Некоторыепроблемы подготовки специалистов на основе перспективных информационныхтехнологий
В.М. Курейчик, Е.В. Нужнов
“Нет стремления более естественного, чем стремление к знанию”
М. Монтень
“Не в количестве знаний заключается образование, но в полном понимании и искусном применении всего того, что знаешь”
А. Дистервег
Введение
Еще с глубокой древности человечество считало, что образование – краеугольный камень культуры, экономики, политики и военной мощи государства. В этой связи проблема подготовки высококвалифицированных специалистов будет постоянно актуальной.Мы стоим на пороге XXI века. От того, с какой концепцией высшего образования мы войдем в следующее тысячелетие, зависит будущее многих поколений. Научно-технический прогресс все более вторгается в нашу жизнь. Новые технологии во всех областях непрерывно меняются и совершенствуются каждые 2 – 5 лет. Адаптироваться к непрерывно изменяющемуся миру, быть в нем активным действующим лицом, главнымпреобразователем, творцом и двигателем прогресса, оставаясь высоко культурным человеком – вот задача специалиста будущего.
Проблемы подготовки специалистов будущего трансформируются вместе с политическими и социально-экономическими изменениями в стране и обществе, а их содержание и средства решения отражают позицию государства и общества в отношении системы высшего образования, а также возможности конкретных университетов и вузов в новых условиях развития.
Рассмотрим некоторые подходы к подготовке специалиста будущего и наше видение некоторых проблем технического университета.
В наибольшей степени подвержены влиянию внешней среды (развития науки, техники и технологий) технические университеты, создающие и расширяющие сферу внедрения и массового освоения всех прогрессивных технических достижений, доведенныхдо уровня промышленных, профессиональных и бытовых технологий.
1. Перспективные информационные технологии на службе подготовки специалистов
В настоящее время в мире сложились две основных концепции подготовки специалистов - американская и европейская, которые постепенно сближаются на основе тезиса:“широта в образовании, глубина в исследованиях” [1]. Широта в образовании предусматривает в первые два года обучения получение обширных знаний обо всех аспектах математики, физики, информатики, биологии, экономики, социологии и других классических и современных наук. Глубина исследований предполагает изучение комплексных современных и новых подходов к решению задач на стыке детально проработанных научных направлений, создание перспективных технологий и применение их в реальной практической деятельности.
В условиях сложности процессов становления обновляемой системы высшего образования вариантом, гарантирующим успех, является связь выпускающей кафедры вуза с фирмами по схеме взаимной заинтересованности:
кафедра для фирм – подготовка специалистов, индивидуальное обучение по заказам и планамфирм или их подразделений, разработки, переподготовка персонала;
фирмы для кафедры – помощь в приобретении средств вычислительной техники (ВТ) и другого оборудования, стажировка, практика, выполнение реальных курсовыхи дипломных проектов.
При этом решающим фактором такого сотрудничестваслужит уровень (цена) специалиста, подготовленного в условиях вуза. Поэтому, чтобы существовать, кафедра должна иметь возможности и средства подготовки специалистов самого высокого уровня [2]. Человечество вступило в новую фазу информационной революции, когда информация стала 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 еговключенностью в мировое информационное пространство;
умением эффективно организовать и поддерживать профессиональные и произвольные информационные процессы;
умением грамотно оперировать информационными ресурсами (накапливать, сохранять) и использовать для этого всевозможные технические средства;
умением эффективно работать с информацией (находить, преобразовывать, представлять, оформлять в виде, удобном для других, и т.п.).
Формирование устойчивого “багажа” отмеченных знаний и навыков является следствием знания и освоения целого ряда перспективных информационных технологий. Информационная технология - система методов, средств и приемов (способов) сбора, наполнения, хранения, поиска, обработки и выдачи информации.
Новые и перспективные информационные технологии (ПИТ) связывают с использованием современной и перспективной электронной техники для обработки информации (ВТ, техника связи, бытовая электроника, теле- и радиовещание) [3, 4].
Современный специалист должен устойчиво владеть хотя бы пятью главными “деловыми” компьютерными технологиями (персональные базы данных, обработка текстов, электронные таблицы, деловая графика, обмен данными в локальных вычислительных сетях), которые представляют необходимый “зачетный минимум” для постижения более сложных и мощных ПИТ.
Основные направления ПИТ [5 – 10]:
телекоммуникации, локальные, корпоративные, глобальные и комбинированные вычислительные сети;
открытые системы и поддержка распределенных вычислений на основе объектной ориентации и технологии “клиент-сервер”;
мультимедиа, в том числе поддержка звука, изображений (графика, слайды, анимация), видео, гипермедиа, экспертмедиа;
поддержка сложных сред (виртуальная реальность, фильмы или игры с альтернативными или гипер-сценариями).
