Реферат: Некоторые проблемы подготовки специалистов на основе перспективных инфор-мационных технологий

Некоторыепроблемыподготовки специалистов на основе перспективных информационныхтехнологий

В.М. Курейчик, Е.В. Нужнов

“Нет стремления болееестественного, чем стремление к знанию”

М. Монтень

“Не в количестве знанийзаключается образование, но в полном понимании и искусном применении всеготого, что знаешь”

А. Дистервег

Введение

Еще с глубокой древностичеловечество считало, что образование – краеугольный камень культуры,экономики, политики и военной мощи государства. В этой связи проблемаподготовки высококвалифицированных специалистов будет постоянно актуальной. Мы стоим на пороге XXI века. От того, с какой концепцией высшегообразования мы войдем в следующее тысячелетие, зависит будущее многихпоколений. Научно-технический прогресс все более вторгается в нашу жизнь. Новыетехнологии во всех областях непрерывно меняются и совершенствуются каждые 2 – 5лет. Адаптироваться к непрерывно изменяющемуся миру, быть в нем активнымдействующим лицом, главным преобразователем, творцом идвигателем прогресса, оставаясь высоко культурным человеком – вот задачаспециалиста будущего.

Проблемы подготовкиспециалистов будущего трансформируются вместе с политическими исоциально-экономическими изменениями в стране и обществе, а их содержание исредства решения отражают позицию государства и общества в отношении системывысшего образования, а также возможности конкретных университетов и вузов вновых условиях развития.

Рассмотрим некоторые подходык подготовке специалиста будущего и наше видение некоторых проблем техническогоуниверситета.

В наибольшей степениподвержены влиянию внешней среды (развития науки, техники и технологий)технические университеты, создающие и расширяющие сферу внедрения и массовогоосвоения всех прогрессивных технических достижений, доведенных до уровня промышленных, профессиональных и бытовых технологий.

1.Перспективные информационные технологии на службе подготовки специалистов

В настоящее время в миресложились две основных концепции подготовки специалистов — американская иевропейская, которые постепенно сближаются на основе тезиса: “широта в образовании, глубина в исследованиях” [1]. Широта вобразовании предусматривает в первые два года обучения получение обширныхзнаний обо всех аспектах математики, физики, информатики, биологии, экономики,социологии и других классических и современных наук. Глубина исследований предполагаетизучение комплексных современных и новых подходов к решению задач на стыкедетально проработанных научных направлений, создание перспективных технологий иприменение их в реальной практической деятельности.

В условиях сложности процессовстановления обновляемой системы высшего образования вариантом, гарантирующимуспех, является связь выпускающей кафедры вуза с фирмами по схеме взаимнойзаинтересованности:

кафедра для фирм –подготовка специалистов, индивидуальное обучение по заказам и планам фирм или их подразделений, разработки, переподготовка персонала;

фирмы для кафедры – помощь вприобретении средств вычислительной техники (ВТ) и другого оборудования,стажировка, практика, выполнение реальных курсовых и дипломных проектов.

При этом решающим факторомтакого сотрудничества служит уровень (цена) специалиста,подготовленного в условиях вуза. Поэтому, чтобы существовать, кафедра должнаиметь возможности и средства подготовки специалистов самого высокого уровня[2]. Человечество вступило в новую фазу информационной революции, когда информациястала ключевым и необходимым элементом существования человечества, информатика– одной из определяющих научных дисциплин, а информационные технологии –движущей силой развития общества. Поэтому уровень подготовки современного специалиста,кроме профессионального владения основами своей специальности, общетехнических,социальных и гуманитарных наук, в значительной мере определяется его включенностью в мировое информационное пространство;

умением эффективно организоватьи поддерживать профессиональные и произвольные информационные процессы;

умением грамотно оперироватьинформационными ресурсами (накапливать, сохранять) и использовать для этоговсевозможные технические средства;

умением эффективно работатьс информацией (находить, преобразовывать, представлять, оформлять в виде,удобном для других, и т.п.).

