Preview

Открытое образование

Расширенный поиск
Том 22, № 1 (2018)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21686/1818-4243-2018-1

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 

4-12 9079
Аннотация

Статья посвящена вопросам организации смешанного обучения с использованием сервисов Веб 2.0, ориентированных на предоставление образовательных услуг посредством сети Интернет. Процесс обучения проектируется путём реализации технологий обучения на основе активной деятельности обучающихся, включающей взаимное сотрудничество, совместное творчество и разработку личностно значимых ресурсов сети Интернет. При этом студенты взаимодействуют с преподавателем в активной форме как очно, так и дистанционно. Эффективность освоения курса студентами в процессе смешанного обучения зависит от соотношения используемых форм обучения (аудиторная работа, самостоятельная работа (индивидуальная, групповая), дистанционное взаимодействие) и характера представленной информации для аудиторной и самостоятельной работы. Проблема поиска оптимального сочетания форм, методов и средств обучения является одной из ключевых для обеспечения целостного учебного процесса.

Целью настоящей работы является рассмотрение методических аспектов организации смешанного обучения с использованием сервисов Веб 2.0 для повышения качества образовательных услуг и мотивации студентов к выполнению различных видов учебной деятельности.

В основной части статьи рассматриваются образовательные возможности наиболее популярных сервисов Веб 2.0, педагогические особенности и характер реализации учебных заданий в процессе смешанного обучения, выявляется специфика реализации совместной деятельности в интернет-пространстве, определяются подходы к организации сетевого взаимодействия преподавателя и студентов. Сервисы Веб 2.0 использовались для организации открытого доступа к информационным ресурсам курса и личного информационного пространства студентов, коллективного обсуждения различных вопросов и осуществления совместной работы студентов над учебным проектом, обеспечения оперативной и надёжной связи между студентами и преподавателем, прохождения тестов и опросов, позволяющих выявить промежуточный уровень знаний или определить отношение студентов к какой-либо проблеме. В качестве теоретической основы для организации и сопровождения смешанного обучения с использованием сервисов Веб 2.0 была использована пятиступенчатая модель модерации онлайн-обучения Дж. Сэлмона (доступ и мотивация, онлайн-социализация, информационный обмен, построение знаний, развитие). В статье приведён пример практической реализации модели Дж. Сэлмона с использованием сервисов Веб 2.0 (блоги, социальные фото- и видеосервисы, сервисы социальных закладок, службы социальных сетей и др.).

По завершении обучения был проведён опрос студентов (32 участника) с целью установления их отношения к использованию сервисов Веб 2.0 в образовательном процессе. В результате проведённого исследования получено подтверждение результативности применения предлагаемых методических подходов к организации смешанного обучения. Анализ полученных результатов показал, что процесс сетевого взаимодействия определяется высоким уровнем заинтересованности студентов к данной деятельности, социальной включенностью в неё студентов, стремлением изложить свою точку зрения по возникшей проблеме, обосновать и доказать её перед другими членами дискурса. 

13-27 442
Аннотация

Требования к качеству обучения студентов постоянно возрастают, работодатели также заинтересованы в получении высококачественных специалистов при существующей ныне системе бакалавриат – магистратура. Для результативной работы системы «преподаватель» – «студент» необходимо наличие высоко квалифицированных педагогов и современное материально-техническое оснащение учебного процесса.

Цели данной работы: выполнить анализ сложившейся педагогической ситуации; на примере профильной дисциплины разработать алгоритм обучения и его реализации в соответствии с законами дидактики бакалавров по направлению 08.01.03 «Строительство» направленности «Автомобильные дороги». Материалы и методы: Методы исследования заключаются в изучении основ дидактики (теории обучения) с позиций, общенаучных областей знаний, таких как общая теория систем и теории графов, ознакомление с законами функционирования процесса обучения, педагогическими технологиями отечественных и зарубежных исследователей.

