Использование баз данных математических задач в процессе подготовки учащихся 11-х классов к ЕГЭ по математике

2

Содержание

Введение

Глава 1. Структура и содержание базы данных математических задач для

подготовки к ЕГЭ

1.1 Содержание базы данных математических задач

1.2 Информационные технологии как особый вид информационных ресурсов

1.3 Описание модели использования базы данных математических задач при подготовке к ЕГЭ

Глава 2. Технология использования баз данных математических задач в процессе подготовки учащихся к ЕГЭ по математике

2.1 Реализация модели

2.2 Опытно-экспериментальная работа

Заключение

Библиографический список

Введение

Формирование информационного мировоззрения членов общества рассматривается сегодня как основа вхождения России в мировое информационное пространство. Одним из центральных и определяющих направлений информатизации современного общества является информатизация сферы образования. В настоящее время стала очевидной невозможность дальнейшего развития системы образования только традиционными путями.

Главная задача российской образовательной политики - обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.

В последнее время усилия специалистов направлены на построение перспективных моделей организации учебной деятельности и поиск новых подходов к использованию компьютеров. Это достаточно длительный процесс, который трудно детально прогнозировать. Однако эксперты с уверенностью говорят о том, что в последнее время наметился переход к широкому изучению возможностей использования новых коммуникационных и информационных технологий в образовании [20].

Информационные технологии в обучении представляют мощное средство повышения производительности труда, позволяют найти кардинальные решения насущных педагогических проблем. А. М. Магомедгаджиева считает, что необходимо обеспечить будущих учителей знаниями и умениями для использования компьютерных технологий в своей профессиональной деятельности [17].

Изменения, происходящие в общественной жизни, предъявляют новые требования к системе образования. Современные специалисты должны быть способны не только к воспроизведению уже имеющихся знаний, но и к использованию в процессе обучения информационных технологий. Для успешного решения образовательных проблем учитель должен сегодня иметь представление о возможностях, предоставляемых компьютером и о способах реализации этих возможностей.

Среди основных задач и направлений модернизации педагогического образования указывается необходимость обучения педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе. Однако в настоящее время в стандартах высшего педагогического образования изучение этих вопросов отражено недостаточно.

Актуальность темы исследования определяется следующими положениями.

1. База данных математических задач удобна в обращении в процессе обучения математике, в том числе и при подготовке учащихся к сдаче ЕГЭ.

2. Такая база данных может постоянно изменяться, совершенствоваться.

3. Базу данных математических задач можно использовать на уроках любых типов. При этом не надо искать материал в различных многочисленных источниках, т. к. все задания можно взять из базы данных.

4. Эффективность обучения математике во многом зависит от отбора математических задач. Актуальной является проблема внесения в базу данных однотипных задач.

5. Многофункциональность базы данных. База данных математических задач может использоваться:

· учителем - для подготовки к урокам и внеклассным занятиям;

· учениками при подготовке к ЕГЭ;

· учениками на занятиях, проходящих в компьютерном классе;

· любым человеком, занимающимся самообразованием.

Цель исследования заключается в разработке методики использования базы данных математических задач в процессе подготовки учащихся к ЕГЭ.

Объектом исследования выступает процесс обучения математике в старших классах средней школы.

Предмет исследования - использование информационных технологий и баз данных математических задач в процессе обучения математике.

В основу исследования положена гипотеза: использование в процессе преподавания информационных технологий, в том числе баз данных, помогает повысить эффективность подготовки учащихся к сдаче ЕГЭ.

Цель и гипотеза определили следующие задачи исследования.

1. Исследовать теоретические аспекты работы с готовой базой данных и создания собственной базы данных математических задач (на примере системы управления базами данных MS Access).

2. Определить структуру и содержание методических задач, ориентированных на использование базы данных математических задач на уроках для подготовки учащихся к ЕГЭ.

3. Разработать методику использования базы данных математических задач в процессе подготовки к сдаче ЕГЭ.

4. Экспериментально проверить результативность разработанной методики.

При написании работы были использованы следующие методы исследования: анализ методической и учебной литературы по теме исследования, создание базы данных математических задач «Задания для подготовки к единому государственному экзамену» для учащихся 11-х классов, статистическая обработка экспериментальных данных.

Научная новизна исследования заключается в том, что подготовка к ЕГЭ происходит на принципиально новой основе: использовании базы данных математических задач. Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании подхода к созданию и использованию базы данных математических задач на уроках и внеклассных занятиях. Практическая значимость исследования заключается в том, что данный подход позволил разработать методику использования базы данных математических задач при подготовке к ЕГЭ, которые могут быть использованы учителем математики.

Достоверность и обоснованность проведенного исследования обеспечиваются внутренней согласованностью теоретических положений и методических рекомендаций, а также подтверждением на практике.

Апробация результатов исследования осуществлялась при содействии учителя математики Л. И. Костоломовой путем использования их в опыте работы в 11-в классе школы №21 г. Кирова.