Формирование устойчивого“багажа” отмеченных знаний и навыков является следствием знания и освоенияцелого ряда перспективных информационных технологий. Информационная технология- система методов, средств и приемов (способов) сбора, наполнения, хранения,поиска, обработки и выдачи информации.

Новые и перспективныеинформационные технологии (ПИТ) связывают с использованием современной иперспективной электронной техники для обработки информации (ВТ, техника связи,бытовая электроника, теле- и радиовещание) [3, 4].

Современный специалистдолжен устойчиво владеть хотя бы пятью главными “деловыми” компьютернымитехнологиями (персональные базы данных, обработка текстов, электронные таблицы,деловая графика, обмен данными в локальных вычислительных сетях), которыепредставляют необходимый “зачетный минимум” для постижения более сложных имощных ПИТ.

Основные направления ПИТ [5– 10]:

телекоммуникации, локальные,корпоративные, глобальные и комбинированные вычислительные сети;

открытые системы и поддержкараспределенных вычислений на основе объектной ориентации и технологии“клиент-сервер”;

мультимедиа, в том числеподдержка звука, изображений (графика, слайды, анимация), видео, гипермедиа,экспертмедиа;

поддержка сложных сред(виртуальная реальность, фильмы или игры с альтернативными илигипер-сценариями).

Показательно, что каждая ПИТлюбого направления слагается из постоянно совершенствующегося и расширяющегосянабора физических явлений, технологических и информационных процессов,технических приемов, средств ВТ и другого (часто специального) оборудования,программных систем и сред.

Рассмотрим на примерах ПИТразличных направлений новые свойства и возможости, которые могут внести ПИТ в процесс обучения.

Сетевые технологии решаютключевую проблему оперативного доступа к информации независимо от места еехранения. Сообщество глобальных сетей Internet иинтегрированные с ней RUNNET, RELCOM и другие изначальноориентированы на хранение, передачу и поиск самой разнообразной информации,самообучение и обучение. Показательно то, что практически все создаваемые ПИТ впервую очередь становятся достоянием Internet – мощного полигона для апробациивсех программных, аппаратных и технологических новинок. Поэтому, работая вInternet, пользователь постоянно осваивает все новые и новые ПИТ, пополняющиеарсенал его знаний и навыков. Кроме того, именно Internet, как всемирнаяинформационная среда, является естественным средством поддержки международнойсистемы дистанционного образования, уникально объединяя информационные иобразовательные ресурсы ведущих университетов мира.. 

Гипертекст (ГТ) – нелинейныйтекст, или информационная структура, состоящая из дискретных узлов данных исемантических связей между ними, где узел — текст или ГТ, а связи могут бытьлокальными, глобальными и смешанными. ГТ может быть и многоуровневым сосложными семантическими сетевыми отношениями между различными фрагментами.Использование ГТ в обучении открывает новые варианты маршрутов изученияфрагментов учебного материала; способы ранжирования материала; механизмыреализации ссылок; типы и свойства узлов.

Если данные в узлах ГТ могутзаписываться в виде текстов, изображений и звука, то такую информационнуюструктуру называют мультимедиа (ММ). ММ – это взаимодействие аудиовизуальныхэффектов под управлением интерактивного ПО.

Гипермедиа – ГМ — это класссред, образованный на пересечении области ММ с областью гипертехнологий. Основулюбой ГМ-системы составляет документ. Но обычно документ воспринимается толькокак объект, с которым работают пользователи в среде. А в ГМ документ становитсяеще и средством для организации этой среды и проведения совместной работы вней. ГМ дает обучаемому эффектные средства мотивированного изучения материала,поддерживая метафору движения к цели, увлекательного путешествия с помощьюкомпьютера в среде рассматриваемой темы с детализацией встречающихся образовобъектов, изучением их свойств, получением изакреплением навыков оперирования как навигации. Примеры ГМ: живые книги(Living Books), яркие динамичные путеводителя по музеям и картинным галереям.