Основными материалами стали Приказ Минобрнауки России от 12.03.2015 № 201 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 08.03.01 Строительство (уровень бакалавриата)» (Зарегистрировано в Минюсте России 07.04.2015 № 36767); рабочий учебный план основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 08.03.01 «Строительство», а также учебно-методический комплекс дисциплины, разработанный непосредственно ведущим преподавателем в соответствии с нормативно-правовыми требованиями.

Результаты: Представленная модель логической структуры учебного курса дисциплины «Основы проектирования транспортных сооружений» позволяет наглядно представить в системе графов совокупность взаимодействия дидактических единиц изучаемой дисциплины с другими дисциплинами основной образовательной программы, их взаимосвязь и иерархию. Выполненная в работе оценка характера существующих связей процесса обучения позволила выявить проблемы и противоречия последнего. Разработанная обучающая технология освоения профильной дисциплины учитывает уровни обученности и обучаемости, что позволяет создать эффективный канал связи «преподаватель» – «студент», успешная работа которого создаёт возможности для решения большого количества методических проблем обучения и самообучения изучаемого курса.

Заключение: Выполненный в статье анализ работ по педагогике, психологии, дидактике и технологии образовательного процесса позволил разработать эффективную логическую структуру учебного материала. Данная структура способствует систематизации и обобщению знаний, полученных обучаемыми на младших курсах при изучении дисциплин естественно- математического и естественно-научного циклов, которые являются базовыми для освоения профильных дисциплин на старших курсах.

Улучшить существующую ситуацию возможно, разработав эффективную методику преподавания технических дисциплин соответствующей направленности (специализации), которая будет давать положительные результаты при правильном построении логической структуры курса, индивидуализации обучения, регулярном контроле качества знаний. В результате обучающийся приобретает знания, необходимые для профессиональной деятельности, навыки в работе с нормативно-технической литературой, графическими редакторами компьютерных программ и технологий и, как результат, первоначальный опыт проектирования транспортных сооружений, необходимый для формирования практических умений и навыков, освоения соответствующих профилю (направленности) «Автомобильные дороги» компетенций и дидактических единиц. 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 

28-37 615
Аннотация

Целью исследования являются интеллектуальные системы для решения задач целенаправленного поведения, которые ориентированы на применение когнитивных механизмов в вопросах формирования и формализации представления действительности. Интерес к использованию когнитивных механизмов возник после выяснения того, что, при использовании различных достижений в области информационных технологий, компьютер уступает человеку при решении некоторых интеллектуальных задач. В статье исследуется возможность применения когнитивного подхода. Такой подход позволяет сократить объемы перерабатываемой информации при формировании управляющих решений, для выхода из незапланированных ситуаций.

Для использования когнитивных механизмов автором рассматриваются методы, обеспечивающие их применение при формировании и структурировании концептов-представлений. При решении этой задачи используются современные методы и технологии модульного подхода. Так сервисно-ориентированная архитектура представляет собой модульный подход к разработке программного обеспечения. При таком подходе применяются заменяемые компоненты, имеющие стандартизированные интерфейсы и взаимодействующие по стандартизированным протоколам. Не менее важным для разработчиков интеллектуальных систем является агентно-ориентированный подход. По сравнению с объектами агенты являются не сущностями, вызывающими друг у друга конкретные методы, а субъектами, которые запрашивают выполнение требуемых действий. Агент находится на высоком уровне сложности по отношению к используемым объектам в объектно-ориентированном подходе. Для описания действительности используется интегрированный подход представления знаний. Используя указанные подходы и методы, автором рассматриваются вопросы построения модулей интеллектуальных систем с интеграцией компьютерной парадигмы и когнитивных механизмов.

В статье представлена структура кибернетической системы для решения относительно несложных задач целенаправленного поведения. В системе используется классический подход к представлению действительности – чувственные образы. Эти образы формируются из признаков, значения которых получаются из различных источников (датчиков, программных приложений). Показаны модули, которые необходимы для формирования из чувственных образов концептов-представлений действительности. Концепт-представление является обобщенным чувственно-наглядным образом рассматриваемого предмета или явления. Они статичны и являются отражением множества ярких внешних, чувственно наблюдаемых признаков отдельного предмета или явления действительности. Представлен демо-пример формирования концептов-представлений. Показан фрагмент базы знаний, содержащий сформированный концепт представление.