Глава 1. Структура и содержание базы данных математических задач для подготовки к ЕГЭ

1.1 Содержание базы данных математических задач

Эксперимент по введению единого государственного экзамена (ЕГЭ) по математике проводится уже седьмой год; с каждым годом к нему подключаются всё новые и новые регионы страны. Эксперимент, по мнению специалистов, дает объективную информацию о реальном уровне подготовки выпускников, которая представляет интерес и для широкой общественности, и для разработчиков стандартов математического образования и других документов, направленных на модернизацию математического образования [7].

Как известно, главной особенностью ЕГЭ по математике и его отличием от выпускного школьного и вступительного в вуз экзаменов остается его двойная цель: оценить математическую подготовку каждого школьника по курсу алгебры и начал анализа Х-ХI классов и отобрать наиболее подготовленных учащихся для того, чтобы вузы могли в соответствии со своими требованиями зачислить абитуриентов по результатам единого экзамена. При этом все выпускники имеют равные возможности, так как экзамен проводится по единым текстам, по единой технологии, а проверка и оценивание работ осуществляются по единым критериям [16].

В соответствии с этой двоякой целью единого экзамена выстраиваются подходы к отбору контролируемого содержания и к определению структуры экзаменационной работы.

Так как одной из целей ЕГЭ является аттестация школьников по курсу алгебры и начал анализа Х-ХI классов, и программы вступительных экзаменов в вузы содержат обширный материал по этому курсу, то значительную часть экзаменационной работы составляют задания разного уровня сложности, проверяющие уровень усвоения материала курса алгебры и начал анализа. Остальные 4 задания проверяют усвоение стереометрии и материала основной школы, традиционно проверяемых на вступительных экзаменах в вузах (проценты и пропорции, арифметическая и геометрическая прогрессии, планиметрия). Результаты выполнения этих «абитуриентских» заданий не учитываются при выставлении аттестационной оценки [8].

Неизменным осталось и разделение работы на три части по уровню сложности включаемых в них заданий. Первая часть содержит задачи обязательного уровня сложности, вторая - задачи более сложные, требующие применения знаний и умений в несколько измененной ситуации, а третья часть работы включает самые трудные задачи, посильные наиболее подготовленным учащимся. Так же, как и в предыдущие годы, используются задания трех типов: задания с выбором ответа, задания с кратким ответом (ответом является целое число или число, записанное в виде десятичной дроби) и задания с развернутым ответом. При этом технология объективного и единообразного контроля больших массивов учащихся предполагает использование заданий с выбором ответа и кратким ответом, проверка которых позволяет применять автоматизированные способы контроля. Однако традиции российской школы и цели современного образования, указанные в программных документах последних лет, предполагают формирование умений проводить дедуктивные рассуждения при решении задач. Поэтому определенную часть заданий КИМов составляют задачи с развернутым ответом [21].

Охарактеризуем особенности каждого из этих типов заданий и покажем, на что надо обратить внимание при их выполнении [12].

Задания с выбором ответа

Задания с выбором ответа составляют половину заданий работы. К каждому из них приложены четыре варианта ответа, из которых только один верный. При выполнении большинства таких заданий вряд ли удастся угадать верный ответ, не решая задания. Для экономии времени специалисты советуют делать только такие записи, которые необходимы для получения ответа, так как решение этих заданий приводить не требуется. Полученный ответ надо сравнить с ответами, предложенными к заданию, и в соответствующем месте «Бланка ответов №1» отметить номер выбранного ответа.

При этом следует иметь в виду, если даже полученный ответ совпал с одним из предложенных к заданию, то это не обязательно означает, что задание решено верно. Возможно, что выбран ответ, в котором учтена именно та ошибка, которая была допущена при решении. Тем не менее, не целесообразно решать это задание еще раз, лучше, в целях экономии времени, перейти к следующему. Если останется время, то обязательно надо проверить решения всех выполненных заданий.

Если полученный ответ не совпал ни с одним из предложенных к заданию, то это означает, что он неверный.

Задания с выбором ответа помещены в начале Части 1. Они составлены с учетом обязательных требований к математической подготовке выпускникам средней школы. Эти задания типичны для той или иной темы программы по математике, методы их решения известны, а сами решения отрабатывались в процессе обучения. За верное выполнение этих заданий выставляется 1 балл.

Задания с кратким ответом

Задания с кратким ответом, включенные в работу, различаются по уровню сложности. В Часть 1 включены три задания обязательного уровня, в Часть 2 - 8 заданий повышенного уровня. Ответом на эти задания является либо целое число, либо число, записанное в виде десятичной дроби. При их выполнении надо уделить основное внимание проведению правильных преобразований и вычислений, т. е. тем действиям, которые приводят к получению верного числового ответа. Для экономии времени можно не обращать внимание на полноту и аккуратность записи необходимых выкладок или рассуждений, проводить в «уме» промежуточные преобразования, так как приводить запись решения не требуется.

