Разработка учебных курсов по информатике для различных специальностей.

На основе приведенных выше положений метамодели обучения информатике в высшей школе автором настоящего исследования совместно с коллегами, принимавшими участие в педагогическом эксперименте было разработано много учебных курсов. Среди них:

q для специальности 010100 - учитель математики, общекультурный цикл: "Информатика";

q для специальности 030100 - учитель информатики, пред­метный цикл: "Программное обеспечение ЭВМ", "Вычисли­тельная техника", "Информационные системы";

q для специальности 071900 - информационные системы в экономике, цикл общих естественно-научных дисциплин: "Информатика", цикл общепрофессиональных дисциплин: "Вычислительные машины, сети и системы телекоммуника­ций", "Основы алгоритмизации и языки программирова­ния", цикл специальных дисциплин: "Базы данных и зна­ний", "Разработка и применение ППП в экономике";

q для специальности 060400 - финансы и кредит, цикл об­щих естественно-научных дисциплин: "Информатика и ос­новы программирования";

q для специальности 012500 - география, цикл общих есте­ственно-научных дисциплин: "Информатика", "Новые ин­формационные технологии в учебном процессе";

q для специальностей 030600 - технология и предпринима­тельство, 031000 - педагогика и психология, 021100 - юриспруденция, 030200 - естествознание, 032000 - кор­рекционная педагогика и специальная психология, 040400 - стоматология, 040100 - лечебное дело, 020700 - исто­рия, 021700 - филология, цикл общих естественно-научных дисциплин: "Математика и информатика".

Некоторые материалы по этим курсам изложены в наших учебных пособиях и монографиях [29, 30, 216, 244, 276, 279, 280, 285, 303]. Следует заметить, что указанные выше учебные курсы являются стандартными согласно ГОС ВПО. Следовательно, их содержание и формы в значительной сте­пени регламентируются. Целесообразнее показать применение нашей метамодели на примере спецкурсов. Рассмотрим два из них - "Современные технологии разработки ПО" и "Информационная культура современного специалиста".

Спецкурс "Современные технологии разработки ПО" читался нами в 1997-1999 годах студентам 4 и 5 курсов РГПУ и ЛГОУ - будущим специалистам в области информационных систем в экономике, учителям математики и информатики. В РГПУ на курс было отведено 24 часа, в ЛГОУ - 72 часа.

Спецкурс "Информационная культура современного специалиста" читался нами в 1994-1999 годах в ЛГОУ студентам 4 и 5 курсов различных специальностей, аспирантам, преподавателям и сотрудникам. Спецкурс читался на отделении компьютерной грамотности факультета дополнительных профессий при Информационно-телекоммуникационном центре ЛГОУ. На курс было отведено 240 часов.

Уровень 1 (метауровень) разработки курсов

Рассматривается разработка моделей курсов в виде рабочих программ и инструментария для моделирования занятий, предусмотренных этими программами. В основу эталонной модели мы положили деление информатики на brainware, software (ПО), hardware (ТС). Академик А.А. Дородницын, автор понятия brainware, понимал brainware как алгоритмические средства. Учитывая особенности развития современной информатики, мы в эталонной модели придали brainware более широкий смысл - фундаментальные теории информатики. Теперь следует решить вопрос о приложении понятий brainware, software, hardware нашей эталонной модели к рассматриваемым курсам. Это определит ориентацию на соответствующие профили уровней 2-4.

Поскольку существует множество определений слова "технология", которые не полностью соответствуют друг другу, мы проведем лингвистический и синтаксический анализ этого слова для уточнения его смысла. Слово "технология" включает два слова, пришедшие к нам из Древней Эллады. Это "техне" - искусство, мастерство и "логос" - слово. Таким образом, "технология" - это описание какого-либо искусства или мастерства.

Описание современного искусства разработки ПО - это brainware. Однако реализация этого искусства зависит от software (ИПО) и hardware. Особенностью ИПО является необходимость владения большим количеством фундаментальных идей информатики для работы с ним. Следовательно, модель курса "Современные технологии разработки ПО" будет в большей степени ориентирована на brainware. Здесь software и hardware - лишь средства. Заметим, однако, что наличие современного визуального ИПО несколько смещает ориентацию в сторону software. Функционирование визуального ИПО и разработанного на его базе ПО накладывает дополнительные требования на ТС, что смещает ориентацию и в сторону hardware.

