Информационно-интерактивный комплекс как инструмент формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки

Пахарева Ирина Владимировна ассистент, кафедра Инженерной графики, Вятский государственный университет 610000, Россия, Кировская область, г. Киров, ул. Московская,, 36 Pakhareva Irina Vladimirovna Post-graduate student, the department of Pedagogy; Assistant, the department of Engineering Drawing, Vyatka State University; 610000, Russia, Kirovskaya oblast', g. Kirov, ul. Moskovskaya,, 36 Pakhareva@mail.ru Другие публикации этого автора

Согласно «Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2016-2020 годы» проектно-целевой подход как инструмент развития предполагает реализацию комплексных проектов, связанных по целям и задачам и позволяющих реализовать перспективные прорывные разработки по созданию и внедрению передовых моделей, программ, технологий и решений в области образования^[1]. Применение современных информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе может рассматриваться не только в качестве инновационного средства его оптимизации и интенсификации, но и для решения образовательных задач^[2].

В качестве инструмента решения образовательной задачи формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки предлагается использовать современные информационно-коммуникационные технологии, призванные обеспечить создание совокупности характеристик обучения и результатов образовательного процесса в виде графических компетенций, определяющих их способность соответствовать требованиям стандартов, потребителей образовательных услуг (студентов), работодателей.

Графическая компетентность, приобретаемая в процессе обучения студентов в ВУЗе, должна быть ориентирована на развитие компетенций, адекватных современной практике их реализации в профессиональной деятельности и должна отражать уровень развития технологий. Для решения задачи формирования графической компетентности предлагается решение: информационно-интерактивный комплекс (ИИК), предназначенный для изучения инженерно-графических дисциплин в ВУЗе и функционирующий на базе современных информационно-коммуникационных технологий в виде электронного ресурса.

Анализ ИИК как инструмента инновационной образовательной технологии выявляет его необходимые составляющие^[3]:

- современное содержание в виде структурированного учебного материала, предполагающего развитие компетенций, адекватных современной бизнес-практике;

- современные методы обучения, основанные на взаимодействии обучающихся и их вовлечении в учебный процесс, для формирования компетенций;

- современную инфраструктуру обучения, включающую информационную, технологическую, организационную и коммуникационную составляющие.

Содержание баз данных ИИК (состав методических и оценочных материалов) должно соотноситься с изучаемыми темами рабочих программ инженерно-графических дисциплин и формируемыми компетенциями для направлений подготовки. Структуризация материалов определяется видами учебных занятий контактной формы работы с обучаемыми при реализации образовательной программы (лекционные и семинарские занятия, групповые консультации, индивидуальная работа)^[4], которая может быть аудиторной, внеаудиторной, а также проводиться в электронной информационно-образовательной среде, в частности в среде ИИК формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки.

Метод обучения как способ достижения цели обучения предполагает процесс взаимодействия между преподавателями и обучаемыми, в результате которого происходит передача и усвоение знаний, умений и навыков, предусмотренных содержанием обучения. Согласно подходу к определению методов обучения, основанному на степени взаимодействия участников образовательного процесса, их можно разделить на пассивные (обучаемый в роли пассивного слушателя), активные (преподаватель и обучаемый взаимодействуют друг с другом), интерактивные (обучаемые взаимодействуют не только с преподавателем, но и друг с другом)^[5]. В рамках ИИК возможна реализация всех указанных методов обучения средствами современных информационно-коммуникационных технологий, в частности: пассивных средствами видео-лекций, активных и интерактивных средствами видео- и чат-конференций.

В образовании термин «инфраструктура» используется в основном как материально- техническое обеспечение учебного процесса. Элементы инфраструктуры, в том числе процесса образования, являются следствием функций, возложенных на неё^[6]. Под инфраструктурой обучения будем понимать процессы его информационного, технологического, организационного и коммуникационного обеспечения.