В большинстве заданий с кратким ответом Части 1 обязательного уровня сложности по материалу курса алгебры и начал анализа предлагается найти значение выражения либо решить уравнение показательное или другого вида.

Задания с кратким ответом Части 2 повышенного уровня сложности разнообразны по тематике, восемь из них - по материалу курса алгебры и начал анализа, два задания - по курсу планиметрии и стереометрии и одна текстовая задача по курсу алгебры основной школы. Уровень этих заданий явно выше, чем в Части 1.

За верное выполнение заданий с кратким ответом любого уровня сложности выставляется 1 балл.

Задания с развернутым ответом

Задания с развернутым ответом, включенные в работу, различаются по уровню сложности. В Часть 2 включены два задания повышенного уровня сложности. В Часть 3 включены три задания высокого уровня сложности, которые доступны только тем, кто имеет высокую математическую подготовку и может творчески применять свои знания. Эти задания очень сложные, они доступны далеко не каждому не только хорошо подготовленному школьнику, но и отличнику. В тоже время задания повышенного уровня с развернутым ответом, включенные в Часть 2, доступны хорошо подготовленным на школьном уровне «хорошистам» и отличникам.

В задачах повышенного уровня с развернутым ответом проверяется владение известными алгоритмами действий и методами решений, которые нужно выбрать и применить в нестандартной ситуации, например, при рассмотрении различных случаев, следующих из условия задачи (в условии переменная содержится под знаком модуля), или потребуется переформулировать условие задачи, чтобы выбрать соответствующий способ ее решения (например, перевести условие с «графического языка» на аналитический язык, когда нахождение нулей функции «заменяется» решением уравнения). При их решении не потребуется выполнять многошаговые преобразования и вычисления, а также применять какой-либо особый, необычный рациональный прием решения. При записи решения этих задач не потребуется давать обоснования шагов решения. Так как правильный выбор и применение соответствующих правил, формул и алгоритмов действий или правильная переформулировка условия задачи будут свидетельствовать об усвоении поверяемого материала и знании границ его применения.

Критерии оценки выполнения этих заданий не требуют приведения обоснований выполненных шагов решения, а учитывают только правильность: выбранных приемов или методов решения, формул, правил и свойств математических объектов, выполнения преобразований и вычислений. Выполнение этих заданий оценивается экспертами и в зависимости от правильности приведенного решения за него выставляется от 0 до 2 баллов максимально.

Задания высокого уровня сложности с развернутым ответом, помещенные в Части 3, предлагаются не только для того, чтобы проверить умение учащихся отвечать на поставленный вопрос, но и умение обосновать свои действия, выводы, построить логически верную цепочку рассуждений и выкладок и математически грамотно записать решение.

При выполнении этих заданий надо обратить внимание на то, чтобы сделанные выкладки были последовательны и логичны, переходы к следующему шагу решения были обоснованы (выводы подкреплены ссылками на изученные свойства и признаки математических объектов, на изученные формулы), математические термины и символы использованы корректно.

Сложность заданий высокого уровня объясняется, в первую очередь тем, что при их решении необходимо применить знание материала, относящегося к различным разделам школьного курса математики. Например, дается уравнение, которое содержит квадратичную функцию и модуль логарифма, а при его решении надо решить неравенство. Или при решении неравенства требуется исследовать функцию на монотонность, для чего придется найти ее производную. В задании на исследование функции вполне может потребоваться знание тригонометрической функции (например, синуса) и области определения арифметического корня. Основная цель задач в Части 3 - проверка того, на сколько уверенно и творчески ученики умеют интегрировать и применять сведения и факты из различных разделов курса математики средней школы.

Выполнение этих заданий оценивается экспертами, и в соответствии с критериями оценки может быть выставлено от 0 до 4 баллов.

Вместе с тем структура экзаменационной работы претерпела определенные изменения. До 2005 года каждая часть работы состояла из заданий одного типа: первая включала только задания с выбором ответа, вторая - с кратким ответом, и только задачи высокого уровня представляли собой задания с развернутым ответом. С 2005 года в Части 1 используются не только задания с выбором ответа, но и задания с кратким ответом. Это связано с тем, что некоторые задания очень неудобно и неестественно выглядят при формулировке их в виде заданий с выбором ответа. Так, например, если в задании на решение уравнения в качестве ответов, из которых нужно выбрать один правильный, предлагаются корни уравнения, то не всегда получишь информацию о том, умеет ли ученик решать данное уравнение, так как он может выявить корень уравнения при помощи проверки подстановкой. Поэтому привычное ученикам задание «Решите уравнение…» приходится трансформировать в задания типа «Найдите сумму корней уравнения…» (когда уравнение имеет более одного корня) или «Какому промежутку принадлежит корень уравнения…» (когда уравнение имеет один корень). При этом формулировки становятся непривычными для учащихся, а выполнение задания требует кроме решения уравнения проведение дополнительного действия. Наличие дополнительного условия по сравнению со стандартной формулировкой может приводить к искажению процента выполнения этих заданий. Возможно, что часть учащихся, верно решив уравнение, неверно выбрала промежуток, которому принадлежит данный корень. По мнению И. Высоцкого, именно в связи с этим, с 2005 года для проверки умения решать уравнения используются задания с кратким ответом, что позволяет сохранить стандартную формулировку соответствующих этой цели заданий [5].