Применение рассмотренных подходов позволит подойти не только к решению задач формирования концептов-представлений, но и к их использованию для решения задач целенаправленного поведения. В решении этой задачи можно выделить два этапа. На первом этапе используются управляющие воздействия (команды), которые могут быть спланированными и реализованными без изменений. На втором этапе можно будет формировать обобщенные представления команд. В этом случае потребуется их перевод в конкретный, исполняемый вид. Данные механизмы смогут применяться в кибернетических системах для сокращения объемов перерабатываемой информации при принятии решений, для выхода из незапланированных ситуаций. 

КАЧЕСТВО ЗНАНИЙ 

38-47 499
Аннотация

Цель исследования. Целью исследования является проблема формирования модели знаний специалиста с высшим образованием, являющейся частью образовательного проекта. Ее актуальность связана необходимостью адекватного ответа в современных условиях системы высшего образования на усиление динамики научно-технического прогресса и переходом к экономике информационных взаимодействий.

Материалы и методы. Информационную базу исследования составили законы об образовании, действующие Российской Федерации, образовательные стандарты высшего профессионального образования, публикации ученых по исследуемой проблематике. В работе использовались методы: системного анализа, теории активных систем, теории рефлексивного управления, моделирования.

Результаты. В процессе исследования выполнен анализ последствий вступления России в Баллонскую конвенцию по вопросам образования. Показано, что это породило проблему эффективности и качества подготовки специалистов, а также проблему интеграции вузов в новую социально-экономическую систему, связанной с их адаптацией к рыночным отношениям. В соответствии с принципом институциональной автономии основная ответственность за их решение лежит на университетах. Показано, что способом решения указанных проблем является переход вузов на проектно-технологический тип организации своей деятельности. Наиболее перспективной формой управления образовательным проектом является модель информационного взаимодействия в рамках активных саморазвивающихся сетевых экспертных сред. Элементарной частью такой среды является эксперт-профессионал, владеющий современными телекоммуникационными технологиями, средствами Интернета. Интеграция в сетевой структуре естественных интеллектов образует коллективный стратегический субъект, который является средством синергии знаний и действий в процессе взаимодействия. Разработана структура активной саморазвивающейся сетевой экспертной среды и два принципы ее функционирования как активной мультиагентной системы при формировании модели знаний специалиста. Построение модели знаний специалиста предложено рассматривать в контексте с корпоративными стратегиями управления знаниями в организациях для повышения конкурентоспособности, так как создаваемые системы поддержки жизненного цикла знаний организации и целостной модели знаний специалиста используются для интеграции стратегических корпоративных задач со стратегическими задачами развития корпоративного знания сотрудников. Специалист в них рассматривается как элемент производственной системы предприятия, назначение которого придать продукту предприятия, заданные количественные и качественные параметры, обеспечивающие его конкурентные преимущества. Для осуществления производственной деятельности специалист использует комплекс способностей, знаний и умений, которые следует рассматривать как модели его производственно-технологической деятельности. В каждый момент этот комплекс следует рассматривать как субъективную модель его производственно-технологической деятельности. Это создает основу для процесса саморазвития университета через вовлечение на базе сетевых технологий продвинутых потребителей в инновационный процесс совершенствования образовательных услуг, получения идей или контента путем обращения к их креативным способностям в обмен на вознаграждение, соответствующее вкладу. Предложена система, обеспечивающая направление поиска решений и идей, а также фильтрацию, обобщение информации, определение ее ценности и перспективности. Показано, что способом повышения качества решений по образовательному проекту является синтез технологий краудсорсинга, сетевой экспертизы и методологии теории активных систем.