Информационное обеспечение представляет собой автоматизированные локальные (в рамках ИИК) и мировые базы данных, электронные библиотеки, учебно-методическое и программное обеспечение. В процессе профессионального образования будущих инженеров, использующем новые технологии автоматизированного проектирования, программные продукты должны быть лицензионными или свободными (распространяемыми на условиях свободного лицензионного договора в целях его изучения).

Технологическая составляющая подразумевает использование дистанционных технологий в рамках корпоративного (внутривузовского) и предметно-ориентированного обучения студентов инженерно-графическим дисциплинам, современных технологий двумерного и трёхмерного проектирования.

Организационная составляющая инфраструктуры должна обеспечиваться организационными процессами обучения по образовательной программе направления подготовки согласно учебному плану с прохождением промежуточного и итогового контроля (аттестации) изучения инженерно-графических дисциплин.

Для осуществления процесса коммуникации необходима коммуникационная сеть, реализующая соединение участников образовательного процесса с помощью информационных потоков. Данная сеть может состоять из вертикальных (преподаватель - студент) и горизонтальных (студент-студент) связей. Сеть этих связей создаёт структуру процесса общения пользователей ИИК в процессе обучения инженерно-графических дисциплин. Данные виды связей реализуемы в рамках ИИК с помощью современных средств телекоммуникаций.

Функционирование информационно-интерактивного комплекса должно базироваться на следующих принципах:

1) интерактивности;

2) доступности;

3) достоверности;

4) своевременности и оперативности предоставления информации;

5) адекватности;

6) репрезентативности;

7) информационной безопасности.

Данные принципы обозначены исходя из:

- свойств информации (полнота, актуальность, достоверность, понятность, доступность, адекватность, репрезентативность). В современной научной парадигме существует достаточно большое количество классификаций и свойств различных видов информации. Изучая информацию как объект, можно обнаружить множество её свойств с одной стороны существенных, а с другой стороны случайных. «Познающий субъект может выделять для себя существенные признаки, являющиеся случайными с точки зрения существования предмета, но обладающие прагматической ценностью для исследования. На основании этого можно сделать вывод о том, что ценность признаков, их «существенность» определяется контуром познающей системы субъекта… «Субъектность» информации составляет основу её ценностных характеристик»^[7]. В нашем случае контур познающей системы субъекта ограничивается полезностью, ценностью и системностью информации для её потребителя;

- категорий информации, закреплённых в статье 5 № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и защите информации»: "Информация в зависимости от категории доступа к ней подразделяется на общедоступную информацию, а также на информацию, доступ к которой ограничен федеральными законами (информация ограниченного доступа)"^[8];

- принципов реализации права на информацию (общедоступность и открытость информации, законность поиска, получения и передачи информации, защита права на информацию, предоставление достоверной информации)^[9].

Определим основания обозначенных принципов функционировании ИИК.

1. При рассмотрении принципа интерактивности, «изначально определяется две линии понимания данного явления – как человеческого взаимодействия (во всем его многообразии) с окружающим миром (социолого-психолого-педагогический подход) и как режим диалога человека с техникой (информационно-коммуникативный подход)»^[10]. Применительно к ИИК изучения инженерно-графических дисциплин данная двойственность представляется как во взаимодействии между пользователями ИИК, так между пользователями ИИК и его пространством.

Отметим, что пользователями ИИК и их целями являются:

- студенты ВУЗа, цель: использование ИИК для изучения инженерно-графических дисциплин;

- преподаватели ВУЗа (наставники, тьюторы), цель: использование ИИК для обучения инженерно-графическим дисциплинам;

- лаборанты ВУЗа, цель: использование ИИК для обеспечения сервисных функций (сопровождения) процесса обучения инженерно-графическим дисциплинам.

Пространство ИИК ограничено комплексом аппаратного (например, оборудование компьютерной сети, сервер баз данных для хранения информации), информационного (базы данных содержания учебно-методического комплекса, результатов тестирования, сообщений форума, загруженных графических работ и т.д.) и программного обеспечения, функционирующего по технологии «клиент-сервер» и определяющей тип взаимосвязи между объектами сети.