В заданиях на простейшие преобразования числовых выражений, как правило, решение заключается в одном-двух действиях, а потому подобрать несколько «правдоподобных» ответов к заданию весьма сложно. В этих случаях также целесообразнее давать задание с кратким ответом.

Кроме того, уменьшение числа заданий с выбором ответа позволяет снизить вероятность угадывания верных ответов на задания Части 1. С 2005 года принятая норма выставления удовлетворительной аттестационной отметки (выполнение не менее 6 заданий) практически сводит к нулю вероятность угадывания ответов на 6 заданий из 10.

Второе существенное отличие в структуре работы с 2005 года заключается в том, что в Части 2, содержащей задания повышенного уровня сложности, предполагается наряду с заданиями с кратким ответом использовать и задания с развернутым ответом. Заметим, что традиционно высокие оценки по математике выставляются тем учащимся, которые показывают умение найти решение сложной задачи и математически грамотно записать его, приводя соответствующие обоснования. До 2005 года эти умения проверялись при помощи заданий Части 3 экзаменационной работы. В 2004 году в эту часть входило 4 задания. И только одно из них было рассчитано на «отличников», подготовка которых отвечает требованиям, предъявляемым к «школьной пятерке», остальные три были рассчитаны на тех, кто имеет значительно более высокий уровень подготовки, отвечающий требованиям вступительных экзаменов в вузы. При этом система вставления оценок за ЕГЭ такова, что даже для получения аттестационной оценки «5» ученик может верно выполнить не все аттестационные задания, а несколько меньше. Например, в 2004 году можно было решить 20 задач, из которых ни одна не представлена задачей, требующей записи решения. Чтобы исправить создавшееся положение, два задания Части 2, т.е. задания повышенной сложности, отнесены к типу заданий с развернутым ответом; одновременно число заданий Части 3 было сокращено до трех. Как считает Е. Неискашева, сложность этих трех заданий остается высокой, что связано с необходимостью дифференцировать выпускников, действительно имеющих высокий уровень математической подготовки [19].

Материал минимумов содержания старшей и основной школы сгруппирован по темам, включающим близкие по тематике вопросы содержания или общие методы решения.

Перечислим основные вопросы содержания школьного курса математики, усвоение которых проверяется при сдаче ЕГЭ [12].

1. Выражения и преобразования.

Корень степени n. Степень с рациональным показателем. Логарифм. Синус, косинус, тангенс, котангенс. Прогрессии.

2. Уравнения и неравенства.

Уравнения с одной переменной. Равносильность уравнений: распознавать равносильные уравнения. Общие приемы решения уравнений. Решение простейших уравнений. Системы уравнений с двумя переменными. Неравенства с одной переменной. Системы неравенств. Совокупность неравенств.

3. Функции.

Числовые функции и их свойства. Производная функции. Исследование функции с помощью производной. Первообразная.

4. Числа и вычисления.

Проценты. Пропорции. Решение текстовых задач.

5. Геометрические фигуры и их свойства. Измерение геометрических величин.

Признаки равенства и подобия треугольников. Решение треугольников (сумма углов треугольника. Неравенство треугольника. Теорема Пифагора. Теорема синусов и теорема косинусов). Площадь треугольника. Многоугольники. Окружность. Равные векторы. Координаты вектора. Сложение векторов. Умножение вектора на число. Угол между векторами. Скалярное произведение векторов. Многогранники. Тела вращения. Комбинации тел.

С педагогической точки зрения отечественный тест ЕГЭ представляет собой тест успеваемости. По мнению С. Зеленова, теоретически тесты успеваемости подразделяются на два вида: тесты скорости и тесты мощности. По тестам скорости у испытуемых обычно не хватает времени ответить на все вопросы. По тестам мощности у каждого такая возможность есть, но только возможность, поскольку в таком тесте всегда содержатся заведомо трудные задания, обычно непосильные для большинства испытуемых [14].

В тестах ЕГЭ по математике их авторы соединили «в одном флаконе» оба направления. Опыт показывает, что реально за отведенное время и в жестких условиях атмосферы ЕГЭ ответить полностью правильно на все вопросы не может даже большинство учителей математики [21]. Таким образом, подготовка к успешному написанию ЕГЭ отличается от привычной для нас методики обучения школьников математике «вообще».

А. В. Белошистая сформулировала некоторые принципы построения методической подготовки к ЕГЭ [1].

Первый принцип - тематический. Разумнее выстраивать такую подготовку, соблюдая «правило спирали» - от простых типов заданий до заданий со звездочками, от комплексных типовых заданий до заданий раздела С.