Выводы. Предлагаемый подход позволяет рассматривать процесс извлечения новых идей и знаний при формировании модели знаний специалиста как активную систему с неоднородными агентами со встречным способом сообщения информации и активным воздействием центра в форме запросов для получения рефлексивных оценок и позволяет обеспечить взаимодействие университетов и организации при управлении их интеллектуальным капиталом. 

УЧЕБНЫЕ РЕСУРСЫ 

48-58 659
Аннотация

В статье предложен новый метод преподавания дисциплины «Основы ракетно-космической техники», использующий специализированные расчетные программы как дидактический инструмент для формирования учебного материала как практических занятий, так и теоретического курса. Произведен краткий обзор учебной литературы по ракетно-космической технике, изданной за последние десятилетия. Обозначены организационно-методические проблемы, связанные с преподаванием дисциплины: определение объема и содержания излагаемого учебного материала, необходимость установления межпредметных связей, поиск задач, решение которых доводится «до числа». Произведен обзор педагогических технологий, а также требований, предъявляемых к современным дидактическим инструментам. На основании этого анализа сформулированы принципы построения разрабатываемого дидактического инструмента. Используется педагогическая технология с построением учебного процесса на опережающей основе, знания представляются в свернутом виде, реализуется совмещение процедур моделирования и анализа знаний. Визуализация знаний достигается при рассмотрении числовых примеров. В качестве психолого-педагогических приемов используются индуктивный синтез и дедуктивный анализ, а также формирование проблемных ситуаций. В практической реализации дидактического инструмента использованы три специализированные расчетные программы: TERRA (автор Б.Г. Трусов) – расчета химического и фазового равновесия многокомпонентных систем; RK1, TRIJ1 (автор Н.Н. Генералов) – определения проектно-конструктивных параметров одноступенчатой управляемой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем и расчета траектории выведения полезного груза одноступенчатой управляемой баллистической ракеты. Изучение дисциплины начинается с освоения интерфейса данных программ и выполнения тестового задания. Затем на лекциях и семинарах производится развертывание знаниевого контента в семантическую сеть, компонентой связности которой являются исходные данные и результаты работы этих программ. Приводятся фрагменты такой сети. В зависимости от компоновочной схемы изделия обсуждаются возможные конструктивно-силовые схемы отсеков, характеристики используемых материалов и технологические способы изготовления. Значения летных характеристик ракеты связываются с уравнениями движения летательного аппарата, записанными относительно проектно-баллистических параметров. От рассчитанных термодинамических параметров двигательной установки можно перейти к изложению сведений по основам теории ракетных двигателей, составу и агрегатам пневмо-гидравлических систем. Подробно рассмотрен вопрос наддува топливных баков жидкостной ракеты, разработана формальная когнитивная карта предметного типа. Показаны примеры задач, сформулированные с использованием данных из программ TERRA, RK1 и TRIJ1, которые достаточно легко решаются и дают наглядные числовые результаты, не только визуализирующие, но и моделирующие знания. Представлен пример курсового домашнего задания, где решается традиционная для учебной литературы по ракетной технике задача – определение внутренних сил в корпусе ракеты. Использование результатов работы программ RK1 и TRIJ1 позволяет варьировать уровень сложности задания. Проведено сравнение предложенного нового метода преподавания дисциплины с традиционным подходом. Разработанный метод преподавания дисциплины «Основы ракетно-космической техники» внедрен в учебный процесс на факультете «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э.Баумана. 

59-69 498
Аннотация

Эта работа была выполнена при обучении студентов криптоанализу. Курс включает изучение статистики (русских зашифрованных) текстов. Цель тренинга-научиться извлекать избыточную информацию из текста и расшифровывать криптограмму без пароля. Одним из наиболее удобных для обучения является простой метод замещения и аналогичные системы шифрования, которые представлены в большинстве курсов криптографии. В статье представлен метод автоматического разделения гласных и согласных в русских текстах, который освобождает часть избыточности шифротекста. Кроме того, этот метод значительно облегчает задачу расшифровки некоторых других симметричных шифров, которые могут быть сведены к простой подстановке.

