37. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. М.: ABF, 1997.-336 с.

38. Зимняя И.А. Ключевые компетентности как результативно-целевая основа компетентностного подхода в образовании. М.:

39. Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004.

40. Зимняя И.А. Ключевые компетенции новая парадигма результата образования / Высшее образование сегодня. - 2003. - № 5. - с. 34 -42.

41. Зорина Л.Я. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников. М.: Педагогика, 1978. - 128 с.

42. Иванов Д.А., Митрофанов К.Г., Соколова О.В. Компетентностный подход в образовании. Проблемы, понятия, инструментарий: учеб.-методич. пособие. М.: АПК и ПРО, 2003. - 101 с.

43. Иванов М.А. Криптографические методы защиты информации в компьютерных системах и сетях. М.: Кудиц-образ, 2001. - 363 с.

44. Иванова Е.В. Информационная компетентность учителя в современной школе / Сб. научн. ст. аспирантов. СПб.: НИИХ СпбГУ, 2003-Вып. 1.

45. Иванова Е.В. Формирование информационной компетентности -важнейшая задача профессиональной подготовки учителя / Материалы конгресса конференций «Информационные технологии и образование»

46. Каймин В.А., Щеголев А.Г., Ерохина Е.А., Федюшин Д.П. Основы информатики и вычислительной техники: проб. учеб. пособие для 10-11 кл. сред. шк. М.: Просвещение, 1989. - 272 с.

47. Кан Д. Война кодов и шифров: История четырех тысячелетий криптографии. М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2004. - 528с.

48. Каракозов С.Д. Информационная культура в контексте общей теории культуры личности / Педагогическая информатика. 2000. -№2.-С. 41-55.

49. Кизик О.А. Подходы к структуризации информационной компетентности выпускника профессионального лицея // Электронное издание "Письма в Emissia.Offline: электронный научно-педагогический журнал". СПб., 2003. Art 923. Гос. per. №0320100088

50. Кириллова С. Что такое case-методика и как ее осваивают в Самаре / Первое сентября, 10.01.2004

51. Кларин М.В. Педагогическая технология в учебном процессе: (Анализ зарубежного опыта). -М.: Знание, 1989. 77с.

52. Клиот-Дашинский М. Алгебра матриц и векторов. Л.: Лань, 2001.- 160 с.

53. Коблиц Н. Курс теории чисел и криптографии. М.: Научное издательство ТВП, 2001. - 260 с.

54. Коган Е.Я. Компетентностный подход и новое качество образования. / Современные подходы к компетентностно-ориентиро-ванному образованию: Материалы семинара / Под ред. А.В. Вели-кановой. Самара.: Профи, 2001.

55. Коган Е.Я. Требования и критерии оценивания уровня сформиро-ванности ключевых компетентностей учащихся (для оценки проектной деятельности). Самара, 2003.

56. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года / Вестник образования. 2002. - №6. - с. 11 - 40.

57. Краевский В.В., Лернер И.Я. Теоретические основы содержания общего среднего образования. М.: Педагогика, 1983. - 352с.

58. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. и др. Непрерывный курс информатики (концепция, система модулей, типовая программа) / Информатика и образование. 2005. — №1. - С. 15-25.

59. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. и др. Непрерывный курс информатики (концепция, система модулей, типовая программа) / Информатика и образование. 2005. - №2. - С. 3 - 11.

60. Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Угринович Н.Д., Цветкова М.С. Примерная программа по информатике для XI XII классов общеобразовательной школы / Информатика и образование. - 2002. -№8. - С.16 - 18.

61. Кузнецов А.А., Семенов A.JL, Уваров А.Ю. О проекте концепции образовательной области «Информатика и информационные технологии»

62. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и вычислительной техники: проб. учеб. для сред. учеб. заведений. М.: Просвещение, 1990. - 224 с.

63. Лебедев О.Е. Компетентностный подход в образовании / Школьные технологии. 2004. - № 5. - с. 3 -12.

64. Левин М. Криптография без секретов: руководство пользователя. -М.: Новый ИД, 2005. 320 с.