Экспертмедиа (ЭМ) – новаятехнология, основанная на применении элементов искусственного интеллекта в ММ иГМ. ЭМ-система может:

“чувствовать” среду общения,адаптироваться к ней, оптимизировать процесс общения с пользователем;

подстраиваться подчитателей, анализировать круг их интересов, запоминать вопросы, вызывавшиезатруднения при общении;

сама предложитьдополнительную или разъясняющую информацию;

содержать встроенныеподсистемы, понимающие естественный язык, а также распознаватели речи — все,что расширяет диапазон и удобство общения.

Это свойства идеальнойкомпьютерной обучающей программы. Если ГМ позволяет создавать “живые” книги, тоэлектронные книги ЭМ можно было бы назвать “думающими”.

Виртуальная реальность (ВР)- это совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию того, что оннаходится в искусственно созданном мире, путем подмены обычного восприятияокружающей действительности (с помощью органов чувств) информацией,генерируемой компьютером. ВР достигаетсяиспользованием средств ММ, трехмерной графики и специальных устройствввода-вывода информации, имитирующих привычную связь человека с окружающиммиром. ВР — это то, что позволяет перемещаться в трехмерном мире с 6 степенямисвободы и обозревать его в реальном времени [11]. Среда ВР позволяетподдерживать процессы “глубинного” обучения, поскольку выяснено, что процессобучения затрагивает практически все центры и системы человека. Исследователиотмечают, что в более насыщенной среде ВР аудиовизуальные и другие комплексныевоздействия способствуют активному и более быстрому смысловому закреплениюматериала в памяти обучаемого. В процессе такого обучения продолжает активно работатьассоциативное мышление человека. Следовательно, получаемые“яркие”, комплексные знания моментально увязываются с ранее накопленнымизнаниями и опытом обучаемого, упрощая процесс систематизации знаний.

Возможности отмеченных ПИТпозволяют интенсифицировать процесс обучения, сделать его более насыщенным,естественным и достоверным, расширить набор изобразительных средств педагога.

2.Некоторые перспективные организационно-методические подходы

На отказ государства от путидирективного развития технический университет может откликнутьсясовершенствованием или расширением:

профиля подготовкиспециалистов;

порм получения образования;

градаций квалификацийподготавливаемых специалистов.

Но за всеми нововведениямивсегда будет стоять основной ресурс универсистета – совершенствование учебныхпланов и педагогического процесса.

Несложно предположить, чтовсе ПИТ заслуживают детального изучения и практического освоения в учебномпроцессе вуза. Но при этом возникает целый ряд сложныхорганизационно-методических проблем:

трансформации учебных плановпрактически всех специальностей и отдельных дисциплин с учетом расширяющегосяпарка ПИТ;

постановки новых комплексныхучебных курсов, выходящих за рамки традиционных специальных дисциплин;

постоянногосовершенствования и развития аппаратно-программных комплексов в целяхэффективной поддержки ПИТ;

постоянного опережающегоповышения квалификации преподавательского состава с необходимостью освоенияконкретных ПИТ и их аппаратных, программных и информационных компонент;

постоянного обновлениеметодического обеспечения учебного процесса по тематике ПИТ на основеоперативного анализа расширяющегося и несистематизированного потокаразноуровневых книжно-журнальных публикаций.

Решение многих из этихпроблем видится в интеграции материальных и интеллектуальных ресурсов кафедр вмасштабе факультетов с созданием эталонных учебных классов и лабораторийподдержки ПИТ, закрепление отдельных ПИТ за базовыми кафедрами и, в первуюочередь, усиление учебно-методической деятельности региональных центров новыхинформационных технологий МОПО.

Набор специальностейподготовки в технических университетах начал иметь тенденцию расширяться иливидоизменяться в зависимости от текущих потребностей региона. От экстенсивногороста числа специальностей может уберечь открытие большего числа новыхспециализаций в рамках уже открытых специальностей, что позволит также иснизить общие затраты на подготовку специалистов. Ввод новых специализацийсвязан с частичной переработкой учебного плана конкретной специальности ипроявляется в формировании некоторого блока учебных дисциплин, обеспечивающегоновую ориентацию обучаемых.