Данная работа подготовлена в процессе обучения студентов навыкам криптографического анализа. В курс обучения входит изучение статистики русских (зашифрованных) текстов. Цель обучения – научиться извлекать избыточную информацию текста и вскрывать шифрограммы при отсутствии пароля. Одним из самых удобных для изучения является метод простой замены, который излагается в большинстве курсов криптографии. В статье рассмотрен метод автоматического метода разделения гласных и согласных в русских текстах, повышающего избыточность зашифрованного текста. Кроме того, данный метод значительно облегчает задачи вскрытия некоторых других симметричных шифров, сводящихся к простой замене.

Целью работы является разработка автоматического метода разделения гласных и согласных в русских текстах, зашифрованных простой подстановкой и сводящихся к ней систем шифрования и выявление свойств и характеристик этого метода. Согласно теории Шеннона, для однозначной расшифровки текста требуется, чтобы его избыточность была больше, чем энтропия пароля. После разделения гласных и согласных избыточность текста возрастает до одного бита на символ, что позволяет вскрывать более короткие зашифрованные тексты. Кроме того, разделение гласных и согласных значительно облегчает задачу вскрытия некоторых шифров. Например, вскрытие самого известного способа шифрования – метода подстановок, требует выбора одного из N! возможных паролей (здесь N – количество букв алфавита). Для русского языка это составляет 33! или примерно 2 в 123 степени вариантов. После разделения гласных и согласных потребуется выбор из 10!*23!, или около 2 в 96 степени вариантов. Число вариантов пароля сокращается примерно в сто миллионов раз, и это существенно упрощает криптоанализ.

Программа, реализующая этот метод, сначала создает матрицу вероятностей биграмм текста.

Для этой матрицы выполняется расчет критерия Маркова, определенного как разность условных вероятностей биграмм типов гласная-согласная и гласная-гласная. Разработана программа, реализующая этот алгоритм. Для текста, использующего алфавит из N символов программа находит подмножество из k «гласных». Это подмножество, максимизирующее критерий, определяется полным перебором всевозможных сочетаний из N по k символов. Порядок появления новых «гласных» при k = 1, 2, 3. . . характеризует их «силу» по убыванию и может быть использован для разделения гласных и согласных, а при достаточном объеме текста – и для приближенного ранжирования гласных. Можно достигнуть более точного ранжирования, если в качестве меры «силы» символа использовать не очередность появления «гласных» в подмножестве других «гласных», а приращение величины критерия Маркова при появлении данной буквы Работу данного алгоритма можно существенно ускорить, используя методы быстрого спуска. Испытание программы выявило независимость критерия Маркова от автора текста, а также его унимодальность для достаточно длинных текстов. Используя этот критерий, алгоритм сохраняет работоспособность при разделении гласных и согласных для коротких (до 100 символов) текстов и при ранжировании гласных для текстов размером 250–500 букв и более. Впервые замечено сходство статистики биграмм гласных букв и символов «Ь» и «Ъ», которые неотделимы данным методом от обычных гласных. Результаты испытаний показали, что данный метод можно эффективно использовать при криптоанализа коротких русских текстов, а также текстов других консонантных языков. 

НАУЧНЫЕ ШКОЛЫ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ 

70-82 622
Аннотация

В 2018 г. исполняется 20 лет Научно-педагогической школе «Системный анализ в проектировании и управлении», которая объединяет ученых, развивающих теорию систем и системного анализа в различных вузах России, Украины, Норвегии, Польши, США, Финляндии и др. стран.

Школа считает себя преемницей школы Московского энергетического института, в котором д-р техн. наук, профессор Ф.Е. Темников (1906−1993) создал в 1970 году первую в стране кафедру по направлению теории систем и системных исследований − кафедру Системотехники; и школы Ленинградского политехнического института (вн. в.– Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого), в котором с 1973 г. на факультете технической кибернетики д-р технических наук, профессор, (в последующем – заслуженный деятель науки РФ) А.А. Денисов (1934–2010) исследовал общность процессов в системах различной физической природы и предло- жил теорию информационного поля и информационный подход к анализу систем.