В курсе "Информационная культура современного специалиста" цель заключается в достижении адекватного уровня владения и brainware, и software, и hardware, а преимущественная ориентация может быть различной у разных разделов курса. В эталонную модель следует добавить понятие ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ. "Толковый словарь по информатике" Першикова В.И., Савинкова В.М. определяет информационную культуру как "уровень информатизации, степень его освоения и качество использования человеком, владение методами и средствами информатики" [211, c.174]. В рамках объектно-ориентированной терминологии "информационная культура" - наследник понятия КУЛЬТУРА. "Словарь русского языка" Ожегова С.И. определяет культуру как "совокупность достижений человечества в производственном, умственном и общественном отношении" [195, c.268]. В работе [12, c.43] цитируется определение: "КУЛЬТУРА - это достижение личностью некоторой гармонии, дающей ей социально-устойчивую, продуктивную включенность в общественную жизнь и труд, а также личностно-эмоциональный комфорт." (Газман О.С.)

На основании приведенных выше определений можно построить диаграмму классов (Рисунок 4.1), определяющую ИНФОРМАЦИОННУЮ КУЛЬТУРУ СПЕЦИАЛИСТА. Из рисунка видно, что ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА - это совокупность информационных достижений человечества в различных областях во взаимосвязи с другими его достижениями (они наследуются от класса КУЛЬТУРА). ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА СПЕЦИАЛИСТА наследуется от ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ и дополнительно включает степень освоения, качество использования и владение методами ИТ для выяснения соответствия с ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРОЙ.

В остальном система дидактических понятий этих курсов полностью согласуется с описанной выше эталонной моделью обучения информатике в высшей школе.

Уровень 2 (целевой) разработки курса "Современные технологии разработки ПО"

Для выработки системы целей разобьем курс на 3 блока - brainware, software, hardware. Учтем также, что данный курс относится к блоку специальных дисциплин для специальностей 010100, 030100, 071900. Тогда в материалах спецификаций по уровню 2 можно найти следующие цели:

Рисунок 4.1. Диаграмма классов для понятия ИНФОРМАЦИОННАЯ КУЛЬТУРА СПЕЦИАЛИСТА

Из материалов спецификации 2.1.1. (Общее описание системы фундаментальных целей обучения информатике в высшей школе) выбираем цели из предлагаемых для типов 1, 2, 3 (см. стр. 166):

q умение организовать свой труд с применением современных ИТ;

q... иметь представление... об информации, методах ее... обработки... иметь опыт использования возможностей различных ТС и ПО ЭВМ;

q умение строить и использовать различного вида математические и информационные модели для изучения различных явлений, их качественного и количественного анализа;

q в областях общепрофессиональных и специальных дисциплин знать и уметь использовать соответствующие современные ТС и ПО ЭВМ, иметь представление о перспективных ТС и ПО ЭВМ для этих областей;

q умение использовать ИТ для решения задач на определение оптимальных соотношений параметров различных систем в данной профессиональной сфере;

q умение использовать для решения своих профессиональных задач методы информатики и других изученных наук.

q учитывая необходимость опережающего образования, курс должен с учетом фазы коммуникации.

Из материалов спецификации 2.1.2. (Общее описание системы целей обучения фундаментальным теориям информатики в высшей школе) (см. стр. 172). Обучение методологии современной информатики:

q с целью обеспечения дальнейшего прогресса информатики, в т.ч. software...;

q с целью обеспечения преемственности знаний и умений по отношению к быстро меняющимся software и hardware.

Из материалов спецификации 2.2.1. (Общее описание системы целей обучения ПО ЭВМ в высшей школе) выбираем положения Б и Д:

q Необходимы знания, умения и навыки эффективного использования ПО ЭВМ общего назначения (... ИПО) в своей профессиональной деятельности. Особо важную роль здесь играет ППО ОН.

q Необходимы умения и навыки работы с наиболее распространенным на рабочих местах и в быту в данное время ПО ЭВМ общего назначения (... ИПО), знания, обеспечивающие преемственность при возможном переходе к использованию другого ПО. Уровень этих знаний умений и навыков должен обеспечить целесообразную степень автономности специалиста при использовании ПО ЭВМ на рабочем месте и в быту.

Добавим, что студенты старших курсов, для которых предназначался курс, за время учебы в вузе неплохо научились классическому программированию вычислительных задач на языках Pascal и Basic. Однако такого программирования на реальных рабочих местах уже нет. Системы программирования Turbo Pascal, Quick Basic и другие, не поддерживающие стандартно ни графического, ни событийно-ориентиро­ванного, ни интерфейса мыши соответствовали ОС MS DOS, которая тоже не имела стандартной поддержки этих интерфейсов. А сейчас на рабочих местах повсеместно используются ОС со стандартной поддержкой этих интерфейсов, чаще всего это ОС семейства Windows. В среде этих ОС никакое другое программирование кроме визуального, объектно-ориентированного, событийно-ориентированного не целесообразно.

Объектно-ориентированное программирование требует от программиста специального объектно-ориентированного мышления, более абстрактного, чем классическое алгоритмическое. Более высокий уровень абстракции необходим также на стадии анализа и проектирования ПО. Так появились дисциплины - объектно-ориенти­рованный анализ и объектно-ориентированное проектирование. Их цель - построение объектной модели. Допустима автоматизация построения объектной модели при помощи специального ПО - CASE-систем.