Второй принцип: на этапе подготовки тематический тест должен быть выстроен в виде логически взаимосвязанной системы, где из одного вытекает другое, т. е. выполненный «сегодня» тест готовит к пониманию и правильному выполнению «завтрашнего».

Третий принцип: все тренировочные тесты следует проводить с жестким ограничением времени. Занятия по подготовке к тестированию нужно стараться всегда проводить в форсированном режиме с подчеркнутым акцентированием контроля времени. Темп такого занятия учитель должен задать сразу и держать на протяжении всего урока во что бы то ни стало, используя время занятия до последней секунды. Этот режим очень тяжел школьникам на первых порах, но, привыкнув к этому, они затем чувствуют себя на ЕГЭ намного спокойнее и собраннее.

При подготовке к ЕГЭ происходит увеличение умственной нагрузки на уроках математики, что заставляет задуматься над тем, как поддержать у учащихся интерес к изучаемому предмету, их активность на протяжении всего урока.

Разрешить эту проблему можно, используя компьютер на уроках математики. Это позволит создать информационную обстановку, стимулирующую интерес учащихся, облегчит работу учителя и повысит эффективность обучения.

1.2 Информационные технологии как особый вид информационных ресурсов

1.2.1 Основные понятия

Уровень развития информационных ресурсов всё в большей мере определяет место нашей страны в современном мире.

Значительное разнообразие видов информационных ресурсов и технологий работы с ними приводит к значительным проблемам при их формировании и использовании. А отсутствие единства в понимании и определении информационного ресурса как объекта, приводит к осложнениям при формировании национальной политики по использованию, формированию и сохранности информационных ресурсов.

Прежде всего, следует обратить внимание на то, что в буквальном смысле понятие «информация» тождественно понятиям «сведения», «данные», «познания», «знания».

В законе об информации дано следующее определение: «Информация - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления» [33].

Однако понятия «сведения» и «данные» входят в более общее понятие - «знание». Следовательно, понятие «информация» может быть определено как общий объем накопленных человечеством знаний. Но в разных источниках при определении знаний, включаемых в понятие информации, используются различные подходы.

Информация определяется как знания, являющиеся продуктом исследовательской деятельности в области естественных и общественных наук или касающиеся этой деятельности, с одной стороны, и знания, имеющие отношения к технике, с другой стороны. Техника в широком смысле слова включает научные, инженерные, управленческие и другие смежные с ними знания.

Обобщая данный подход, А. П. Веревченко с соавторами определил информацию как общий объем знаний об окружающей нас действительности, т.е. информация, в строгом смысле, - это знание, включенное непосредственно в коммуникативный процесс [4].

Несмотря на широкое использование понятия «информационный ресурс», в настоящее время отсутствует его общепринятое определение, что делает проблематичным разработку эффективной политики любого уровня по созданию информационных ресурсов и промышленной эксплуатации в интересах науки, техники, промышленности управления, образования.

Прежде всего, необходимо обратить внимание на то, что понятие «информационный ресурс» возникло не в процессе переосмысления роли информации во всех видах общественной деятельности, как утверждают многие, а в результате внедрения в исследования по созданию и интеграции информационных служб программно-целевого подхода.

Ресурсами называют материалы, которыми располагает общество и которые, при необходимости, могут быть использованы для достижения конкретных целей развития общества.

Информация стала рассматриваться как один из видов ресурсов, потребляемых в общественной практике.

Но включение информации в состав ресурсов не снимает неопределенности термина «информационный ресурс», поскольку нет определенного подхода к тому, какую информацию считать ресурсом, а какую не считать.

Обобщая изложенное, предлагается принять следующее определение: информационные ресурсы - это вся накопленная информация об окружающей нас действительности, которая может быть зафиксирована на материальных носителях или в любой другой форме, обеспечивающей передачу информации во времени и пространстве между различными потребителями для решения любых задач [4].

Следует подчеркнуть, что информация, не удовлетворяющая принятым параметрам и критериям, не должна уничтожаться.

Сбор всей информации и требование сохранности «дефектной» информации лежит в основе деятельности наиболее эффективных информационных систем и является важным методологическим принципом их построения.

Поэтому целостность информационных ресурсов обеспечивается в том и только в том случае, если потребитель (пользователь) имеет доступ ко всем классам носителей, на которых зафиксирована информация, необходимая для решения стоящих перед ним задач.

Специалисты выделяют несколько классов информационных ресурсов:

· персонал - память людей, обладающих знаниями и квалификацией в различных областях науки и техники;

· документы всех видов и их собрания, на любых видах носителей (в том числе все виды машиночитаемых носителей, используемых в вычислительной технике и технике средств связи);

· объекты неживой и живой природы и их коллекции, к которым относятся: промышленные образцы, рецептуры и технологии, конструкционные материалы, программные продукты, технические системы (объекты), стандартные образцы (в метрологии), т.е. любые объекты, созданные в процессе производства и являющиеся овеществленным результатом научной и производственной деятельности людей, а также семенной материал, линии животных, микроорганизмы, биологические материалы и т.д.