Объекты сети (компьютеры и программы), как правило, являются неравноправными: часть из них владеет аппаратными и информационными ресурсами, другие имеют возможность обращаться к ним. «Компьютер (или программу), управляющий ресурсом, называют сервером этого ресурса (файл-сервер, сервер базы данных, вычислительный сервер...).»^[11]. Объект сети, использующий ресурс, является «клиентом». Запросы от пользователей (студентов, преподавателей, лаборантов) к файл-серверам баз данных (учебно-методического обеспечения дисциплин, тестирования, справочной информации, форума) будут осуществляться посредством ИИК, выступающего в роли «клиента».

«На текущий момент архитектура «клиент-сервер» наиболее распространена и востребована при создании программных приложений для работы с базами данных (БД), поскольку позволяет равномерно разделять вычислительную нагрузку между отдельными компонентами информационных систем»^[12].

Протоколы взаимодействия пользователей ИИК и обеспечивающие их средства связи следующие:

- студенты взаимодействуют между собой на форуме ИИК, соблюдая этические и моральные нормы общения;

- студент взаимодействует с преподавателем через специализированный модуль ИИК, где можно загрузить для проверки графическую работу, задать вопрос по программе обучения, а также через электронную почту, соблюдая этические и моральные нормы общения;

- студент взаимодействует лично с лаборантом, который предоставляет студенту и регистрирует в модуле сервиса ИИК запрашиваемый чертёжный или измерительный инструмент, сборочные единицы, детали, учебно-методическую и справочную литературу печатной формы, регистрирует поступившие для рецензирования преподавателями контрольные графические работы.

2. Принцип доступности в отношении к ИИК рассматривается в контексте возможности получения информации через удалённый доступ средствами телекоммуникаций. Удалённый доступ подразумевает различные типы и варианты взаимодействия компьютеров, сетей и приложений, однако для всех их характерно использование глобальных каналов или глобальных сетей при взаимодействии^[13]. Удалённый доступ посредством телекоммуникаций предполагает передачу информации между компьютерами по каналам связи в рамках организованной сети.

Доступ к информации в ИИК должен осуществляться в рамках всемирной глобальной паутины WWW средствами сети Internet, где ИИК должен функционировать как её электронный ресурс.

3. Достоверность является показателем качества информации, отражающим её полноту и точность. Достоверной считается информация, не вызывающая абсолютно никаких сомнений, т.е. подлинная, которую можно подтвердить корректными с юридической точки зрения процедурами, например, ссылкой на первоисточники, компетентные источники, различные документы, заключения экспертов. «Достоверность характеризует не искажённость информации. На неё влияют не только подлинность сведений, но также и адекватность способов, которыми она была получена»^[14].

«В информационных системах достоверность является описанием состояния, статуса того или иного объекта, к которому относиться информация»^[15]. Информация, предоставляемая студенту в рамках ИИК в процессе изучения инженерно-графических дисциплин, должна быть достоверной в части соответствия ГОСТ, нормативным документам, действующим на территории РФ, а также согласно заключению экспертов - преподавателей инженерно-графических дисциплин ВУЗа.

В информационных системах информация может быть искажена по причине старения и избыточности. Старению как непреднамеренному искажению информации предшествует определенный интервал времени, в течение которого она считается достоверной, избыточность информации может проявиться как результат передачи с одного ресурса на другой.

Для эффективной работы в процессе обучения студенту необходима информация по вопросам обучения и профессиональной подготовки с учётом изменений в стандартах и нормативной документации, которые должны своевременно отражаться в материалах ИИК. «Её своевременное получение является основой для принятия верных решений»^[16]. От того или иного изменения в стандартах и нормативной документации могут зависеть результаты как в промежуточных контрольных точках обучения студентов, так и результата обучения в целом.