Кроме того, можно существенно повысить эффективность работы в интерактивных средах (таких, например, как MS Office), если пользоваться встроенными в эти среды так называемыми сценарными языками программирования.

Наличие таких мощных средств разработки ПО обострило проблему обеспечения надежности ПО на стадии разработки. Существует много научных работ по обеспечению надежности анализа, проектирования и программирования. Выходом являетя разработка ПО в рамках открытых специкаций, т.е. метамоделирование на основе методологии открытых систем.

Разработанное ПО может функционировать только в рамках АПК, который может быть синтезирован из составляющих с использованием принципов системной интеграции. При этом ПО также как и ТС считаются составляющими комплекса.

Таким образом, по части brainware целью является понимание студентами основных принципов разработки современного ПО, а также того, что метамоделирования на основе методологии открытых систем, объектно-ориентированная методология и методология системной интеграции являются ядром современной теоретической информатики.

По части software целью является приобретения студентами знаний и умений работы с современным ИПО - визуальными, объектно-ориентированными, событийно ориентированными системами программирования, со сценарными системами программирования, с CASE-системами и т.п.

По части hardware целью является использование системной интеграции для синтезирования АПК для работы с разработанным ПО.

Заметим, что в настоящее время данный курс имеет целью людей, обладающих алгоритмическим мышлением переучить на мышление объектно-ориентированное. А в очень скором будущем предстоит сразу учить объектно-ориентированному мышлению всех, и студентов, и школьников, и с самого начала. Поскольку ОС типа MS-DOS и системы программирования типа Turbo Pascal становятся анахронизмом. Вопрос о том, как учить объектно-ориентированному мышлению сразу рассматривается в наших работах [2, 278, 281, 288, 292, 298, 300, 301, 313].

Уровень 3 (содержательный) разработки курса "Современные технологии разработки ПО"

При планировании содержания используем материалы спецификаций процессуального уровня:

q содержание обучения - это модель исходных научных знаний, отличающаяся от оригинала;

q различение главного, второстепенного и побочного в содержании обучения;

q минимизация второстепенного и побочного в содержании для увеличения степени наглядности обучения;

q применение принципов структурного программирования к планированию содержания обучения;

q применение способа концентрического планирования содержания обучения;

q применения дидактического аналога системной интеграции к планированию содержания обучения.

Тематически курс состоит из следующих разделов и тем:

Раздел 1. Общие сведения о технологиях разработки ПО.

Раздел относится в основном к brainware. Изучается методология современной информатики (объектно-ориентиро­ванная методология, методология открытых систем, методология системной интеграции) как основа современных технологий разработки ПО. Фрагменты отдельных тем, посвященные реализации изучаемой методологии, относятся к hardware.

Тема 1.1. Этапы жизненного цикла ПО.

Системный анализ. Проектирование. Программирование. Тестирование. Сопровождение. Спиральная модель жизненного цикла ПО. Процедуры создания надежного ПО. Объектно-ориентированный подход к разработке ПО. Особенности подхода корпорации Microsoft к разработке ПО.

Тема 1.2. Объектно-ориентированный анализ.

Объекты и классы в информатике. Выявление классов и объектов (классический подход, анализ поведения, анализ предметной области, анализ вариантов, CRC-карточки). Методология классификации (классическая категоризация, концептуальная кластеризация, теория прототипов).

Тема 1.3. Предшественники объектно-ориентированного проектирования.

Software Ingeneering. Декомпозиция. Метод проектирования сверху вниз. Управление проектами. Сетевые графики. Структурные схемы проектов и алгоритмов.

Information Engeneering. Предметная область и ее модель. БД, СУБД, БнД. Иерархическая, сетевая и реляционная модели БД. Оптимизация БД. Нормальные формы отношений.

Проектирование систем ИИ. Факты, правила и вывод. Метод фреймов. Метод семантических сетей. Виды систем ИИ: ЭС, БЗ, СУБЗ. Пустые ЭС.

Тема 1.4. Основы системологии и метамоделирования.

Понятие системы. Элементы системы: внешняя среда, цели, ограничения, ресурсы, структура, функции, продукты. Стратифицированные системы. Понятие метамоделирования. Метамоделирование на основе: формализации; аппроксимации; обобщения; исследования изменения состояния. Двумерная структура современного научного знания. Метамоделирование как основа методологии наук второго измерения. Информатика как системообразующая наука.

Тема 1.5. Объектно-ориентированное проектирование.

Статическая и динамическая, логическая и физическая объектные модели. Диаграммы классов. Диаграммы состояний и переходов. Диаграммы объектов. Диаграммы взаимодействия. Диаграммы модулей. Диаграммы процессов. Контрактное объектно-ориентированное проектирование. CASE-технологии.