· научный инструментарий (в том числе: автоматизированные системы научных исследований, автоматизированные рабочие места научных работников и проектировщиков, экспертные системы и базы знаний, измерительные и испытательные комплексы и т.д.).

· организационные единицы - научные, производственные, управленческие и другие организации, располагающие кадровыми, техническими, производственными, финансовыми и прочими возможностями для решения определенного круга задач.

1.2.2 Информатизация образования

Как уже отмечалось, в настоящее время идет информатизация всех сфер человеческой деятельности. Особое место в средствах информатизации занимает компьютер. Академик Н. Н. Моисеев считал создание компьютера столь же крупной вехой в становлении человечества, как и использование огня. С появлением компьютера появились возможности автоматизации элементов умственного труда в результате освобождения человека от рутинных операций и замыкания части информационных потоков на компьютер. Современный компьютер дает возможность накапливать необходимую информацию: накапливать в памяти статьи, книги, музыку, фильмы и извлекать эту информацию по мере необходимости. Любой человек, умеющий пользоваться Интернетом, может получить интересующую его информацию из Сети.

Книгопечатание положило начало бумажной технологии, появление компьютера открыло эру технологии безбумажной, наступление которой академик В. М. Глушков предвидел еще в 60-е годы XX века. Появилась возможность создавать автоматизированные системы обработки информации. Телефонная сеть, а затем специализированные сети передачи данных послужили хорошей основой для создания Интернета. Достижения информатики легли в основу создания компьютерных сетей с серверами баз данных, автоматизированных информационных систем, электронной почты и телеконференций, автоматизированных систем управления и обучения и других отличительных черт современного мира.

Информатизация образования - это процесс модернизации сферы образования под влиянием методологии информатики, а также использование в обучении, развитии и воспитании учащихся средств информатизации и информационных технологий. Содержанием процесса информатизации образования является:

- становление учебных дисциплин, обеспечивающих подготовку учащихся в области информатики;

- создание и освоение учителями новых средств обучения, основанных на средствах информатизации;

- внедрение информационных технологий во все учебные дисциплины, освоение учителями новых методов и форм учебной работы;

- изменение содержания всех учебных дисциплин;

- совершенствования механизмов управления системой образования на основе использования распределенных информационных ресурсов и компьютерных сетей;

- использование математических методов и информационного моделирования в управлении педагогическими системами.

Информатизация образования требует специальной подготовки педагогов. В связи с этим, осуществляется процесс повышения их квалификации к использованию информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в профессиональной деятельности. Этот процесс осуществляется высокими темпами, широкомасштабно и при мощной поддержке со стороны Министерства образования.

За последние несколько лет удалось создать систему массовой подготовки работников общего образования в области ИКТ.

Вместе с тем количество обученных педагогов, по мнению экспертов, далеко не совпадает с числом тех, кто компетентно (то есть целенаправленно и самостоятельно, со знанием требований к профессиональной деятельности в условиях информатизации образовательного пространства и своих возможностей и ограничений соответствовать предъявляемым требованиям) способен применять ИКТ в процессе обучения, воспитания, методической деятельности, собственного непрерывного профессионального педагогического образования. Качественные изменения в профессиональной деятельности педагогов, прошедших обучение, не отвечают ожиданиям.

Анализ исследований и практических работ специалистами в области подготовки педагогов к использованию ими ИКТ в профессиональной деятельности позволяет сделать вывод, во-первых, об акцентуации поиска на технологиях, минуя концептуальное обоснование разработок. Во-вторых (и это касается, прежде всего, системы повышения квалификации работников образования), в значительной мере наблюдается перенос моделей обучения ИКТ в область дополнительного профессионального педагогического образования из сфер, имеющих дело с качественно другим профессионализмом (например, ориентация на модели базового профессионального образования: технического, экономического и др.).

В области освоения педагогами ИКТ упор делается на освоение ими этих технологий, главным образом, для совершенствования специально-предметного компонента профессиональной компетентности (пополнение знаний в области преподаваемого предмета и совершенствование способов обучения школьников). Ставится задача обучения педагога использованию ИКТ в учебном процессе для повышения его качества и эффективности. Имеется в виду, что педагог сможет самостоятельно определить меру педагогической целесообразности использования ИКТ, опираясь на системное видение возможностей и ограничений ИКТ как дидактического средства.

Вместе с тем практики, ориентирующей учителей на использование ИКТ в решении более широкого спектра образовательных задач (воспитание, дополнительное образование детей), недостаточно, и она имеет сугубо инновационный и фрагментарный характер. Освоение же педагогами ИКТ для решения проблем преобразования собственной системы педагогической деятельности с целью изменения условий своего непрерывного профессионального педагогического образования остается скорее тем, что «имеется в виду», но специально не артикулировано.