В 1994 г. д-р техн. наук профессор, заслуженный работник высшей школы РФ В.Н. Козлов переименовал возглавляемую им кафедру технической кибернетики в кафедру «Системный анализ и управление» и открыл новое одноименное направление подготовки бакалавров и магистров, что сыграло важнейшую роль в становлении в Политехническом университете научно- педагогической школы.

С 1998 г. на базе Политехнического университета ежегодно проводится конференция «Системный анализ в проектировании и управлении», которая стала основой формирования школы с таким же названием объединяющей ученых отечественных и зарубежных вузов и научно-исследовательских институтов, занимающихся развитием теории систем и системного анализа как прикладной теории систем.

За прошедшие 20 лет ученые, объединяемые школой, получили ряд новых научных результатов, развивающих теорию систем, системный анализ и другие научные направления, которые представляются на сайте saenco.neva.ru (System Analysis in Engineering and Control) и кратко характеризуются в данной статье. 

83-92 810
Аннотация

Цель исследования – разработка метода непрерывного совершенствования услуг с использованием инструментов Business Intelligence.

Материалы и методы: использованы материалы о концепции Цикла Деминга, методы и технологии Business Intelligence, методология Agile и SCRUM.

Результаты. В статье рассматривается проблема непрерывного совершенствования услуги и предлагается вариант решения с использованием методов и технологий Business Intelligence. В данном случае назначение этой технологии заключается в том, чтобы решить и принять окончательное решение касательного того, что именно требует улучшения в текущей организации услуги. Иными словами, Business Intelligence помогает менеджеру продукта увидеть то, что скрыто от «человеческого глаза» на основании полученных и обработанных данных. Разработка метода основана на концепции Цикла Деминга и на методологиях Agile и SCRUM.

В статье описываются основные этапы разработки метода с учетом вида деятельности предприятия. Для выявления узких мест и обоснования необходимости их устранения и в целом для непрерывного совершенствования услуги, необходимо полное построение системы Business Intelligence на предприятии. Этот процесс представлен в нотации DFD. В статье представлена схема выбора подходящей гибкой методологии.

Предложена концепция решения заявленных задач, включающая в себя методику выявления проблем с помощью технологий Business Intelligence, разработку части системы для устранения проблем и анализ результатов внедренных изменений. Приведено техническое описание реализации проекта.

Заключение. По итогам работы авторов была сформирована концепция метода постоянного совершенствования услуги с использованием технологии Business Intelligence, учитывающая специфику предприятий, предлагающих SaaS-решения. Также было установлено, что при использовании данного метода рекомендуемой методологией разработки является SCRUM. Результатом данной научной работы является метод постоянного улучшения ИТ-услуг с использованием Business Intelligence для предприятий, предлагающих SaaS-решения, который решает выявленные проблемы в существующих методах непрерывного совершенствования. Представленный в работе метод состоит из следующих шагов:

– анализ существующего состояния услуги и выявление узких мест;

– анализ возможных причин возникновения проблем;

– формирование требований к совершенствованию услуги;

– разработка части системы, включающая в себя устранение проблем;

– анализ полученных результатов внедренных изменений;

– определение новых измеряемых критериев и сбор данных.

Разработанный метод был использован на предприятии OOO «Solomoto». В ходе практической апробации данного метода была устранена выявленная проблема обучающих руководств в SaaS-платформе Solomoto. Помимо этого, были выявлены ряд положительных эффектов от внедрения данного метода на предприятии. В их число входят следующие:

– увеличение качества формирования требований;

– улучшение реакции на потребности бизнеса;

– уменьшение затрат и негативного влияния на реализацию изменений;

– повышение качества информации о состоянии услуг, а также улучшение различных метрик.

– повышение качества работы персонала;

– повышение конкурентоспособности предприятия, за счет непрерывного улучшения и поддержания услуги в актуальном состоянии. 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1818-4243 (Print)
ISSN 2079-5939 (Online)