Тема 1.6. Методология открытых систем в информатике.

Определение и примеры открытых систем. Свойства открытых систем: расширяемость/масштабируемость; мобильность/переносимость; интероперабельность; дружественность. Фактические и юридические стандарты. Собственные системы. Закрытые системы. Стратифицированные метамодели. Эталонная модель. Профили. Открытые спецификации. Промежуточное ПО. Метамодели распределенного ПО CORBA и DCOM. Объектно-ориентированная технология проектирования открытых систем на основе метамоделирования.

Тема 1.7. Методология системной интеграции в информатике.

Программно-техническая конфигурация и конфигурационные элементы. Виртуальные элементы. Взаимообуславливающее функционирование. Обслуживающее и поддерживающее окружение элемента. Базовые элементы. Конфигурационные слои. Применение методологии системной интеграции для синтеза АПК по заданным требованиям.

Раздел 2. Объектно-ориентированное программирование и CASE-технологии.

Раздел относится в основном к software. Фрагменты отдельных тем относятся к hardware. Раздел посвящен изучению средств software и hardware для реализации современных технологий разработки ПО.

Тема 2.1. Особенности объектно-ориентированного программирования на Visual Basic.

Три поколения языка Basic. Объектовые типы данных и тип Variant. Виды получаемых приложений: Standart Exe; Active X Dll; Active X Exe; Active X Control; Active X Document Dll; Active X Document Exe. Приложение, управляющее одной формой. Приложение, управляющее несколькими формами. Работа с динамическими библиотеками. Разработка элементов управления Active X.

Тема 2.2. Visual Basic и ППП MS Office.

Понятие о сценарном программировании и его применении. Visual Basic for Application (VBA) как язык сценарного программирования. VBA в среде MS Excel. VBA в среде MS Access. VBA в среде MS Word. Связывание различных приложений: технология OLE Automation.

Тема 2.3. Visual Basic Script и Visual Basic в сетях Internet-Intranet.

Visual Basic Script (VBS) и Java Script (JS) как сценарные языки Internet-Intranet. Редактор html-страниц Front Page Express: создание страницы; вставка на страницу VBS-сценариев и Active X элементов управления. Использование MS Internet Explorer для просмотра html- страниц и приложений типа Active X Document.

Тема 2.4. Особенности объектно-ориентированного программирования на Visual J++.

Особенности Java-технологий: надежность; встраиваемость; многоплатформенность; сетевые применения. Java-приложения и Java-апплеты. Поддержка системой Visual J++ технологий DCOM, Active X, Java-технологий. Основы синтаксиса Java. Простое консольное Java-приложение. Простейшее Windows-приложение на Visual J++. Использование мастера приложений Visual J++. Работа с динамическими библиотеками и управляющими Active X элементами.

Тема 2.5. Особенности Java Script и Java в сетях Internet-Intranet.

Разработка JS-сценария и Java-апплета. Редактор html-страниц Front Page Express: создание страницы; вставка на страницу JS-сценариев и Java-апплетов. Использование MS Internet Explorer для просмотра html- страниц.

Тема 2.6. Особенности объектно-ориентированного программирования на Delphi и Visual C++.

Сравнительный анализ различных объектно-ориентирован­ных систем программирования. Особенности разработки приложений в средах Delphi и Visual C++. Разработка простейших Windows-приложений в средах Delphi и Visual C++.

Тема 2.7.Компьютерное обучение и мультимедийные оболочки.

Использование мультимедийных оболочек для создания электронных энциклопедий, презентационных и обучающих систем. Виды мультимедийных оболочек: специализированные редакторы мультимедийных документов (MS Front Page, MS Power Point); авторские оболочки (Сценарий-W; Macromedia Action; Hyper Card; Multimedia Toolbook; Hyper Method; HM-Card). MS Power Point: создание презентации линейной структуры; использование VBA для создания презентации сложной алгоритмической структуры.

Тема 2.8. CASE-система Visual Modeler.

Связь систем Visual Basic (VB), Visual C++, Visual Modeler (VM) в пакете ИПО MS Visual Studio. Загрузка тестового примера в систему VM. Синхронизация систем VM и VB. Кодогенерация.

