Деякі проблеми підготовки фахівців на основі перспективних інформаційних технологій
В.М. Курейчик, Є.В. Потрібно
"Немає прагнення більш природного, ніж прагнення до знання"
М. Монтень
"Не в кількості знань полягає освіту, але в повному розумінні і майстерному застосуванні всього того, що знаєш"
А. Дістервег
Введення
Ще з глибокої давнини людство вважало, що освіта - наріжний камінь культури, економіки, політики та військової могутності держави. У зв'язку з цим проблема підготовки висококваліфікованих фахівців буде постійно актуальною. Ми стоїмо на порозі XXI століття. Від того, з якою концепцією вищої освіти ми увійдемо в наступне тисячоліття, залежить майбутнє багатьох поколінь. Науково-технічний прогрес все більше вторгається в наше життя. Нові технології в усіх областях безперервно змінюються і вдосконалюються кожні 2 - 5 років. Адаптуватися до безперервно змінюється світу, бути в ньому активною дійовою особою, головним перетворювачем, творцем і рушієм прогресу, залишаючись високо культурною людиною - ось завдання фахівця майбутнього.
Проблеми підготовки фахівців майбутнього трансформуються разом з політичними і соціально-економічними змінами в країні і суспільстві, а їх зміст і засоби рішення відображають позицію держави і суспільства по відношенню до системи вищої освіти, а також можливості конкретних університетів і вузів в нових умовах розвитку.
Розглянемо деякі підходи до підготовки фахівця майбутнього і наше бачення деяких проблем технічного університету.
Найбільшою мірою схильні до впливу зовнішнього середовища (розвитку науки, техніки і технологій) технічні університети, створюють і розширюють сферу впровадження і масового освоєння всіх прогресивних технічних досягнень, доведених до рівня промислових, професійних і побутових технологій.
1. Перспективні інформаційні технології на службі підготовки фахівців
В даний час у світі склалися дві основні концепції підготовки фахівців - американська та європейська, які поступово зближуються на основі тези: "широта в освіті, глибина у дослідженнях" [1]. Широта в освіті передбачає у перші два роки навчання отримання великих знань про всі аспекти математики, фізики, інформатики, біології, економіки, соціології та інших класичних і сучасних наук. Глибина досліджень передбачає вивчення комплексних сучасних і нових підходів до розв'язання задач на стику детально опрацьованих наукових напрямів, створення перспективних технологій і застосування їх в реальній практичній діяльності.
В умовах складності процесів становлення оновлюваної системи вищої освіти варіантом, що гарантує успіх, є зв'язок випускаючої кафедри вузу з фірмами за схемою взаємної зацікавленості:
кафедра для фірм - підготовка фахівців, індивідуальне навчання на замовлення і планам фірм або їх підрозділів, розробки, перепідготовка персоналу;
фірми для кафедри - допомога в придбанні засобів обчислювальної техніки (ОТ) та іншого обладнання, стажування, практика, виконання реальних курсових і дипломних проектів.
При цьому вирішальним чинником такої співпраці служить рівень (ціна) фахівця, підготовленого в умовах ВНЗ. Тому, щоб існувати, кафедра повинна мати можливості і засоби підготовки фахівців найвищого рівня [2]. Людство вступило в нову фазу інформаційної революції, коли інформація стала ключовим і необхідним елементом існування людства, інформатика - однією з визначальних наукових дисциплін, а інформаційні технології - рушійною силою розвитку суспільства. Тому рівень підготовки сучасного фахівця, крім професійного володіння основами своєї спеціальності, загальнотехнічних, соціальних і гуманітарних наук, значною мірою визначається його включеністю у світовий інформаційний простір;
умінням ефективно організувати і підтримувати професійні та довільні інформаційні процеси;
умінням грамотно оперувати інформаційними ресурсами (накопичувати, зберігати) і використовувати для цього всілякі технічні засоби;
умінням ефективно працювати з інформацією (знаходити, перетворювати, представляти, оформлювати у вигляді, зручному для інших, і т.п.).
Формування стійкого "багажу" зазначених знань і навичок є наслідком знання і освоєння цілого ряду перспективних інформаційних технологій. Інформаційна технологія - система методів, засобів і прийомів (способів) збору, наповнення, зберігання, пошуку, обробки та видачі інформації.