4. Проблема поиска информации является крайне актуальной и связана с выделением нужных сведений из огромного информационного поля. «При этом ускоряющийся темп жизни требует принятия быстрых решений, оставляя все меньше времени для поиска и анализа»^[16]. Данной проблема требует осмысления понятий «своевременность» и «оперативность» информации. Своевременность информации характеризуется наличием временного интервала между возникновением потребности в информации и реализацией этой потребности и определяется выбором средств её обработки. Оперативность информации определяется скоростью её получения и выбором средств сбора и передачи информации^[17]. Поэтому требования своевременности и оперативности информации, связанные в итоге с минимальными затратами времени на её получение, в сочетании с удобной формой представления должны находить своё отражение в рамках используемого пользователем ИИК.

5. «Адекватность информации — это соответствие образа, создаваемого с помощью полученной информации (информационной модели), реальному объекту, процессу или явлению»^[18]. В реальности всегда имеется неопределённость информации, влияющая на степень её адекватности реальному состоянию объекта и влияющая в итоге на правильность принимаемых решений.

В среде ИИК данный принцип адекватности должен быть реализован в качественном представлении материалов информационных и особенно графических для процесса обучения (рисунков, чертежей, трёхмерных моделей объектов): это форма представления, форматы вывода, учитывающие особенности восприятия информации различного типа обучаемыми (текстовой, графической, аудио- и видео-).

6. «Репрезентативность информации - это количественная и качественная характеристика объема сведений, достаточного для всестороннего и полного раскрытия (понимания, объяснения) наиболее существенных черт, свойств, связей изучаемого процесса, явления, объекта (источника)»^[19]. Репрезентативность связана с правильностью отбора и формирования информации для адекватного отражения свойств объекта^[18] и выражает представительность информации, достаточной для обоснования предлагаемого решения.

Применительно к ИИК данный принцип репрезентативности рассматривается в контексте представительности содержания учебно-методичекого, справочного обеспечения ИИК, достаточного для формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки, где каждому направлению подготовки соответствует определённый состав и источники информационного обеспечения. Степень репрезентативности материалов должна оцениваться заключением экспертов (в качестве экспертов выступают преподаватели инженерно-графических дисциплин ВУЗа).

7. «Информационную безопасность в системах образования следует рассматривать в контексте общих вопросов безопасности информационных систем с опорой на соответствующие законодательные акты»^[20]. На территории РФ таковыми являются: Федеральный закон № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», регулирующего отношения, возникающие при осуществлении права на поиск, получение, передачу, производство и распространение информации, применении информационных технологий, обеспечении защиты информации^[8] и Федеральный закон № 152-ФЗ «О персональных данных», где отмечена необходимость «применения правовых, организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных»^[21]. Согласно Доктрине информационной безопасности Российской Федерации информационную безопасность также следует рассматривать в контексте реализации национальных интересов, которая должна быть «направлена на формирование безопасной среды оборота достоверной информации и устойчивой к различным видам воздействия информационной инфраструктуры в целях обеспечения конституционных прав и свобод человека и гражданина, стабильного социально-экономического развития страны, а также национальной безопасности Российской Федерации»^[22].

Информационными объектами образовательной системы как электронного ресурса сети Интернет, подлежащими защите, являются:

- учебно-методические материалы, созданные авторами в лице преподавателей (тьюторов, наставников) программы обучения (курса, дисциплины) размещенные для удалённого доступа;

- материалы, создаваемые участниками образовательного процесса (единолично или коллективно);

- персональные данные участников образовательного процесса (студентов и преподавателей);

- результаты педагогической диагностики (анкетирования, тестирования), мониторинга результатов обучения, хранящиеся в сети на серверах информационной системы;

- информация о деятельности участников образовательного процесса, фиксируемая сервером сети, которая может быть использована без согласования с ними;

- «информационный поток от открытой информационной среды к обучаемому: рекомендованные автором курса или тьютором источники информации, внешние для системы обучения; результаты самостоятельного информационного поиска, проводимого обучаемым; данные, поставляемые в систему другими учащимися – этот поток в совокупности определенным образом влияет на личность каждого обучаемого, в том числе отдельно следует рассматривать эмоциональное и психологическое влияние, которое могут оказывать обучаемые друг на друга»^[19].