В результате процесса информатизации образования постепенно формируется «компьютерное поколение», то есть молодежь, для которой компьютерная техника и информационные технологии станут привычным средством решения разнообразных задач в любых сферах деятельности. Компьютер превращается в эффективный инструмент, облегчающий усвоение знаний по различным предметам, делающий более интересным и живым весь процесс обучения. При этом может достигаться большая индивидуализация обучения, учет степени усвоения материала конкретными учениками.

Изменение целей и содержания обучения является ведущим звеном процесса информатизации образования. При этом происходит и технологическое переоснащение учебного процесса, и появление новых методов и организационных форм обучения.

Изменение содержания обучения идет по нескольким направлениям.

Первое направление связано со становлением учебных дисциплин, обеспечивающих общеобразовательную подготовку учащихся в области информатики.

Второе - с расширяющимся использованием средств информатизации, применение которых становится нормой во всех областях человеческой деятельности. Этот процесс влечет за собой изменение предметного содержания всех общеобразовательных учебных дисциплин.

Третье направление связано с глубинным влиянием информатизации на цели обучения.

Информационные технологии открывают каждому обучаемому доступ к практически неограниченному объему информации и ее аналитической обработке, что обеспечивает включенность в информационные потоки общества. Средства информатизации представляют собой универсальное средство познавательно-исследовательской деятельности, являются вторым по значимости, после письменности, знаковым орудием, обеспечивающим оперативный обмен информацией по содержанию выполняемой деятельности.

Педагогически целесообразное использование информационных технологий позволяет усиливать интеллектуальные возможности учащегося, воздействуя на его память, эмоции, мотивы, интересы, создает условия для перестройки структуры его познавательной деятельности.

Распространение информационных технологий в сфере образования - мощный рычаг формирования личностных качеств учащихся, необходимых для жизни в условиях, порождаемых информатизацией общества. Решающе значение здесь имеет система социальной организации учебно-воспитательного процесса, которая переводит требования технологии на язык культуры взаимоотношений между людьми. Естественной культурной средой информационных технологий в сфере образования является педагогика сотрудничества. Ее сочетание с информационными технологиями обеспечивает углубление и развитие человеческих контактов между всеми участниками учебно-воспитательного процесса, создает наиболее благоприятные условия для всестороннего и гармоничного развития личности.

В этих условиях неизбежен пересмотр традиционных форм организации учебной работы: увеличение самостоятельной, индивидуальной и групповой работы учащихся, отход от урока с преобладанием объяснительно-иллюстративного метода обучения, увеличение объема практических и лабораторных работ поискового и исследовательского характера, внеаудиторных занятий, которые являются обязательной составной частью современного целостного учебного процесса.

Таким образом, информатизация образования создает основу для качественного преобразования процессов обучения, воспитания и развития учащихся, ведет к изменению содержания обучения в соответствии с новыми целями, стоящими перед изменяющимся обществом. В какой мере удастся реализовать этот потенциал, зависит от готовности учителя использовать средства информатизации и информационные технологии в своей работе. Использование возможностей информационных технологий совершенствует процесс преподавания и учения, изменяет характер познавательной деятельности учеников, формирует у них умения и навыки использования средств и методов информатики.

1.2.3 Базы данных как вид информационных ресурсов

Одной из основных составляющих и определяющих прогресса человеческого общества является уровень его коммуникабельности. Развитие технических средств связи способствовало прогрессу коммуникабельности. Современная коммуникабельность общества все более принимает компьютерный вид, основу которого составляет компьютерная телекоммуникация.

По мнению Н. А. Старцевой, в рамках компьютерной телекоммуникации пользователь ЭВМ получает возможность: организовать электронную почту, получать доступ к удаленным базам данных (базам знаний), разделять вычислительные ресурсы в рамках локальных (ЛВС) или глобальных вычислительных сетей (ГВС), участвовать в теледискуссиях и многое другое [29].

Как было сказано выше, информация может быть зафиксирована. Это повышает эффективность и качество её использования. В зависимости от способа фиксации информации, специалисты выделяют различные классы носителей информации [4]:

· персонал (память людей);

· документы всех видов и их собрания на любых видах носителей;

· объекты живой и неживой природы и их коллекции (промышленные образцы, рецептуры и технологии, программные продукты, технические системы);

· научный инструментарий (автоматизированные системы научных исследований, экспертные системы и базы знаний);

· организационные единицы.

С появлением современного научного инструментария, оснащенного вычислительной техникой, возрастает роль программных продуктов, ведущих обработку информации, методических, алгоритмических и математических методов.

Особое место в научном инструментарии занимают информационные технологии, в том числе и базы данных [15].

Сегодня трудно себе представить сколько-нибудь значимую информационную систему, которая не имела бы в качестве основы или важной составляющей базу данных. Концепции и технологии баз данных складывались постепенно и всегда были тесно связаны с развитием систем автоматизированной обработки информации. Создание баз данных после появления реляционного подхода превратилось из искусства в науку, но, как показала практика последних лет, все же окончательно его не исключившая. Тем не менее, сейчас это вполне сложившаяся дисциплина, основанная на достаточно формализованных подходах и включающая широкий спектр приемов и методов создания баз данных.