Нові та перспективні інформаційні технології (ПІТ) пов'язують з використанням сучасної та перспективної електронної техніки для обробки інформації (ВТ, техніка зв'язку, побутова електроніка, теле-і радіомовлення) [3, 4].
Сучасний фахівець повинен стійко володіти хоча б п'ятьма головними "діловими" комп'ютерними технологіями (персональні бази даних, обробка текстів, електронні таблиці, ділова графіка, обмін даними в локальних обчислювальних мережах), які представляють необхідний "заліковий мінімум" для осягнення більш складних і потужних ПІТ .
Основні напрямки ПІТ [5 - 10]:
телекомунікації, локальні, корпоративні, глобальні та комбіновані обчислювальні мережі;
відкриті системи і підтримка розподілених обчислень на основі об'єктної орієнтації та технології "клієнт-сервер";
мультимедіа, у тому числі підтримка звуку, зображень (графіка, слайди, анімація), відео, гіпермедіа, експертмедіа;
підтримка складних середовищ (віртуальна реальність, фільми або ігри з альтернативними або гіпер-сценаріями).
Показово, що кожна ПІТ будь-якого напрямку складається з постійно вдосконалюється і розширюється набору фізичних явищ, технологічних та інформаційних процесів, технічних прийомів, засобів ОТ та іншого (часто спеціального) устаткування, програмних систем і середовищ.
Розглянемо на прикладах ПІТ різних напрямків нові властивості і можливий, які можуть внести ПІТ в процес навчання.
Мережеві технології вирішують ключову проблему оперативного доступу до інформації незалежно від місця її зберігання. Спільнота глобальних мереж Internet та інтегровані з нею RUNNET, RELCOM та інші спочатку орієнтовані на зберігання, передачу і пошук найрізноманітнішої інформації, самонавчання і навчання. Показовим є те, що практично всі створені ПІТ в першу чергу стають надбанням Internet - потужного полігону для апробації всіх програмних, апаратних і технологічних новинок. Тому, працюючи в Internet, користувач постійно освоює все нові і нові ПІТ, поповнюють арсенал його знань і навичок. Крім того, саме Internet, як всесвітня інформаційне середовище, є природним засобом підтримки міжнародної системи дистанційної освіти, унікально поєднуючи інформаційні та освітні ресурси провідних університетів світу ..
Гіпертекст (ГТ) - нелінійний текст, або інформаційна структура, що складається з дискретних вузлів даних і семантичних зв'язків між ними, де вузол - текст або ГТ, а зв'язки можуть бути локальними, глобальними і змішаними. ГТ може бути і багаторівневим зі складними семантичними мережевими відносинами між різними фрагментами. Використання ГТ у навчанні відкриває нові варіанти маршрутів вивчення фрагментів навчального матеріалу; способи ранжування матеріалу; механізми реалізації посилань; типи і властивості вузлів.
Якщо дані у вузлах ГТ можуть записуватися у вигляді текстів, зображень і звуку, то таку інформаційну структуру називають мультимедіа (ММ). ММ - це взаємодія аудіовізуальних ефектів під керуванням інтерактивного ПЗ.
Гіпермедіа - ГМ - це клас середовищ, утворений на перетині області ММ з областю гіпертехнологій. Основу будь-ГМ-системи складає документ. Але зазвичай документ сприймається лише як об'єкт, з яким працюють користувачі в середовищі. А в ГМ документ стає ще й засобом для організації цього середовища і проведення спільної роботи в ній. ГМ дає обучаемому ефектні засоби мотивованого вивчення матеріалу, підтримуючи метафору руху до мети, захоплюючої подорожі за допомогою комп'ютера в середовищі даної теми з деталізацією зустрічаються образів об'єктів, вивченням їх властивостей, отриманням і закріпленням навичок оперування як навігації. Приклади ГМ: живі книги (Living Books), яскраві динамічні путівника по музеях і картинних галереях.