Уровень 2 (целевой) разработки курса "Информационная культура современного специалиста"

Для выработки системы целей аналогично предыдущему разобьем курс на 3 блока - brainware, software, hardware. Учтем также, что данный курс относится к блоку общекультурных дисциплин, который предназначен для студентов и аспирантов всех специальностей ЛГОУ, а также для преподавателей, сотрудников и т.п. В соответствии с этим в материалах спецификаций по уровню 2 можно найти следующие цели:

Из материалов спецификации 2.1.1. (Общее описание системы фундаментальных целей обучения информатике в высшей школе) выбираем цели из предлагаемых для типов 1 и 2 (см. стр. 166):

q умение организовать свой труд с применением современных ИТ;

q умеение приобретать новые знания при помощи современных образовательных ИТ;

q в области математики и информатики как общих естественно-научных дисциплин иметь представление о математическом моделировании, об информации, методах ее хранения, обработки и передачи, иметь опыт использования возможностей различных ТС и ПО ЭВМ;

q умение строить и использовать различного вида математические и информационные модели для изучения различных явлений, их качественного и количественного анализа;

q готовность к работе над междисциплинарными проектами с применением современных ИТ различного назначения.

q учитывая необходимость опережающего образования, курс должен с учетом фазы коммуникации.

Из материалов спецификации 2.1.2. (Общее описание системы целей обучения фундаментальным теориям информатики в высшей школе) - см. стр. 172:

q Обучение методологии современной информатики с целью обеспечения преемственности знаний и умений по отношению к быстро меняющимся software и hardware.

Из материалов спецификации 2.2.1. (Общее описание системы целей обучения ПО ЭВМ в высшей школе) выбираем положения Г и Д:

q Требование владения ПО ЭВМ общего назначения (СПО, ППО ОН, ИПО) на уровне, необходимом для успешного решения задач типов 1 и 2 (см. материалы спецификации 2.1.1).

q Необходимы умения и навыки работы с наиболее распространенным на рабочих местах и в быту в данное время ПО ЭВМ общего назначения (СПО, ППО ОН, ИПО), знания, обеспечивающие преемственность при возможном переходе к использованию другого ПО. Уровень этих знаний умений и навыков должен обеспечить целесообразную степень автономности специалиста при использовании ПО ЭВМ на рабочем месте и в быту.

Из материалов спецификации 2.3.1. (Общее описание системы целей обучения ТС ЭВМ в высшей школе) выбираем положения Г и Д:

q Требование знаний, умений и навыков владения комплексами ПК как наиболее распространенными на уровне, необходимом для успешного решения задач типов 1 и 2 (см. материалы спецификации 2.1.1).

q Необходимы умения и навыки работы, обслуживания и синтеза комплексов ПК распространенных в данное время на рабочих местах и в быту, знания, обеспечивающие преемственность при возможном переходе к другим комплексам ПК. Уровень этих знаний умений и навыков должен обеспечить целесообразную степень автономности специалиста при использовании ПК на рабочем месте и в быту.

Добавим, что большинство обучаемых по данному курсу уже проходили информатику в средней школе и изучали ее в вузе в объеме 50-100 часов. Вместе с тем, они не считают, что их личная степень освоения ИТ, качество использования ИТ, владение методами ИТ соответствует уровню информационной культуры современного общества. Эти люди сознательно и добровольно пришли прослушать спецкурс, чтобы повысить уровень своей информационной культуры.

По части brainware целью является понимание обучаемыми, что в основе современной информатики лежит метамоделирование в соответствии с ее собственной методологией, включая методологию открытых систем, объектно-ориентированную методологию, методологию системной интеграции.

По части software целью является приобретения студентами знаний и умений работы с современным СПО, ППО, ИПО включая сетевые средства. Необходимость изучения ИПО обусловлена целью достижения целесообразного уровня автономности специалиста. Программирования, которое они изучали в школе, обучаемые, как правило, совсем не помнят. Таким образом, мы вынуждены были проводить эксперименты по обучению объектно-ориентированному мышлению без опоры на алгоритмическое.

По части hardware главной целью является использование системной интеграции для синтезирования персональных АПК под наиболее распространенные в современном обществе пользовательские цели.

Уровень 3 (содержательный) разработки курса "Информационная культура современного специалиста"

При планировании содержания аналогично предыдущему курсу используем материалы спецификаций процессуального уровня:

q содержание обучения - это модель исходных научных знаний, отличающаяся от оригинала;

q различение главного, второстепенного и побочного в содержании обучения;

q минимизация второстепенного и побочного в содержании для увеличения степени наглядности обучения;

q применение принципов структурного программирования к планированию содержания обучения;

q применение способа концентрического планирования содержания обучения;

q применения дидактического аналога системной интеграции к планированию содержания обучения.

Тематически курс состоит из следующих разделов и тем:

Раздел 1. Основы фундаментальных теорий информатики (brainware).

Раздел рассматривает информатику как фундаментальную область знаний и системообразующую науку в современном обществе.

Тема 1.1. Информатика в современном обществе.

Информационное общество и его приоритеты. Понятие об информационной культуре. Информатика как фундаментальная область знаний и системообразующая наука. Области информатики brainware, hardware, software. История развития информатики.

Тема 1.2. Измерение и кодирование информации.

Статистический, технический, смысловой подход к измерению информации. Двоичное кодирование чисел, текста, графики, звука, команд программы.

