Компьютерная диагностика знаний

Для системы образования в целом, а для системы дистанционного образования в частности, исключительное значение имеют средства и методы контроля знаний. Удобным инструментом педагогической диагностики знаний, в особенности для заочной и дистанционной систем образования, являются компьютерные тесты.

В основе метода разработки и использования диагностирующих компьютерных тестов лежат принципы "белого" и "черного ящиков". В качестве "белого ящика" используется семантическая модель знаний, а "черным ящиком" является исследуемая система (ученик). Воздействующими на "черный ящик" сигналами (входными данными) являются специальным образом подобранные тестовые задания. Педагогическая диагностика осуществляется путем сравнительного анализа результатов тестирования (выходных данных) с эталонными, полученными от подобного воздействия на "белый ящик".

С целью детального изучения содержимого "черного ящика" необходимо создавать специальные наборы входных данных (тесты). Диагностика знаний учащихся с помощью компьютерных тестов может быть разделена на три этапа:

Начальная диагностика. Выявление общего дидактического состояния ученика и грубая оценка его знаний. Для этого используются тесты, состоящие, как правило, из небольшого количества заданий (35-40) одинаковой сложности (чаще информативного и операционного характера базового уровня).

Общая диагностика знаний. Определение уровня обученности: необходимы полные тесты предметной области, включающие в себя задания различной сложности из каждого класса эквивалентности. Такие тесты содержат большое количество заданий (до 150).

"Тонкая" диагностика знаний. Детальный контроль знаний по конкретной теме, разделу: целесообразно использовать тесты, состоящие из взаимосвязанного набора заданий, имеющих различные типы (информативные, операционные, алгоритмические, творческие) и уровни сложности (минимальный, базовый, программный, углубленный).

Создание целевых тестов для различных видов педагогической диагностики дидактического состояния ученика представляет сложную, плохо формализуемую задачу. Для этой цели создаются и разрабатываются различные подходы к построению тестов, используются разные методики их использования.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

А.В. Паринов, С.Н. Жеребчиков

Информационные технологии в организации лабораторных работ и практикумов

Одной из наиболее сложных проблем дистанционного обучения, тесно связанной с электронными обучающими средствами, является организация лабораторных работ и практикумов. Эти проблемы вполне разрешимы в рамках дисциплин, связанных с разработкой программного обеспечения, изучением программных продуктов и пр. В этом случае студент получает задание и в соответствии с ним разрабатывает программу (создает базу данных, электронную таблицу, моделирует схему и пр.). Результаты работы и отчет о ней высылаются преподавателю по электронной почте (перекачиваются на соответствующий адрес в Интернете). Далее преподаватель рассматривает полученные результаты и либо засчитывает лабораторную работу, либо высылает замечания студенту по электронной почте. В последнем случае процесс повторяется.

Гораздо сложнее обстоит дело с изучением курсов, традиционно связанных с натурными экспериментами: физики, химии, электротехники, специальных предметов. В этом случае возможны следующие подходы:

• Выполнение экспериментов на оборудовании ближайших образовательных учреждений, имеющих договоры с базовым учебным заведением.

• Выполнение лабораторных работ на удаленном оборудовании.

• Выполнение экспериментов с использованием различных моделирующих систем.

• Выполнение экспериментов с использованием специальных программ-имитаторов, которые воспроизводят "картинку" эксперимента и позволяют пользователю провести эксперимент на модели.

Высококачественные имитационные программы могут в большинстве случаев обеспечить "эффект присутствия", то есть выполнение учебных задач студентом практически на уровне реальной лабораторной установки. Правда, нельзя забывать о том, что при проведении уникальных экспериментов имитационный подход неприемлем, так как показывает только то, что должно быть, а не что происходит на самом деле.

С помощью имитационного подхода в Центре дистанционного обучения реализованы лабораторные работы по большей части разделов физики, химии, а также деловые игры для практикума по экологии, лабораторные работы по дисциплине «Концепции современного естествознания» и пр. Надо отметить, что в последнем случае имитирующие программы позволяют демонстрировать исследования, которые в университете невозможно выполнить инструментальными средствами ввиду отсутствия необходимого оборудования.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

И.С.Малышева

Правовые аспекты применения электронной цифровой подписи

Развитие электронного документооборота и электронной коммерции вызвало необходимость в создании средств защищающих электронный документ от подделки и идентифицирующих личность, подписавшую документ. Таким средством стала электронная цифровая подпись (ЭЦП). Во многих странах мира (США, Австрии, Германии и др.) были приняты законы, посвященные ЭЦП, не стала исключением и наша страна. В 2002 году был принят Федеральный закон РФ "Об электронной цифровой подписи". Объективной необходимостью для развития законодательства в этом направлении стало изменение характера общественных отношений в экономике и управлении, связанного с широким внедрением информационных технологий в сферу коммуникаций. Принятие этого закон является важным шагом в регулировании электронного документооборота в эпоху электронных технологий. Электронная подпись имеет право на существование во всех сферах общественной жизни. Поэтому принятый Закон, по сути, знаменует наступление качественно нового этапа в правовом регулировании "виртуальной сферы".