Експертмедіа (ЕМ) - нова технологія, заснована на застосуванні елементів штучного інтелекту в ММ і ГМ. ЕМ-система може:
"Відчувати" середовище спілкування, адаптуватися до неї, оптимізувати процес спілкування з користувачем;
підлаштовуватися під читачів, аналізувати коло їх інтересів, запам'ятовувати питання, що викликали труднощі при спілкуванні;
сама запропонувати додаткову або роз'яснювала інформацію;
містити вбудовані підсистеми, які розуміють природну мову, а також розпізнавачі мови - все, що розширює діапазон і зручність спілкування.
Це властивості ідеальної комп'ютерної навчальної програми. Якщо ГМ дозволяє створювати "живі" книги, то електронні книги ЕМ можна було б назвати "думаючими".
Віртуальна реальність (ВР) - це сукупність засобів, що дозволяють створити у людини ілюзію того, що він знаходиться у штучно створеному світі, шляхом підміни звичайного сприйняття навколишньої дійсності (за допомогою органів почуттів) інформацією, що генерується комп'ютером. ВР досягається використанням коштів ММ, тривимірної графіки і спеціальних пристроїв введення-виведення інформації, що імітують звичну зв'язок людини з навколишнім світом. ВР - це те, що дозволяє переміщатися в тривимірному світі з 6 ступенями свободи і оглядати його в реальному часі [11]. Середа ВР дозволяє підтримувати процеси "глибинного" навчання, оскільки з'ясовано, що процес навчання зачіпає практично всі центри і системи людини. Дослідники відзначають, що в більш насиченою середовищі ВР аудіовізуальні та інші комплексні дії сприяють активному та більш швидкому смисловому закріпленню матеріалу в пам'яті учня. У процесі такого навчання продовжує активно працювати асоціативне мислення людини. Отже, одержувані "яскраві", комплексні знання моментально ув'язуються з раніше накопиченими знаннями та досвідом учня, спрощуючи процес систематизації знань.
Можливості зазначених ПІТ дозволяють інтенсифікувати процес навчання, зробити його більш насиченим, природним і достовірним, розширити набір образотворчих засобів педагога.
2. Деякі перспективні організаційно-методичні підходи
На відмову держави від шляху директивного розвитку технічний університет може відгукнутися вдосконаленням або розширенням:
профілю підготовки фахівців;
порм отримання освіти;
градацій кваліфікацій підготовлюваних фахівців.
Але за всіма нововведеннями завжди буде стояти основний ресурс універсистету - вдосконалення навчальних планів та педагогічного процесу.
Нескладно припустити, що всі ПІТ заслуговують детального вивчення і практичного освоєння у навчальному процесі ВНЗ. Але при цьому виникає цілий ряд складних організаційно-методичних проблем:
трансформації навчальних планів практично всіх спеціальностей і окремих дисциплін з урахуванням розширюється парку ПІТ;
постановки нових комплексних навчальних курсів, що виходять за рамки традиційних спеціальних дисциплін;
постійного вдосконалення та розвитку апаратно-програмних комплексів з метою ефективної підтримки ПІТ;
постійного випереджального підвищення кваліфікації викладацького складу з необхідністю освоєння конкретних ПІТ та їх апаратних, програмних і інформаційних компонент;
постійного оновлення методичного забезпечення навчального процесу за тематикою ПІТ на основі оперативного аналізу розширюється і несистематизованих потоку різнорівневих книжково-журнальних публікацій.
Рішення багатьох з цих проблем бачиться в інтеграції матеріальних та інтелектуальних ресурсів кафедр в масштабі факультетів зі створенням еталонних навчальних класів та лабораторій підтримки ПІТ, закріплення окремих ПІТ за базовими кафедрами і, в першу чергу, посилення навчально-методичної діяльності регіональних центрів нових інформаційних технологій МОПО.
Набір спеціальностей підготовки в технічних університетах почав мати тенденцію розширюватися або видозмінюватися залежно від поточних потреб регіону. Від екстенсивного зростання кількості спеціальностей може вберегти відкриття більшого числа нових спеціалізацій в рамках вже відкритих спеціальностей, що дозволить також і знизити загальні витрати на підготовку фахівців. Введення нових спеціалізацій пов'язаний з частковою переробкою навчального плану конкретної спеціальності і виявляється у формуванні деякого блоку навчальних дисциплін, що забезпечує нову орієнтацію учнів.