Как отмечается специалистами, базам свойственна «перманентность» данных. Соответственно назначение систем управления базами данных (СУБД) - обеспечение в течение длительного времени их сохранности, а также возможностей выборки и актуализации. Данные существуют всегда, пока есть потребность в их использовании, хотя характер их использования, как и пути извлечения практической пользы могут быть самыми разными: от оперативной актуализации знаний до уничтожения данных, от их использования для совершенствования сложных систем управления до формирования учебных пособий [6].

Базы данных в стремительно, а в какой-то степени и сумбурно развивающихся информационных технологиях - это сравнительно консервативное направление, где СУБД и сами базы представляют собой «долговременные сооружения». Элементарная база ЭВМ и парадигмы программирования меняются быстрее, чем хранимые данные меняют актуальность. В таких условиях, в отличие от прикладных программистов, создатели баз данных (от разработчиков СУБД до администраторов БД) должны постоянно помнить о проблеме «наследственности» - о том, как интегрировать в создаваемую систему наследуемые данные, находящиеся под управлением устаревшей СУБД, и о том, как построить систему, чтобы вновь создаваемые данные могли быть, в свою очередь, наследованы следующим поколением систем и разработчиков.

Достаточно консервативны и концепции баз данных. Эта консервативность - следствие не только свойства «долговечности», но и того факта, что базы вторичны по отношению к описываемым ими реальным процессам и объектам, достаточно стабильным и типичным. Кроме того, модели данных строились в значительной степени по аналогии с организационными и технологическими структурами - иерархическими, сетевыми, матричными.

Широкое использование баз данных различными категориями пользователей привело, с одной стороны, к созданию интерфейсов, требующих минимум времени на освоение средств управления системой, а с другой - к построению мощных, гибких СУБД, имеющих, в том числе развитые средства защиты данных от случайного или преднамеренного разрушения. Появились и средства автоматизации разработки, позволяющие создать базу данных любому пользователю, даже не владеющему основами теории БД.

Но, как было отмечено ранее, база данных - это важная, но не основная (функционально), а обеспечивающая (информационная) составляющая некоторой, обычно достаточно крупной «человеко-машинной» системы. И здесь интересно отметить принципиальное отличие в развитии способностей взаимодействующих субъектов (человек - машина). Разделение информации на табличную (числовую), текстовую и графическую отражает последовательность, в которой эти виды информации «осваивались» компьютерами. Первые языки программирования были рассчитаны исключительно на обработку числовой информации. Первыми появляются и табличные базы данных, также преимущественно рассчитанные на обработку числовых таблиц (файлов). Затем осваиваются текстовые файлы и текстовые БД (автоматизированные информационно-поисковые системы с библиографическими и полнотекстовыми базами). Наконец, с существенным повышением быстродействия и емкости памяти компьютеров на сцену выходят графические и мультимедийные базы.

Эта последовательность прямо противоположна той, в которой данные виды информации осваивает человек. Действительно, сначала он знакомится с графическими образами (птички, цветочки и бабочки на шкафчиках для одежды в детском саду), затем - учится читать и писать, а только потом осваивает таблицу умножения.

Создание практически полезной «серьезной» базы данных в равной степени зависит как от «фундаментальности» знаний разработчика в области концепций и технологий СУБД, так и от степени понимания им сегодняшних и будущих прикладных задач пользователя, не только от адекватности применения тех или иных типовых или оригинальных решений, с той или иной степенью успешности позволяющих использовать, сопровождать и развивать систему после разработчика.

При создании баз данных, в свою очередь могут использоваться все вышеуказанные классы информационных ресурсов.

В настоящее время процесс информатизации и глобальной массовой коммуникации охватил и современное образование. В связи с этим, ведется активное использование информационных и коммуникационных технологий в образовании.

Таким образом, на современном этапе для достижения больших результатов в процессе обучения, необходима разработка совершенно новых подходов к работе с таким видом информационных ресурсов как базы данных.

При недооценке этого информационного ресурса снижается эффективность работы, затрачивается большее количество времени на подготовку к урокам и на организацию учебной деятельности.

1.2.4. Программные и аппаратные средства реализации баз данных

Н. Угринович в своем учебнике дает следующее определение базы данных. База данных - совокупность определенным образом организованной информации на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области) [31]. Например:

· база данных книжного фонда библиотеки;

· база данных кадрового состава учреждения;

· база данных законодательных актов в области уголовного права;

· база данных современной эстрадной песни;

· база данных математических задач.

Е. А. Васенина дает более полное определение этого термина [3]. База данных (БД) - организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ, постоянного обновления и использования.

В большинстве случаев базу данных можно рассматривать как информационную модель некоторой реальной системы, например сборника задач по математике. Такую систему называют предметной областью базы данных и информационной системы, в которую она входит.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7