Закон "Об электронной цифровой подписи", регламентирует механизм выдачи сертификатов ключа подписи, ведения соответствующих реестров и предоставления заинтересованным лицам и организациям сведений, позволяющих провести проверку принадлежности ЭЦП владельцу сертификата ключа подписи.

Согласно ст. 3 вышеупомянутого Закона, электронная цифровая подпись - реквизит электронного документа, предназначенный для защиты данного электронного документа от подделки.

Он образуется в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи и позволяет идентифицировать владельца сертификата ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе. Закрытый ключ ЭЦП - это уникальная последовательность символов, известная владельцу сертификата ключа подписи, а открытый ключ ЭЦП - это уникальная последовательность символов, соответствующая закрытому ключу ЭЦП, доступная любому пользователю информационной системы.

Электронный документ, подписанный ЭЦП, будет иметь юридическое значение при наличии в автоматизированной системе программно - технических средств, обеспечивающих идентификацию подписи, и соблюдении установленного режима их использования.

Процедура идентификации подлинности ЭЦП имеет важнейшее значение, поскольку электронный автограф в ряде случаев, по сути, заменяет собственноручную подпись человека на бумажном носителе, заверенную печатью организации на том же бумажном носителе. То есть ЭЦП при определенных обстоятельствах, больше, чем просто подпись на листке бумаги или даже на бланке.

По сути, электронный документ является частным случаем документа вообще и отличительным признаком его является электронная форма отображения. Что же касается электронной цифровой подписи, то владеть ЭЦП может только физическое лицо, поскольку ЭЦП - это аналог собственноручной подписи. Вместе с тем сертификат ключа электронной подписи является своеобразным электронным удостоверением личности человека. При использовании ЭЦП именно на основании содержания сертификата в конечном итоге происходит признание или непризнание того или иного электронного документа. Сертификат ключа подписи - это согласно терминологии Закона документ на бумажном носителе или электронный документ с электронной цифровой подписью уполномоченного лица удостоверяющего центра, включающий в себя открытый ключ ЭЦП, который выдается удостоверяющим центром участнику информационной системы для подтверждения подлинности электронной цифровой подписи и идентификации владельца ключа подписи.

Содержание документа на бумажном носителе, заверенного печатью, преобразованного в электронный документ, в соответствии с нормативными правовыми актами или соглашениями сторон может заверяться электронной цифровой подписью уполномоченного лица. В случаях, установленных законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации или соглашением сторон, электронная цифровая подпись в электронном документе, сертификат которой содержит необходимые при осуществлении данных отношений сведения о правомочности его владельца, признается равнозначной собственноручной подписи лица в документе на бумажном носителе, заверенном печатью.

Меры предупреждения компьютерных преступлений

Развитие современного общества, основанного на использовании огромного количества самой разнообразной информации, не мыслимо без широкого внедрения в управленческий процесс и многие другие сферы жизнедеятельности электронно-вычислительной техники. Данная техника служит не только для хранения и обработки соответствующей информации на уровне отдельных управленческих или хозяйственных единиц, не только для использования как средства связи и коммуникации между гражданами, но и широко внедряется в целях обеспечения внутренней и внешней безопасности государства.

Появление преступлений в сфере компьютерной информации является следствием массового распространения персональных компьютеров, обладанием необходимыми навыками работы на них, появлением сети Интернет.

Опасность компьютерных преступлений вызвана следующими причинами:

• такие преступления еще недостаточно широко известны, поскольку они появились в конце 60-х годов, а обратили на себя внимание и вовсе недавно, в начале 90-х;

• их сложно выявить. Так, на сегодняшний день мало кто обладает устройствами, предупреждающими о вторжении в их коммуникационные и информационные системы;

• компьютерные преступления сложно предотвратить, поскольку средства и методы защиты постоянно отстают от средств и методов нападения;

• компьютерные преступления совершаются в глобальном масштабе, преступники действуют на большом удалении, проследить их крайне сложно, поскольку они часто прикрываются чужим именем, и след их, если таковой остается, чрезвычайно запутан;

• компьютерная преступность принимает организованный характер;

• наказать выявленного преступника не всегда представляется возможным: пользуясь несогласованностью правовых баз различных государств, преступник может совершать «взломы» из страны, где подобная деятельность не является противозаконной.

Совершенствование технических средств приводит к совершенствованию преступных посягательств. Вредоносное использование вычислительной техники, потребовало выработать организационные, технические и правовые меры защиты от компьютерных преступлений.

К техническим мерам можно отнести защиту от несанкционированного доступа к компьютерной системе, резервирование важных компьютерных систем, принятие конструкционных мер защиты от хищений и диверсий, обеспечение резервным электропитанием, разработку и реализацию специальных программных и аппаратных комплексов безопасности и многое другое. Последнее время в правительство США финансирует разработки по поводу создания компьютерных программ, которые автоматически смогут выявлять преступные посягательства.