65. Лернер И .Я. Дидактические основы методов обучения. М.: Педагогика, 1981. - 185с.

66. Ловцов Д.А. Защита информации / Информатика и образование. -1995.-№4.-С. 117-123.

67. Ловцов Д.А. Защита информации в глобальной сети Интернет / Информатика и образование. 1998. - № 5. - С. 101-108.

68. Макарова Н.В. Информатика. 10-11 класс. СПб: Питер Ком, 1999.-304 с.

69. Макарова Н.В. Информатика. 7-9 класс. Базовый курс. Теория. -СПб.: Питер, 2001. 368 с.

70. Макарова Н.В. Информатика. 9 класс. СПб: Питер Ком, 1999. -304 с.

71. Матрос Д.Ш., Танова Э.В. Изучение элементов криптографии в школе / Информатика и образование. 2003. - №6. - С. 19-27.

72. Могилев А.В., Пак Н.И., Хённер Е.К.: под ред. Е.К. Хённера. Информатика: учеб. пособие для студ. пед. вузов. М.: 1999. - 816 с.

73. Монахов В. М. Психолого педагогические проблемы обеспечения компьютерной грамотности учащихся / Вопросы психологии. - 1985. - №3. - С. 14 - 22.

74. Наследов А.Д. Математические методы психологического исследования. Анализ и интерпретация данных: учеб. пособие. -СПб.: Речь, 2004.-392 с.

75. Нестеров В.В., Белкин А.С. Педагогическая компетентность: учеб. пособие. Екатеринбург: Центр «Учебная книга», 2003. - 188 с.

76. Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики: учеб. пособие для студентов вузов. М.: Изд-во МАИ, 1992. - 264 с.

77. Нечаев В.И. Элементы криптографии. Основы теории защиты информации. Высшая школа, 1999. - 112 с.

78. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. СПб.: Питер, 2001.-301 с.

79. Онегов В.А. Электронная цифровая подпись и приемы хеширования / Информатика и образование. 2003. - 31. - С. 33 - 39.

80. Онегов В.А. Элементы теории шифрования / Информатика и образование. 2001. - №9. - С. 32 - 38

81. Панасенко С. Современные алгоритмы шифрования / BYTE/Россия. 2003. - № 8.

82. Петров А. Профессиональная компетентность: понятийно-терминологические проблемы / Альма матер вестник Высшей школы. 2004. - №10. - с. 6 - 10.

83. Пинский А.А. Ключевые компетенции как образовательный результат: подход с позиций образовательной политики // Современные подходы к компетентностно-ориентированному образованию: Материалы семинара / Под ред. А.В. Великановой. Самара.: Профи, 2001.

84. Пинский А.А. Ключевые компетенции: философский подход и политическое решение // Современные подходы к компетентностноориентированному образованию: Материалы семинара / Под ред. А.В. Великановой. Самара.: Профи, 2001.

85. Примерная программа основного общего образования по информатике и информационным технологиям / Министерство образования РФ // Информатика и образование. 2004. - №4. - С. 10 -17.

86. Примерная программа среднего (полного) образования по информатике и информационным технологиям. Базовый уровень / Министерство образования РФ // Информатика и образование. 2004.- №4. С. 20-25.

87. Примерная программа среднего (полного) образования по информатике и информационным технологиям. Профильный уровень / Министерство образования РФ // Информатика и образование. 2004. - №4. - С. 29 - 34.

88. Равен Дж. Компетентность в современном обществе. М.: Когито-центр, 2002. - 396 с.

89. Райхерт Т.Н., Хеннер Е.К. Место теории информации в подготовке учителей информатики / Информатика и образование. 1999. -№2.-С. 32-38.

90. Ростовцев А.Г., Маховенко Е. Введение в криптографию с открытым ключом. СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2000. - 336 с.

91. Рябченко А.Н. Образовательное пространство дополнительного образования как среда развития социокультурных компетенций у подрастающего поколения. Ростовская область, Красный Сулин.- 2004.

92. Саломаа А. Криптография с открытым ключом. М.: Гелиос, 1997.- 260 с.