Сьогодні у світі обговорюються можливості матричного підходу в освіті, коли структура навчального плану стає двомірної: рядки матриці підготовки фахівців за напрямом (факультету) університету утворюють дисципліни типових навчальних планів за спеціальностями, а стовпці - міждисциплінарні та міжкафедральні перспективні навчальні курси, що відображають нові і перспективні наукові напрямки, що проходять на стиках різних наук [1]. Характерно, що елементи подібного підходу виявляються в багатьох університетах при підготовці нових навчальних дисциплін, що відображають різні ПІТ.
На основі такого підходу можна будувати багатовимірні матриці, що дозволяють створювати гнучкі комплексні міжфакультетські або навіть міжуніверситетські навчальні курси, а на їх основі формувати найсучасніші навчальні модулі і програми.
3. Приклад формування блоку навчальних дисциплін підтримки нового наукового напрямку
В даний час в надрах інформатики сформувалося і бурхливо розвивається новий науковий напрям - еволюційне моделювання, що базується на сучасній математиці, генетиці, обчислювальної техніки, теорії складних систем і самоорганізації. Для його підтримки в навчальному процесі в нашому університеті сформований блок наступних ключових дисциплін: 1. Алгебра логіки; 2. Теорія чітких і розпливчастих множин; 3. Теорія алгоритмів та алгоритмічних мов; 4. Теорія ймовірностей і математична статистика; 5.Теорія графів і гіперграфів; 6. Комбінаторика, 7. Теорія ігор; 8. Дослідження операцій; 9. Біологія; 10.Генетіка; 11.Еволюціонное моделювання; 12.Теорія прийняття рішень; 13.Інформатіка; 14.Вичіслітельная техніка; 15. Перспективні інформаційні технології і середовища; 16. Інформаційні технології управління; 17.Іскусственний інтелект; 18.Прікладние інтелектуальні системи; 19.Сінергетіка.
Подібний блок впроваджено в навчальний план спеціальності 22.03.00 - "Системи автоматизованого проектування" (САПР). Причому навчальні курси 15 - 19 представляють приклад реалізації матричного підходу, включають матеріали різних дисциплін, безпосередньо відображають ПІТ і дають процесу підготовки фахівців в області САПР новий зміст.
Висновок
При створенні нової концепції підготовки фахівця майбутнього доцільно, на нашу думку, врахувати наступні фактори:
адаптація університетів до мінливих умов розвитку науки, техніки, освіти;
загальна інформатизація суспільства;
розвиток фундаментальних досліджень і формування на їх основі нових перспективних наукових напрямків;
створення багатовимірних матричних структур навчальних дисциплін з можливістю гнучкого вибору найбільш актуальних у конкретних і мінливих умовах розвитку суспільства.
Список літератури
Гінкель Г. Проблеми інституціонального зміни: діалог і управління, засноване на взаємодії. Утрехт, Нідерланди, 1996.
Лещинер Р., Разу М., Старостін Ю. Підготовка менеджерів у США. Економічні науки, N 4, 1991, с. 59 - 68.
Тенденції розвитку інформаційних технологій. Світ ПК, 5 / 96, c. 132-134.
10 технологій, які ... повинні бути вам відомі Світ ПК, 6 / 96, c.136-141.
Писарєв М. Навколо мережі. Роздуми про майбутнє глобальних мереж. CompUnity, 5-6/96, c.81-84.
Храмцов П. Internet в мережах гіпермедіа. Відкриті системи сьогодні, 14/95, c.1, 11.
Навчальна мультимедіа-програма "Сходи в Internet" або "Internet крок за кроком". Світ Internet, 1 / 97, с.26.
Храмцов П. Пошук і навігація в Internet. ComputerWorld Росія, 18/96, c.18-19; 20/96, c.16-18; 22/96, c.16-17.
Демидов М. PLS - мультимедійна навчальна середовище від IBM. Компьютерра, 31/96, с.29.
Федоров А. гіперметод з Росії. КомпьютерПресс, 11/96, с.24-25.
Швебер Л. і Е. Віртуальна реальність - це реально? .. PC Magazine, 6 / 95, с.60-72.
Патрушев А., Потапов Є. Реальна віртуальність. Hard'n'Soft, 1 / 97, с.104-107.