Сегодня в мире обсуждаютсявозможности матричного подхода в образовании, когда структура учебного планастановится двухмерной: строки матрицы подготовкиспециалистов по направлению (факультету) университета образуют дисциплинытиповых учебных планов по специальностям, а столбцы – междисциплинарные имежкафедральные перспективные учебные курсы, отражающие новые и перспективныенаучные направления, проходящие на стыках различных наук [1]. Характерно, чтоэлементы подобного подхода проявляются во многих университетах при подготовкеновых учебных дисциплин, отражающих различные ПИТ.

На основе такого подходаможно строить многомерные матрицы, позволяющие создавать гибкие комплексныемежфакультетские или даже межуниверситетские учебные курсы, а на их основеформировать самые современные образовательныемодули и программы.

3.Пример формирования блока учебных дисциплин поддержки нового научного направления

В настоящее время в недрахинформатики сформировалось и бурно развивается новое научное направление –эволюционное моделирование, базирующееся на современной математике, генетике,вычислительной технике, теории сложных систем и самоорганизации. Для егоподдержки в учебном процессе в нашем университете сформирован блок следующих ключевых дисциплин: 1. Алгебра логики; 2. Теориячетких и расплывчатых множеств; 3. Теория алгоритмов и алгоритмических языков;4. Теория вероятностей и математическая статистика; 5.Теория графов игиперграфов; 6. Комбинаторика; 7. Теория игр; 8. Исследование операций; 9.Биология; 10.Генетика; 11.Эволюционное моделирование; 12.Теория принятиярешений; 13.Информатика; 14.Вычислительная техника; 15. Перспективныеинформационные технологии и среды; 16. Информационные технологии управления;17.Искусственный интеллект; 18.Прикладные интеллектуальные системы;19.Синергетика.

Подобный блок внедрен вучебный план специальности 22.03.00 – “Системы автоматизированногопроектирования” (САПР). Причем учебные курсы 15 – 19 представляют примерреализации матричного подхода, включают материалы различных дисциплин,непосредственно отражают ПИТ и дают процессу подготовки специалистов в областиСАПР новое содержание.

Заключение

При создании новой концепцииподготовки специалиста будущего целесообразно, по нашему мнению, учестьследующие факторы:

адаптация университетов кизменяющимся условиям развития науки, техники, образования;

всеобщая информатизацияобщества;

развитие фундаментальныхисследований и формирование на их основе новых перспективных научныхнаправлений;

создание многомерныхматричных структур учебных дисциплин с возможностью гибкоговыбора наиболее актуальных в конкретных и изменяющихся условиях развитияобщества.

Списоклитературы

Гинкель Г. Проблемыинституционального изменения: диалог и управление, основанное навзаимодействии. Утрехт, Нидерланды, 1996.

Лещинер Р., Разу М.,Старостин Ю. Подготовка менеджеров в США. Экономические науки, N 4, 1991, с. 59– 68.

Тенденции развитияинформационых технологий.  Мир ПК, 5/96, c. 132-134.

10 технологий, которые…должны быть вам известны  Мир ПК, 6/96, c.136-141.

Писарев М. Вокруг сети. Размышления о будущем глобальных сетей. CompUnity,5-6/96, c.81-84.

 Храмцов П. Internet в сетях гипермедиа. Открытыесистемы сегодня, 14/95, c.1,11.

Обучающаямультимедиа-программа “Ступени в Internet” или “Internet шаг за шагом”.  Мир Internet, 1/97, с.26.

Храмцов П. Поиск и навигация в Internet.ComputerWorld Россия, 18/96, c.18-19; 20/96, c.16-18; 22/96,c.16-17.

Демидов М. PLS — мультимедийная обучающая среда от IBM.  Компьютерра, 31/96, с.29.

 Федоров А. ГиперМетод из России.  КомпьютерПресс, 11/96,с.24-25.

 Швебер Л. и Э. Виртуальная реальность — это реально?.. PC Magazine, 6/95, с.60-72.

 Патрушев А., Потапов Е. Реальная виртуальность. Hard’n’Soft, 1/97,с.104-107.