93. Семакин И.Г., Залогова JI.A., Русаков С.В. и др. Информатика. Базовый курс для 7-9 классов. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.-384 с.

94. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика. Задачник-практикум в 2т.: Том 1. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000. - 304 с.

95. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. СПб.: ООО «Речь», 2001. - 350 с.

96. Славская К.А. Мысль в действие / Психология мышления. - М, 1968.-С.ЗЗ.

97. Ю2.Сластенин В.А., Исаев И.Ф., Шиянов Е.Н.: Под ред. В.А. Сласте-нина Педагогика: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 576 с.

98. Соболева Т. А. История шифровального дела в России. М.: ОЛ-МА-ПРЕСС-Образование, 2002. - 450 с.

99. Соболева Т. А. Тайнопись в истории России. М.: Международные отношения, 1994. - 346 с.

100. Спесивцев А.В. и др. Защита информации в персональных компьютерах. М.: Радио и связь, 1992 - с. 140-149.

101. Стандарт начального общего образования по технологии /Федеральный центр образовательного законодательства, 2004г. // rhttp://www.lexed.ru/standart/standart/l/05 nsh uchebnie predmeti.ht mi.

102. Стандарт основного общего образования по информатике и ИКТ / Российский общеобразовательный портал // rhttp://www.school.edu. ru/dok edu.aspl.

103. Стандарт среднего (полного) образования по информатике и информационным технологиям. Базовый уровень / Российский общеобразовательный портал // http://www.school.edu.ru/ dok edu.asp.

104. Стандарт среднего (полного) образования по информатике и информационным технологиям. Профильный уровень / Российский общеобразовательный портал // http://www.school.edu.ru /dok edu.asp.

105. Столяров Н.В. Понятие, сущность, цели и значение защиты информации // http://www.sec4all.net/infoprot-gll.htmn. 2003. - 18 июня.

106. Ш.Сухова Е.В. Изучение криптографии на уроках информатики / Информатика и образование. 2003. - №3. - С. 33 - 42.

107. Танова Э.В. Система защиты информации на основе одноключе-вых шифров / Вестник ЮУрГУ. 2002. - С. 8 - 9.

108. ПЗ.Танова Э.В. Факультативный курс «Основы криптографии» для учащихся средней школы / Тезисы выступлений участников конференции «Информатизация общего и педагогического образования главное условие их модернизации». - 2004. - С. 54.

109. Танова Э.В., Дмитриева О.А., Яковлева О.А. Система защиты информации в локальной сети / Вестник института развития образования и воспитания подрастающего поколения при ЧГПУ. Серия 3. Новые информационные технологии. 2002. - № 12. - С. 126 -133.

110. Угринович Н. Д. Программа непрерывного курса информатики для средней школы / Информатика и образование. 1993. - №1. - С. 3 -7.

111. Фомичев В.М. Дискретная математика и криптология: Курс лекций. М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 397 с.

112. Фрумин И.Д. За что в ответе? Компетентностный подход как естественный этап обновления содержания образования / Учительская газета № 36, 2002.

113. Хеннер Е.К., Шестаков А.П. Информационно-коммуникационная компетентность учителя: структура, требования и система измерения / Информатика и образование. 2004. - №12. - С. 5 - 9.

114. Холстед М., Орджи Т. Ключевые компетенции в системе оценки Великобритании / Серия «Компетентностно-ориентированный подход к образованию: образовательные технологии». Выпуск 1. -Самара.: Профи, 2001.

115. Холстед М., Орджи Т. Ключевые компетенции в системе оценки Великобритании // Современные подходы к компетентностно-ориентированному образованию: Материалы семинара / Под ред. А.В. Великановой. Самара.: Профи, 2001.

116. Хуторской А.В. Ключевые компетенции как компонент личност-но-ориентированной парадигмы образования / Народное образование. 2003. - №2. - с. 58 - 64.

117. Хуторской А.В. Ключевые компетенции. Технология конструирования / Народное образование. 2003. - №- 5. - С.55-61.