Тема 1.3. Методология современной информатики.

Информатика как современная наука. Метамоделирование. Стратифицированные метамодели. Открытые системы. Объектно-ориентированный подход. Системная интеграция.

Раздел 2. Изучение ТС ЭВМ (hardware).

Раздел рассматривает разнообразные ТС ЭВМ как средства решения конкретных задач современного человека.

Тема 2.1. ПК как комплекс ТС под конкретные требования.

Виды ЭВМ. Архитектурные направления ЭВМ. IBM-совместимые ПК. ПК как комплекс стандартных ТС. Виды распространенных требований к ПК современного пользователя.

Тема 2.2. Основная конфигурация ПК.

Зависимость основной конфигурации ПК от времени. Монитор, клавиатура, мышь, системный блок: корпус с блоком питания, процессор, материнская плата, оперативная память, винчестер и т.д.

Тема 2.3. Периферийные устройства.

Устройства питания: фильтры, источники бесперебойного питания. Сетевые ТС: факс-модемы, сетевые платы, концентраторы. Звуковые и видеоустройства: звуковые карты, колонки, микрофоны, гарнитуры, мидиклавиатуры, FM и TV тюнеры, видеодистрибъюторы (видеосплиттеры), мультимедийные проекторы. Принтеры и сканеры.

Раздел 3. Изучение ПО ЭВМ (software).

Раздел рассматривает разнообразное ПО ЭВМ как средство решения конкретных задач современного человека.

Тема 3.1. Виды ПО ЭВМ его назначение.

Определение, назначение, примеры: СПО, ППО (в составе ППО ОН, ППО СН), ИПО. ОС и файловые процессоры. Утилиты: вспомогательные и тестовые программы. Текстовые и графические редакторы, издательские системы. Табличные процессоры. БД и СУБД. Системы ИИ: ЭС, БЗ и СУБЗ. ППП специального назначения. Системы программирования и CASE-системы.

Тема 3.2. Операционные системы.

Что такое ОС и зачем она нужна. Диски, файлы, каталоги. Особенности семейства ОС MS-DOS. Ядро MS-DOS и утилиты. Внутренние и внешние команды MS-DOS. Особенности семейства ОС Windows. Окна, пиктограммы и правила работы с ними. Что такое Windows-приложения DOS-приложения? Однозадачный, многозадачный и псевдомногозадачный режимы. Панель управления - настройка международных стандартов и других параметров Windows. Особенности семейств ОС Unix и Linux.

Тема 3.3. Файловые процессоры.

Состав и назначение оболочек NC, DN, VC. Запуск NC. Структура панелей NC. Диски, каталоги и файлы в среде NC. Нижнее меню (F1-F10). Изучение редактора NC. Групповые операции. Верхнее меню. Настройка панелей. Меню пользователя и обработка расширений.

Тема 3.4. Другие виды СПО.

Антивирусные программы, архиваторы, программы тестирования ТС и ПО. Работа с архивами в среде NC.

Тема 3.5. Редакторы.

Графический редактор Paint. Редактор текста БЛОКНОТ. Универсальный редактор Word: особенности универсального редактора Word; простейшие приемы работы с текстом; работа с таблицами; объекты и кадры в тексте; рисунки Paint как объекты; другие объекты Word и их размещение на листе; режимы работы Word; стили и шаблоны; другие функции Word; разработка макета статьи с использованием всех изученных приемов работы.

Тема 3.6. Электронные таблицы.

Табличный процессор Excel. Рабочая книга. Рабочие листы. Виды информации в клетках, ее ввод и редактирование. Встроенные функции. Проверка условий и подведение итогов. Матричные формулы. Прогнозы. Построение таблиц и диаграмм различных типов. Применение ЭТ в сфере образования, в сфере экономики и бухучета, в быту и в повседневной жизни.

Тема 3.7. СУБД.

Особенности СУБД Access. MDB-файлы. Открытие БД. Окно БД. Объекты БД: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы, модули. Работа с данными в режимах таблицы и формы. Сохранение измененной БД. Создание БД. Режим конструктора таблиц. Таблицы. Типы данных полей. Связи между таблицами. Внешние объединения (соединения) 1, 2, 3 рода. Запросы и их виды. Запросы-выборки и запросы-действия. Базовые таблицы. Работа с запросами. Режим конструктора запросов. QBE и SQL формы. Режим таблицы. Формы, их назначение, работа с данными при помощи форм. Режим конструктора форм. Базовая таблица. Область данных, заголовок, примечание формы. Простая и ленточная формы. Режим формы. Режим конструктора форм.

Тема 3.8. Мультимедийные оболочки.