К организационным мерам относятся охрана компьютерных систем, подбор персонала, исключение случаев ведения особо важных работ только одним человеком, возложение ответственности на лиц, которые должны обеспечить безопасность центра и т.п. В мире и нашей стране техническим и организационным вопросам посвящено большое количество научных исследований и технических изысканий.

К правовым мерам следует отнести разработку норм, устанавливающих ответственность за компьютерные преступления, защиту авторских прав программистов, совершенствование уголовного и гражданского законодательства, а также судопроизводства.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

С.В. Лобанова И.С.Малышева

Мультимедийные технологии в образовании

С появлением возможности использования компьютеров в образовательном процессе термин «информационные технологии» приобрел новое звучание, так как стал ассоциироваться исключительно с применением ПК. Информационные технологии всегда были неотъемлемой частью педагогического процесса. Прежде всего, это связано с тем фактом, что процесс обучения является информационным процессом. Использование информационных технологий оказывает заметное влияние на содержание, формы и методы обучения.

В педагогической деятельности среди информационных технологий особое место занимают так называемые мультимедийные технологии, которые в последнее время стали активно внедряться в образовательную среду. Во многих работах информационные и мультимедийные технологии отождествляются, но все же, мультимедийные технологии являются подмножеством информационных.

Мультимедийные технологии обогащают процесс обучения, позволяют сделать обучение более эффективным, вовлекая в процесс восприятия учебной информации большинство чувственных компонентов обучаемого. Так согласно Г. Кирмайеру, при использовании интерактивных мультимедийных технологий в процессе обучения доля усвоенного материала может составить до 75%. Вполне возможно, что это, скорее всего, явно оптимистическая оценка, но о повышении эффективности усвоения учебного материала, когда в процесс восприятия вовлекаются и зрительная и слуховая составляющие было известно задолго до появления компьютеров. Мультимедийные технологии превратили учебную наглядность из статической в динамическую, то есть появилась возможность отслеживать изучаемые процессы во времени. Раньше такой возможностью обладало лишь учебно–образовательное телевидение, но у этой области наглядности отсутствует аспект, связанный с интерактивностью. Моделировать процессы, которые развиваются во времени, интерактивно менять параметры этих процессов, очень важное дидактическое преимущество мультимедийных обучающих систем. Тем более довольно много образовательных задач связанных с тем, что демонстрацию изучаемых явлений невозможно провести в учебной аудитории, в этом случае средства мультимедиа являются единственно возможными на сегодняшний день.

Под средствами мультимедиа (ММ) обычно понимают комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: графику, гипертексты, звук, анимацию, видео. Сегодня ММ системы могут представлять обучаемому следующие виды информации: текст (doc,html); изображения (bmp, gif, jpeg,...); анимированные картинки (gif, flc, fli); аудиокомментарии (wav, au, MIDI, real audio); цифровое видео(avi, mpeg) и другие.

Средства ММ могут использоваться, как минимум, для следующих трех видов обучения.

1. Ознакомление и изучение инструментальной среды. На этом этапе учащемуся предоставляются анимированные и/или озвученные фрагменты в форматах MPEG, AVI, GIF 89а и др., которые демонстрируют работу с профессиональным пакетом, системой или ее моделью при выполнении тех или иных процедур. Такой вид дистанционного обучения аналогичен ознакомительной практике студентов.

2. Практическая работа с изучаемой системой или ее аналогом. В этом случае обучаемый постепенно постигает секреты работы с системой в интерактивном режиме или в режиме on-line. Этот процесс организационно поддерживается консультантами и сопровождается электронными путеводителями по курсу, которые реализуют различные виды обратной связи (контроль действий, фиксация и анализ ошибок, выдача рекомендаций о траектории дальнейшего обучения). В этом случае информационные потоки содержат передаваемый учебный материал и управляющие воздействия.

3. Использование тренажеров в качестве виртуальных аналогов реальных технических систем. Они предназначены для проведения самостоятельной работы в условиях, максимально приближенных к реальным, выполнения итоговых контрольных заданий, для практического применения на своих рабочих местах и др.

Однако, еще рано делать окончательные выводы о степени влияния мультимедийных технологий на образовательную область в целом, хотя бы потому, что временной интервал существования этих технологий несопоставимо мал в сравнении со временем развития общей педагогической науки. Но все же вполне возможно отследить некоторые тенденции, которые начинают проявляться. Прежде всего, это связано с возникновением так называемых «информационных сред обучения» и «виртуальных образовательных пространств», «которые строятся по системе ученик–посредник–учитель, где в качестве посредника выступают современные средства информационных технологий». Появляются новые формы организации учебной информации, которые, прежде всего, характеризуются нелинейным структурированием учебного материала, что в свою очередь позволяет обучаемому выбрать «индивидуальную траекторию обучения».