Современные информационные технологии в образовании
Построение современной экономики государства в настоящее время требует решения задачи повышения конкурентоспособности отечественной промышленности, инфраструктуры отраслей, социальной сферы. Для этого требуется значительная трансформация существующего подхода к подготовке, прежде всего, инженерных кадров для различных секторов экономики.
С развитием современных информационных технологий все большее распространение получают автоматизированные системы управления обучением и измерения образовательного уровня обучаемых: автоматического оценивания, отслеживания параметров, характеризующих освоение учебного материала.
Качество образования, эффективность управления информационными потоками в образовательном процессе являются важными характеристиками, определяющими конкурентоспособность государства.
Достижение цели повышения качества образования, эффективной организации информационных потоков в образовательном процессе, эффективного управления обучением не представляется возможным без использования комплексных человеко-машинных систем с автоматизированной технологией получения результативной информации, необходимой для информационного обслуживания процесса образования и оптимизации управления им.
С помощью такой системы должно обеспечиваться автоматическое оценивание учащихся, отслеживание их успехов и затруднений при освоении учебного материала, выстраивание индивидуальной образовательной траектории обучения.
Образование – особая сфера деятельности человека, которая накладывает свою специфику на процессы автоматизации. В отличие от производственной сферы, результаты нематериальной деятельности здесь не так очевидны: производимый продукт практически с трудом поддается количественному измерению, критерии эффективности образовательной деятельности не имеют четкого и однозначно понимаемого определения. Это обстоятельство во многом определило тот факт, что существующая теория автоматизированных систем управления разрабатывалась с ориентацией преимущественно на производящие материальный продукт отрасли.
Но современный рынок образовательных технологий представляет собой важную отрасль мирового хозяйства с миллиардным объемом продаж и растущими экспортом систем управления образованием, отличается академической мобильностью студентов, преподавателей и исследователей. Сейчас в мире около 140 млн. студентов проходят обучение в 36000 высших учебных заведений. По прогнозам экспертов через 10 лет число студентов удвоится.
Именно поэтому одним из направлений работы кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» является подготовка специалистов и разработка систем управления образованием на основе инструментальной программной среды для создания, моделирования и исследования работы элементов сложных систем, конструкций, процессов.
Сегодня на рынке представлено множество производителей автоматизированных систем управления обучением – Googlе, Pearson, Blackboard, 1С и других.
Современные автоматизированные системы управления образованием позволяют решать повседневные задачи по администрированию образовательного процесса, оптимизировать управленческую деятельность, создавать базы данных образовательного учреждения, автоматизировать кадровую работу, систематизировать данные об учащихся, администрировать учебно-воспитательный процесс, автоматизировать финансовую и хозяйственную деятельность.
Построение современных систем управления образовательным процессом возможно только при наличии такого содержания учебных дисциплин, таких учебников, которые позволяют обеспечить проектную активность учащихся, высокую степень вариативности заданий, возможность построения индивидуальных траекторий обучения, формирование единого образовательного пространства в автоматическом режиме. Разработка таких инновационных интерактивных учебников – одно из направлений работы кафедры.
Интерактивный учебник строится таким образом, что профессиональные компетенции нарабатываются при взаимодействии с достоверными компьютерными моделями объектов учебных дисциплин. Обучаемый, работая с моделями, получает возможность наблюдать свойства и поведение изучаемых объектов и решать задачи разного уровня сложности.
Основой учебников является обширная коллекция интерактивных моделей – интеллектуальных программных систем, снабженных средствами управления и отображения свойств и поведения учебных объектов, предназначенных для обеспечения понимания, уяснения и усвоения изучаемого отдельного элемента знания или совокупности таких элементов.
Встроенная автоматизированная экспертная система интерактивного учебника автоматически фиксирует и измеряет действия обучаемого и реакции управляемой им модели, производит коррекцию действий обучаемого, направляя к правильному решению.
Система управления процессом обучения и измерения встраивается в учебник и позволяет отслеживать в реальном времени изменение объемных, временных, средних, пиковых показателей, отражающих успехи и затруднения обучаемых, формировать статистическую информацию для дальнейшего анализа отклонений показателей от запланированных, поиска причин успехов и неудач путем отслеживания причинно-следственных связей в процессе обучения.
Таким образом, автоматизированная система эффективного управления процессом и результатом обучения непрерывно осуществляет мониторинг деятельности учащихся, ставит четкие цели обучения, соотносит потребности общества со стоимостью и результатом образовательной деятельности, автоматически формирует на основе этих данных управленческие решения.
Создание такой автоматизированной системы управления образованием - сложный процесс, для которого кафедра готовит будущих программистов, получающих знания по объектно-ориентированному программированию на языках высокого уровня (C#/C++/Java и других), по использованию языка запросов SQL и разработке web-приложений с использованием web-технологий: php, ajax, js, css, html.
Дизайнеры изучают технологии проектирования пользовательских интерфейсов, разработки дизайна страниц, элементов и компонентов интерфейса и использования программных пакетов Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Sketch.
Специалисты по 3D-анимации смогут работать в 3ds Max, Cinema 4D, Unity, Blender, Maya, создавать объемные сцены, текстурные развертки графических объектов.
Проектировщики (аналитики) освоят технологии построения моделей исследуемых бизнес-процессов, составления регламентов, подготовки технических заданий, инструменты проектирования информационных систем BPWin, Visual Paradigm, языки UML.
Будущие инженеры-моделировщики смогут профессионально решать задачи по построению систем имитационного моделирования, проведению аналитических исследований и созданию компьютерных моделей.
Автоматизированные системы управления образовательным процессом и интерактивные учебники активно разрабатываются в России, США, Великобритании, Германии, Франции, Индии, Китае.
Мировая практика показывает, что в результате использования автоматизированных систем управления процессом и результатом обучения достигается развитие человеческого потенциала, что непосредственно влияет на рост производительности труда и наращивание темпа экономического роста государства. Происходитрост доходов бюджета страны за счет налогооблагаемой базы заработной платы граждан с высоким образовательным уровнем, а также рост валового внутреннего продукта страны, который, по оценкам экспертов, достигает от 5 до 15%. Государства, использующие такие системы, занимают лидирующие позиции в мировом рейтинге.