Использование мультимедийных оболочек для создания электронных энциклопедий, презентационных и обучающих систем. Виды мультимедийных оболочек: специализированные редакторы мультимедийных документов (MS Front Page, MS Power Point); авторские оболочки (Сценарий-W; Macromedia Action; Hyper Card; Multimedia Toolbook; Hyper Method; HM-Card). MS Power Point: простейшие презентации линейной структуры.

Тема 3.9. Компьютерные сети.

Локальные и глобальные сети. Мировая сеть Internet. Корпоративные сети Intranet. Сервер. Клиент. Провайдер. Сервисы Internet (e-mail, www, ftp, news, видео-аудио-конференции). Поисковые системы Internet. MS Internet Explorer. Почтовые программы. Редактор www-страниц Front Page. Создание личной www-страницы. Работа с локальной сетью Windows. Локальные и общие ресурсы. Одноранговые сети и сети типа клиент-сервер. Система разграничения доступа с ориентацией на ресурсы и на пользователя.

Тема 3.10. Другие средства ППО.

Системы автоперевода текстов с одного языка на другой. Перевод в справочных системах. Перевод Web-страниц. Научные математические системы MathCad и Statgraphics. Системы распознавания текста для работы со сканером.

Тема 3.11. Системы программирования.

Этапы жизненного цикла ПО. Классическое программирование в среде MS-DOS. Простейшие программы в системе Turbo Pascal. Современное программирование в среде Windows. Объектно-ориентированные технологии. Визуально-ориентированные технологии. Событийно-ориентированные технологии. Обзор современных систем программирования: Visual Basic, Visual J++, Visual C++, Delphi. Простейшие программы в системе Visual Basic. Простейшие элементы управления Active X. Редактор Front Page: вставка элементов управления Active X на www-страницу.

Тема 3.12. Сценарное программирование.

Понятие о сценарном программировании и его применении. Visual Basic for Application (VBA), Visual Basic Script (VBS), Java Script (JS) как языки сценарного программирования. VBA в средах Excel, Access, Word, Power Point. Редактор Front Page: вставка сценария VBS на www-страницу.

Уровень 4 (процессуальный) разработки курсов

В соответствии с рекомендациями материалов спецификаций процессуального уровня метамодели обучения информатике в высшей школе процессуальная сторона обоих курсов разработана в соответствии с принципами СТО. В приложении 5 представлены тематические планы курсов.

Оба курса использовали разнообразные формы организации учебного процесса: теоретические занятия (лекции, семинары, конференции); практические занятия (лабораторные работы, деловые игры); самостоятельные занятия (курсовое проектирование); формы контроля (индивидуальные собеседования, тестирования, зачеты, защита курсовых работ). Использовались разнообразные методы обучения: объяснительно-иллюстративные (теоретические занятия); репродуктивные (лабораторные работы); проблемного изложения (проблемные лекции); частично поисковые (семинары, деловые игры); исследовательские (конференции, курсовое проектирование).

Оба курса использовали разнообразные средства обучения. Кроме учебных и преподавательских ПК (классов Intel Celeron, Intel Pentium, Intel 486) использовался видеодистрибъютор (видеосплиттер) с одним разъемом Video In и 8 разъемами Video Out. Благодаря этому компьютерный класс мог приблизительно за 5 минут быть переоборудованным в аудиторию для проведения лекций, семинаров, конференций. Изображение с видеовыхода системного блока преподавательского ПК подавалось на 8 терминалов. Таким образом, на лекциях, семинарах, конференциях широко использовались оперативно корректируемые наглядные учебные материалы, подготовленные в виде компьютерных файлов Word, Excel, Access, Power Point, Front Page, Visual Basic, Delphi и т.п. В принципе хорошо бы иметь еще мультимедийный компьютерный видеопроектор, цифровой фотоаппарат и средства УТВ: видеомагнитофон с возможностью монтажа, видеокамеру, видеодвойки (телевизоры + видеопроигрыватели).

Использовалась разнообразная литература: учебные пособия и электронные учебники на их основе; научно-техническая литература; периодическая печать и публикации в сети Internet: по Windows [8, 29, 192]; по MS-DOS [30]; по Unix [25, 156, 261]; по пользовательским средствам [24, 158, 272, 273]; по Java [70, 257, 358]; по C++ [80, 258, 267]; по Prolog [256]; по 1С бухгалтерии [325]; по БД [100, 182, 245, 268]; по VB [371]; по сетям [35, 44, 187, 243, 322]; по метамоделированию [334, 346, 359]; по объектно-ориентированной методологии [6, 17, 42, 62, 178, 339, 340, 353-356, 360-364, 373-375]; по открытым системам [196, 260, 274, 275]; по hardware [57, 233, 234]; по Software Engeneering [46, 47, 66, 338, 345, 348, 360, 366-368, 372]; по DCOM и COBRA [14, 15, 87, 197]; по системной интеграции [48, 49, 320, 323]; по сценарному программированию [200, 223, 268]; по промежуточному ПО [85]; по технологиям Microsoft [342-344, 347, 353, 356, 350, 351]; по истории информатики [86, 101, 136, 333].