118. Чуракова О.В., Фишман И.С. Ключевые компетенции как результат общего образования. Метод проектов в образовательном процессе. Дидактические материалы для обучения педагогов. Вып. 1, Самара, 2002.

119. Шеннон К. Э. Теория связи в секретных системах. В кн.: Шеннон К. Э. Работы по теории информации и кибернетике. М.: ИЛ, 1963, с.243-332.

120. Шеннон К.Э. Математическая теория связи. В кн.: Шеннон К.Э. Работы по теории информации и кибернетике. М.: ИЛ, 1963, с.243-332.

121. Шишов С.Е., Агапов И.Г. Компетентностный подход к образованию как необходимость / Мир образования образование в мире. - 2001. -№ 4. - С. 8 - 19.

122. Шишов С.Е., Агапов И.Г. Компетентностный подход к образованию: прихоть или необходимость? / Стандарты и мониторинг образования. 2002. - №2. - с. 58 - 62.

123. Шишов С.Е., Кальней В.А. Мониторинг качества образования в школе. М.: Педагогическое общество России, 1999. - 320 с.

124. Шнайер Б. Прикладная криптография: Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. М.: Триумф, 2003. - 815 с.

125. Юннерман Н.А. Программа факультативного курса «Основы компьютерной грамотности» / Информатика и образование. 1994. -№2. - С.48 - 49.

126. Ященко В.В. Введение в криптографию. 3-е издание, доп. - М.: МЦНМО: «ЧеРо», 2000г. - 386 с.

127. ACRL Information Literacy Web Site // fhttp://www.ala.org/ala/acrl/ acrlissues/acrlinfolit/infolitstandards/standardstoolkit.html. 2003. -10 ноября

128. Bloom B. (Ed.) Taxonomy of educational goals. V.l - 2. - N.Y., 1964.

129. Bloom B. (Ed.) Taxonomy of educational objectives. The classification of educational goals. V.l - 2. -N.Y., 1964.

130. Boneh D. Ten Ideas in Computer Security and Cryptography // rhttp://crypto.stanford.edu/~dabo/cs5 5N/1. 2003. - 10 ноября.

131. Cohen F. «А Short History of Cryptography» // rhttp://www.all.net/books/ ip/Chap2-1 .htmll. 2003. - 26 сентября.

132. Damgard I. Introductory Course in Cryptography // http://www.daimi.au.dk/~ivanycrvpto.htmn. 2004. - 10 ноября.

133. Diffie W. First Ten Years of Public-Key Cryptography / W. Diffie // IEEE. 1988. - V. 76 - №5. - p. 560 - 577.

134. Garrett P. «Making, Breaking Codes: An Introduction to Cryptology»/ P. Garrett. London et al.: Prentice Hall, 2001. - 524 p.

135. Hutmacher Walo. Key competencies for Europe//Report of the Symposium Berne, Switzezland 27-30 March, 1996. Council for Cultural Cooperation (CDCC) //Secondary Education for Europe Strasburg, 1997.

136. Jeremy J. Shapiro Enlightenment proposals for a new curriculum / Jeremy J. Shapiro, Shelley K. Hughes // EducomReview. 1996. - Volume 31, Number 2, p. 27 - 34.

137. Jeremy J. Shapiro Information Literacy as a Liberal Art / Jeremy J. Shapiro, Shelley K. Hughes // Educom Review. V. 3.2. - 2001. - P. 46 - 60.

138. Kahn D. The codebreakers. / D. Kahn. Mc Millan, N.-Y., 1967.

139. Melton H. Keith The ultimate spy book. / H. Keith Melton. N.-Y., 1992.

140. Menezes A., «Handbook of Applied Cryptography»/ A. Menezes, P. van Oorschot, S. Vanstone. CRC Press, 1996. - 816 p.

141. OCR, Recognizing achievement, Oxford Cambridge and RSA Examinations

142. W. Diffie and M.E. Hellman, «New directions in cryptography». -IEEE Trans. Informat. Theory, vol. 1 T 22, pp.644 - 654, Nov. 1976.