Реализация принципа информационной безопасности, обеспечивающего защиту учебно-методических материалов, материалов участников образовательного процесса, их персональных данных, информации об их деятельности, результатов педагогической диагностики, информационного потока от ИИК к пользователю, отражена в ограничении доступа на использование ИИК. Данное ограничение заключается в том, основные функции ИИК - обучение инженерно-графическим дисциплинам и обеспечение этого процесса, предназначены для зарегистрированных пользователей (студентов, преподавателей, лаборантов), процесс регистрации которых выполняется представителем ВУЗа (преподавателем, тьютором и т.д.) или подтверждается после одобрения запроса на его использование.

Зарегистрированные пользователи ИИК (студенты, преподаватели, лаборанты) получают доступ в личный кабинет, проходя процедуру авторизации при входе (вводя логии и пароль), далее пользователь может использовать ИИК для решения своих задач.

Обозначим комплекс задач ИИК, решаемых на разных субъектных уровнях его использования (участниками образовательного процесса – студентом, преподавателем, лаборантом) в процессе формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки в рамках инструмента для его обеспечения - информационно-интерактивного комплекса. Задачи ограничиваются контуром познающей системы субъекта (студента, преподавателя, лаборанта) с точки зрения их ценности для процесса формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки.

Студенты могут использовать ИИК как образовательный ресурс для изучения инженерно-графической дисциплины по своему направлению подготовки, что позволяет решать в его рамках следующие задачи:

1) изучение теоретического материала;

2) использование информационного пространства комплекса для приобретения практических навыков и умений (на практических занятиях и при выполнении лабораторных работ), а именно, обучения методикам ручного и компьютерного проектирования, основанных на технологиях двумерного и трёхмерного моделирования графических объектов;

3) просмотр перечня, содержания графических работ, графика сдачи и требований к ним;

4) получение вариантов заданий для выполнения графических работ, домашних заданий в зависимости от выбранного направления подготовки и программы обучения (дисциплины);

5) получение доступа к учебно-методическому обеспечению по программам обучения, к справочным материалам (стандартом ЕСКД, различным справочником), просмотра и скачивания их;

6) тестирование по итогам изучения лекционного материала, прохождения практических занятий, выполнения лабораторных работ,

7) просмотр результатов тестирования и обучения;

8) отправка для проверки преподавателем контрольных графических работ;

9) организация самостоятельной работы;

10) коммуникации среди участников процесса обучения: студентов и преподавателей.

Для преподавателя ИИК - это инструмент для организации процесса изучения инженерно-графических дисциплин, где реализована возможность решения следующих задач:

1) наполнения модулей лекций, практических занятий, лабораторных работ;

2) компоновки перечня, содержания графических работ и требований к ним;

3) формирования вариантов заданий для выполнения графических работ, домашних заданий;

4) назначения доступа к учебно-методическому обеспечению по направлениям подготовки, к справочным материалам (стандартом ЕСКД, различным справочником);

5) наполнения баз данных тестирования;

6) просмотра, анализа результатов тестирования и обучения;

7) рецензирования контрольных графических работ;

8) консультирования;

9) организации самостоятельной работы;

10) осуществления коммуникаций среди участников процесса обучения: студентов и преподавателей.

Лаборанты могут использовать ИИК как инструмент для сервисного сопровождения образовательного процесса для изучения инженерно-графических дисциплин и решать в его рамках следующие задачи:

1) формировать варианты заданий для выполнения графических работ, домашних заданий и компоновать их по направлениям подготовки;

2) регистрировать выдачу учебно-методического обеспечения, справочных материалов, инструмента, изделий (сборочных единиц, деталей);

3) регистрировать контрольные графические работы;

4) осуществлять коммуникации среди участников процесса обучения: студентов и преподавателей.

Рассмотренные составляющие информационно-интерактивного комплекса формирования графической компетентности бакалавров технических направлений подготовки, функционирующего на основе средств информационно-коммуникационных технологий, принципы работы и задачи, решаемые в его рамках, призваны обеспечить основную цель - подготовку будущего квалифицированного выпускника ВУЗа.