Показательно, что каждая ПИТ любого направления слагается из постоянно совершенствующегося и расширяющегося набора физических явлений, технологических и информационных процессов, технических приемов, средств ВТ и другого (часто специального) оборудования, программных систем и сред.
Рассмотрим на примерах ПИТ различных направленийновые свойства и возможости,которые могут внести ПИТ в процесс обучения.
Сетевые технологии решают ключевую проблему оперативного доступа к информации независимо от места ее хранения. Сообщество глобальных сетей Internetи интегрированные с ней RUNNET, RELCOM и другие изначально ориентированы на хранение, передачу и поиск самой разнообразной информации, самообучение и обучение. Показательно то, что практически все создаваемые ПИТ в первую очередь становятся достоянием Internet – мощного полигона для апробации всех программных, аппаратных и технологических новинок. Поэтому, работая в Internet, пользователь постоянно осваивает все новые и новые ПИТ, пополняющие арсенал его знаний и навыков. Кроме того, именно Internet, как всемирная информационная среда, является естественным средством поддержки международной системы дистанционного образования, уникально объединяя информационные и образовательные ресурсы ведущих университетов мира..
Гипертекст (ГТ) – нелинейный текст, или информационная структура, состоящая из дискретных узлов данных и семантических связей между ними, где узел - текст или ГТ, а связи могут быть локальными, глобальными и смешанными. ГТ может быть и многоуровневым со сложными семантическими сетевыми отношениями между различными фрагментами. Использование ГТ в обучении открывает новые варианты маршрутов изучения фрагментов учебного материала; способы ранжирования материала; механизмы реализации ссылок; типы и свойства узлов.
Если данные в узлах ГТ могут записываться в виде текстов, изображений и звука, то такую информационную структуру называют мультимедиа (ММ). ММ – это взаимодействие аудиовизуальных эффектов под управлением интерактивного ПО.
Гипермедиа – ГМ - это класс сред, образованный на пересечении области ММ с областью гипертехнологий. Основу любой ГМ-системы составляет документ. Но обычно документ воспринимается только как объект, с которым работают пользователи в среде. А в ГМ документ становится еще и средством для организации этой среды и проведения совместной работы в ней. ГМ дает обучаемому эффектные средства мотивированного изучения материала, поддерживая метафору движения к цели, увлекательного путешествия с помощью компьютера в среде рассматриваемой темы с детализацией встречающихся образов объектов,изучением их свойств, получением и закреплением навыков оперирования как навигации. Примеры ГМ: живые книги (Living Books), яркие динамичные путеводителя по музеям и картинным галереям.
Экспертмедиа (ЭМ) – новая технология, основанная на применении элементов искусственного интеллекта в ММ и ГМ. ЭМ-система может:
“чувствовать” среду общения, адаптироваться к ней, оптимизировать процесс общения с пользователем;
подстраиваться под читателей, анализировать круг их интересов, запоминать вопросы, вызывавшие затруднения при общении;
сама предложить дополнительную или разъясняющую информацию;
содержать встроенные подсистемы, понимающие естественный язык, а также распознаватели речи - все, что расширяет диапазон и удобство общения.
Это свойства идеальной компьютерной обучающей программы. Если ГМ позволяет создавать “живые” книги, то электронные книги ЭМ можно было бы назвать “думающими”.
Виртуальная реальность (ВР) - это совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию того, что он находится в искусственно созданном мире, путем подмены обычного восприятия окружающей действительности (с помощью органов чувств) информацией, генерируемой компьютером.ВР достигается использованием средств ММ, трехмерной графики и специальных устройств ввода-вывода информации, имитирующих привычную связь человека с окружающим миром. ВР - это то, что позволяет перемещаться в трехмерном мире с 6 степенями свободы и обозревать его в реальном времени [11]. Среда ВР позволяет поддерживать процессы “глубинного” обучения, поскольку выяснено, что процесс обучения затрагивает практически все центры и системы человека. Исследователи отмечают, что в более насыщенной среде ВР аудиовизуальные и другие комплексные воздействия способствуют активному и более быстрому смысловому закреплению материала в памяти обучаемого. В процессе такого обучения продолжает активно работать ассоциативное мышление человека.Следовательно, получаемые “яркие”, комплексные знания моментально увязываются с ранее накопленными знаниями и опытом обучаемого, упрощая процесс систематизации знаний.