При отборе методов обучения учитывалась структура коллектива обучаемых по мыслительному и художественному психологическим типам. Среди обучаемых по спецкурсу "Информационная культура современного специалиста" были представители всех специальностей ЛГОУ, следовательно, преобладала доля людей художественного типа (Приложение 4, Рисунок 3.7). Здесь словесные методы минимизировались, преобладали наглядные и практические методы обучения. Спецкурс "Информационная культура современного специалиста" предназначался для специальностей 010100, 030100, 071900, следовательно, среди обучаемых преобладала доля людей мыслительного типа (Приложение 4, Рисунок 3.7). Здесь словестные методы применялись в гораздо большей степени. Методике изучения различных тем рассмотренных учебных курсов посвящены наши научно-методические работы: по ИПО [2, 278, 281, 288, 292, 298, 300]; по СПО и ППО [217, 219, 286, 294, 301, 302, 305, 313].

Послесловие к разделу

Раздел посвящен анализу разработанных с помощью мета­модели учебных курсов по информатике для различных специ­альностей. Рассматривается методика разработки на основе метамодели обучения информатике в высшей школе спецкурсов "Информационная культура современного специалиста" и "Со­временные технологии разработки программного обеспече­ния", предназначенных для различных специальностей ГОС ВПО. При этом на метауровне происходит согласование спе­цифических понятий спецкурса с эталонной моделью посред­ством построения диаграмм классов и их анализа. Затем на других уровнях определяется система целей, содержание, процессуальная сторона в соответствии с требованиями, для профилей и открытых спецификаций на этих уровнях.

В результате содержание спецкурсов стратифицировано. В рабочих программах выделены: уровни разделов (где нико­гда не указываются названия конкретных ТС и ПО, например, "Объектно-ориентированное программирование и CASE-технологии"); уровни тем (где допустимо указывать лишь название семейства ТС и ПО, например, "Особенности объ­ектно-ориентированного программирования на VB"); уровни описаний тем. При подготовке к текущим занятиям последние включают методологический подуровень (содержащий раскры­вающие тему концепции, например, "Приложение, управляющее несколькими формами") и инструментальный подуровень (где изучается применение конкретного инструмента, например, "Создание ПО для психологического тестирования с помощью VB версии 6.0"). При переходе к новой версии VB, а это приходится делать почти каждый учебный год, изменения бу­дут локализованы на инструментальном подуровне. Материалы рабочих программ (включая приведенные выше в пунктах, по­священных разработке спецкурсов на содержательном уровне) содержат на уровне описаний тем лишь методологический по­дуровень, что обеспечивает этим программам большую вре­менную устойчивость.

Эти спецкурсы как открытые системы обучения без суще­ственных изменений имеют возможность добавления и измене­ния содержания и функций (расширяемость/масштабируе­мость); переноса в другую среду функционирования, на дру­гую специальность (мобильность/переносимость); взаимодей­ствия с другими открытыми системами (интероперабель­ность); легко осваиваемы обучаемыми и преподавателями (дружественность). За 5 последних лет эти спецкурсы не испытывали кардинальных перестроек. Стало возможным ис­пользовать разнообразный арсенал методов, форм и средств обучения, принятых в педагогике высшей школы. Среди ис­пользуемых форм можно указать: лекции (классические и с применением технических средств обучения), семинары (включая семинары-дискуссии), научные конференции, дело­вые игры, лабораторные работы, самостоятельные занятия (аудиторные и домашние). Соответственно среди используе­мых методов - кроме объяснительно-иллюстративных и репро­дуктивных также методы проблемного изложения, частично поисковые и исследовательские. Разнообразны и средства обучения.

В условиях быстрого прогресса современной информатики подобные учебные курсы будут легче развиваться и модерни­зироваться, медленнее терять актуальность и устаревать, легче преобразовываться для функционирования в других ус­ловиях, легче согласовываться друг с другом при конструи­ровании методических комплексов, рационально использовать существующие средства, формы и методы обучения. Таким об­разом, рассмотренные спецкурсы, предназначенные для раз­личных специальностей, качественно подтверждают гипотезу исследования, поскольку в условиях современного постинду­стриального общества делают возможным для подготавливае­мых специалистов различных профессиональных направлений существенное повышение качества образования в результате:

q возможности увеличения уровня адекватности содержания обучения информатике ее современным достижениям;

q возможности создания новых методических, програмных и технических разработок для обучения информатике в рам­ках ее современной методологии, которые не будут быст­ро терять актуальность, будут способны к дальнейшему развитию и комплексному применению;

q возможности более рационального использования сущест­вующих средств, форм, методов и приемов обучения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: