г. Оренбург

Современный этап развития нашего общества ознаменован бурным развитием и внедрением в различные сферы жизнедеятельности технологий вычислительных сетей (Интернет, Wi-Fi, Ethernet и др.). На сегодняшний день практически любая организация имеет локальную сеть с возможность выхода в глобальную сеть, использует для хранения корпоративной информации базы данных, размещенные на серверах вычислительных сетей, а также сетевые приложения, для обращения к этим базам данных.

При этом возрастает потребность в высококвалифицированных специалистах в области сетевых информационных технологий - программистах, системных администраторах, программных инженеров, способных реализовать проектирование вычислительной сети, настройку оборудования, написания клиент-серверных приложений, к которым предъявляются достаточно высокие требования. В частности, они должны быть компетентными в области сетевых информационных технологий.

В этой связи повышаются требования к бакалаврам, обучающимся по направлению подготовки 230100 - “Информатика и вычислительная техника” Факультета информационных технологий Оренбургского государственного университета. Это обусловлено тем, что бакалавр данного направления должен выполнять следующие виды профессиональной деятельности:

- применение современных инструментальных средств при разработке программного обеспечения; применение Web-технологий при реализации удаленного доступа в системах клиент/сервер и распределенных вычислений;

- наладку, настройку, регулировку и опытную проверку ЭВМ, периферийного оборудования и программных средств; сопряжение устройств и узлов вычислительного оборудования, монтаж, наладку, испытание и сдачу в эксплуатацию вычислительных сетей [1].

Следовательно, требуется такая организация образовательного процесса вуза, при подготовке бакалавров данного направления, которая будет способствовать формированию у студентов компетентности в области сетевых информационных технологий.

В свою очередь, “компетентность в области сетевых информационных технологий” является частным случаем профессиональной компетентности и определяется нами как “интегративное качество личности, определяющее способность решать профессиональные проблемы и типичные задачи в области сетевых информационных технологий, возникающие в реальных ситуациях при осуществлении профессиональной деятельности по работе с вычислительными сетями, включающее три основных компонента: когнитивный (знания в области сетевых информационных технологий), деятельностный (умения проектирования и конфигурирования вычислительных сетей; навыки реализации сетевых протоколов с помощью программных средств (сетевое программирование), ценностный (опыт самостоятельной творческой деятельности).

Структура компетентности в области сетевых информационных технологий представлена на рисунке 1.

Следует отметить, что компетентность определяется как совокупность компетенций, таким образом, формирование компетентности в области сетевых информационных технологий должно быть основано на формировании совокупности профессиональных компетенций, которыми должен обладать выпускник данного направления.

Рисунок 1 Структура интегративного качества личности “компетентность в области сетевых информационных технологий”

Согласно требованиям ФГОС ВПО по данному направлению [1], к таковым профессиональным компетенциям относятся:

- разработка бизнес-планов и технических заданий на оснащение отделов, лабораторий, офисов компьютерным и сетевым оборудованием;

- разработка компонентов программных комплексов и баз данных, использование современных средств и технологии программирования;

- участие в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов;

- сопряжение аппаратных и программных средств в составе информационных и автоматизированных систем;

- инсталляция программного и аппаратного обеспечения для информационных и автоматизированных систем.

В результате формирования перечисленных профессиональных компетенций, можно с уверенность сказать, что выпускник будет обладать компетентностью в области сетевых технологий и готов к профессиональной деятельности в сфере и сетевых услуг.

Необходимо подчеркнуть, что при подготовке студентов-программистов, формирование компонентов компетентности в области сетевых информационных технологий должно осуществляться при изучении всех дисциплин профессионального цикла. Однако, на наш взгляд, основные педагогические усилия следует направить при преподавании дисциплины “Сети и телекоммуникации”.

Следует также отметить, что в условиях информатизации общества в целом и информатизации образования, в частности, педагоги, наряду с традиционными формами, стараются применять все более новые и современные формы и методы, разрабатывают различные средства информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), а также расширяют масштаб их внедрения в учебный процесс. В частности, педагогами используются различные электронные учебники, программные средства компьютерного контроля, электронные тренажеры, поисковые справочные системы, программные средства для математического и имитационного моделирования и многое другое. Однако такое внедрение на сегодняшний день носит бессистемный характер и является локальным опытом использования средств ИКТ в учебном процессе.

По нашему мнению, при обучении студентов, требуется внедрение средства информационных и коммуникационных технологий, представляющего собой взаимосвязанный комплекс, состоящий из информационного, программного, технического и методического обеспечения, используемого на базе средств компьютерной техники и обеспечивающего организацию всех структурных компонентов процесса познания (теория, практика, контроль) при изучении материала определенной дисциплины.

На наш взгляд, наиболее успешным средством ИКТ, используемым в образовательном процессе вуза, является автоматизированная система, применяемая при изучении определенной дисциплины. Она представляет собой программное средство, включающее изучение теоретического материала, выполнение практических и лабораторных работ, оценку полученных компетенций, формирование выходных отчетов.

В связи с этим, при подготовке бакалавров по направлению 230100 “Информатика и вычислительная техника”, с целью формирования компетентности в области сетевых информационных технологий, нами была разработана автоматизированная система, используемая при изучении дисциплины “Сети и телекоммуникации” и применяемая как для организации аудиторных занятий, так и для самостоятельной подготовки студентов. Она размещена на Web-ресурсе, к которому студенты и преподаватель могут обратиться, используя для входа в систему свой логин и пароль.

Данная автоматизированная система состоит из четырех структурных элементов (блоков), каждый их которых направлен на формирование того или иного компонента компетентности в области сетевых информационных технологий: формирование профессиональных компетенций, оценка сформированности профессиональных компетенций, формирование групп студентов (кластеры), формирование выходных отчетов.

Для наглядного представления структуры предлагаемой автоматизированной системы и взаимосвязи ее компонентов нами было использовано средство структурного моделирования BPWIN, с использованием методологии диаграмм потоков данных DFD (Data Flow Diagram). Диаграммы потоков данных используются для наглядного отображения документооборота в системах обработки информации и описывают документы, объекты и хранилища данных, которые участвуют в обработке информации.

При организации работы предлагаемой автоматизированной системы используются различные объекты, информационные потоки, хранилища данных. В качестве объектов были рассмотрены такие объекты как студент, преподаватель, между которыми передаются различная информация. Входным потоком при работе с автоматизированной системой является личные данные студента при регистрации. Выходными потоками являются группы студентов (кластеры). В качестве хранилищ данных используется информация, хранимая базе данных и используемая при работе автоматизированной системы.

Следует отметить, что процесс формирования компетентности в области сетевых информационных технологий представляет собой сложный процесс, состоящий из выполнения четырех последовательных этапов: формирования профессиональных компетенций, оценки сформированности профессиональных компетенций, формирования групп студентов (кластеры), формирование выходных отчетов. Причем каждый из этих блоков также включает выполнения более мелких элементов.

Первым этапом работы с автоматизированной системой является работа с блоком “Формирование профессиональных компетенций”.

Для формирования каждого компонента профессиональных компетенций используются различные обучающие материалы автоматизированной системы, которые содержатся в соответствующих подблоках. компетентность информационный технология профессиональный

К таковым обучающим материалам относятся:

- теоретический материал электронного гипертекстового учебника,

- мультимедийные демонстрационные примеры,

- глоссарий,

- тренировочные тесты,

- тренировочные упражнения и проблемные ситуации,

- профессионально-ориентированные задачи,

- лабораторные работы,

- творческие задания по профессиональной проблеме,

- материал профессиональных сайтов, тематических форумов, а также сайты вакансий работодателей.

Таким образом, каждый элемент блока “Формирование профессиональных компетенций” соотнесен с соответствующим компонентом компетентности в области сетевых информационных технологий. Другими словами, каждый вид обучающего материала направлен на формирование определенного компонента компетентности в области сетевых информационных технологий. Следовательно, в результате работы с данным блоком автоматизированной системы у студентов будет сформирован определенный уровень профессиональных компетенций, который можно оценить на следующем этапе.

Следующим этапом работы с автоматизированной системой является работа с блоком “Оценка сформированности профессиональных компетенций”.

В предлагаемой автоматизированной системе для оценки сформированности профессиональных компетенций используются различные контрольно-измерительные материалы. К таковым контрольно-измерительным материалам относятся:

- тесты по главам,

- финальные тесты,

- результаты выполнения профессионально-ориентированных задач,

- отчеты по лабораторным работам в среде программирования,

- отчеты по творческим заданиям по профессиональной проблеме,

- анкета.

Следует отметить, что для оценки каждого компонента используются свои методы. Для оценки сформированности уровня знаний в области сетевых информационных технологий используется метод тестирования. В данном программном средстве реализовано многошаговое тестирование, которое включает в себя тренировочное тестирование (тесты-самоконтроль), промежуточное тестирование по каждой главе (тесты по главам), а также итоговое тестирование по теоретическому материалу всех глав электронного учебника (финальное тесты). Результаты прохождения тестов заносятся в базу данных (рисунок 2).

Рисунок 2 Результаты оценки знаний в области сетевых информационных технологий

Для оценки сформированности умений проектирования и конфигурирования вычислительных сетей используются результаты решения профессионально-ориентированных задач, которые студенты выполняют в виртуальном эмуляторе. В электронный журнал преподавателя автоматически заносится итоговый балл за выполнение всех задач. Для оценки сформированности навыков реализации сетевых протоколов с помощью программных средств (сетевое программирование) используются отчеты по лабораторным работам. После проверки отчетов преподаватель самостоятельно заносит общий балл за выполнение всех лабораторных работ в электронный журнал. Для оценки сформированности опыта самостоятельной творческой деятельности используются отчеты о выполнении творческих заданий по профессиональной проблеме. После проверки отчетов преподаватель самостоятельно заносит баллы за выполнение творческих заданий в электронный журнал. Для оценки сформированности ценностного отношения к будущей профессиональной деятельности используется метод анкетирования. Ответы студентов анализируются преподавателем и заносятся в электронный журнал самостоятельно. Таким образом, в результате работы с автоматизированной системой, в электронном журнале преподавателя будут иметься данные о результатах сформированности каждого из компонентов профессиональных компетенций при изучении дисциплины “Сети и телекоммуникации” (рисунок 7).

Рисунок 3 Результаты прохождения контрольно-измерительных материалов

Следовательно, полученные результаты дают возможность преподавателю оценить, на каком уровне у студентов в результате сформирована компетентность в области сетевых информационных технологий. Для этого в автоматизированной системе используется блок “Формирование групп студентов (кластеры)”, в котором имеется возможность разделить студентов на пять групп, в зависимости результатов прохождения контрольно-измерительных мероприятий.

В качестве математического метода для формирования кластеров был выбран метод статистической обработки данных - дискриминантный анализ. Дискриминантный анализ используется для принятия решения о том, какие переменные различают (дискриминируют) две или более возникающие совокупности (группы). Этот метод позволит построить дискриминантные функции отнесения объекта к одному из существующих множеств [2]. Другими словами, дискриминантный анализ позволит отнести студентов к одной из пяти групп, с зависимости от уровня сформированности компетентности в области сетевых информационных технологий (высокий, выше среднего, средний, ниже среднего, низкий).

В качестве исходных параметров были выбраны следующие показатели: Х₁ - сформированность знаний в области сетевых информационных технологий (в баллах); Х₂ - сформированность умений проектирования и конфигурирования вычислительных сетей (в баллах); Х₃ - сформированность навыков реализации сетевых протоколов с помощью программных средств (сетевое программирование) (в баллах); Х₄ - сформированность опыта самостоятельной творческой деятельности (в баллах); Х₅ - сформированность ценностного отношения к будущей профессиональной деятельности (в баллах). При этом использовались следующие диапазоны: высокий уровень: 81-100 баллов, высшее среднего (хорошо): 61-80, средний (удовлетворительно): 41-60, ниже среднего (неудовлетворительно): 21-40, низкий уровень (не аттестован): 0-20.

По результатам работы данного блока, в первую группу попадают студенты, которые обладают компетентностью в области сетевых информационных технологий на высоком уровне. Эти студенты глубоко и прочно усвоили материал курса “Сети и телекоммуникации”, умеют тесно увязывать теорию с практикой, свободно справляются с задачами и вопросами, причем не затрудняются с ответами при видоизменении заданий, владеют разносторонними навыками и приемами выполнения практических задач. Эти студенты готовы к выполнению профессиональной деятельности по работе в вычислительных сетях в качестве начальников отдела администрирования вычислительных сетей.

Во вторую группу попадают студенты, которые обладают компетентностью в области сетевых информационных технологий на уровне выше среднего. Эти студенты твердо знают материал курса “Сети и телекоммуникации”, правильно применяют теоретические положения при решении практических вопросов и задач, владеют необходимыми навыками и приемами их выполнения. Эти студенты готовы к выполнению профессиональной деятельности по работе в вычислительных сетях и готовы к выполнению профессиональной деятельности в качестве сетевых администраторов.

В третью группу попадают студенты, которые обладают компетентностью в области сетевых информационных технологий на среднем уровне. Эти студенты обладают знаниями только основного материала, но не усвоили его деталей, допускают неточности, испытывают затруднения при выполнении практических задач. Им следует повторить решение практических задач автоматизированной системы по курсу “Сети и телекоммуникации”. Эти студенты готовы к выполнению профессиональной деятельности по работе в вычислительных сетях и готовы к выполнению профессиональной деятельности на уровне помощников сетевых администраторов.

В четвертую группу попадают студенты, которые не обладают компетентностью в области сетевых информационных технологий на уровне ниже среднего. Этим студентам следует повторить рассмотрение некоторых слабо изученных вопросов теоретических глав, либо некоторые практические задачи автоматизированной системы по курсу “Сети и телекоммуникации”. Эти студенты не совсем готовы к выполнению профессиональной деятельности по работе в вычислительных сетях, так как не завершили свое обучение с помощью автоматизированной системы.

В пятую группу попадают студенты, которые обладают компетентностью в области сетевых информационных технологий на низком уровне. Эти студенты не знают значительной части теоретического материала, допускают существенные ошибки, с большими затруднениями решает практические задачи. Эти студенты не готовы к выполнению профессиональной деятельности по работе в вычислительных сетях и им следует изучить заново материал автоматизированной системы по курсу “Сети и телекоммуникации”.

По результатам работы математического блока преподавателю будут доступны результаты кластеризации, то есть списки студентов, которые он может вывести на печать в блоке “Формирование отчетов”. Эти списки необходимы, во-первых, для того, чтобы преподаватель смог в дальнейшем скорректировать свою деятельность. Во-вторых, эти результаты могут быть использованы при проведении педагогического эксперимента. И, наконец, в-третьих, формирование групп поможет преподавателю выявить студентов, склонных к творческой, исследовательской работе.

Хотелось бы отметить, что предлагаемая автоматизированная система успешно применяется при подготовке студентов на факультете информационных технологий Оренбургского государственного университета в течение последних двух лет. Внедрение данной автоматизированной системы значительно повыло уровень сформированности компетентности в области сетевых информационных технологий студентов-программистов.

Литература

1 Федеральный Государственный Образовательный стандарт Высшего Профессионального образования по направлению подготовки 2301000 - “Информатика и вычислительная техника” (квалификация бакалавр). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.osu.ru/docs/bachelor/fgos/230100b.pdf.

2 Костин, В.Н. Статистические методы и модели: Учебное пособие. Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. 138 с.

Размещено на Allbest.ru