Обучение учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред - Автореферат

Перечисленные сложности возникают при организации обучения на реальном оборудовании, заменить которое можно используя модели, отображающие функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети, созданные на базе специализированных программных сред. Таким образом, специализированная программная среда, моделирующая структуру и функционирование аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети (далее СПС), обеспечивает: создание, изменение, функционирование модели аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети за счет эмуляции аппаратных компонентов (процессора, оперативной памяти, жесткого диска, сетевой карты и др.) и визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования программных компонентов модели. Вместе с тем, в настоящее время процессам моделирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС не уделяется должного внимания в аспекте решения следующих задач: визуализации процессов функционирования аппаратно-программных средств в режиме реального времени; обеспечения безопасной работы компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возможных ошибочных действиях обучающегося или воздействии компьютерных вирусов и других вредоносных программ, вызывающих сбои функционирования моделей; осуществления экспериментально-исследовательской деятельности при изучении архитектуры компьютера, информационной сети, системного и прикладного программного обеспечения. Учитывая вышеизложенное, проблема исследования обусловлена противоречием между существующими подходами к обучению учителей информатики в области архитектуры компьютера, информационных сетей, системного и прикладного программного обеспечения, не реализующими возможности моделирования аппаратно-программных средств компьютера, информационной сети, а также процессов их функционирования, и нереализованностью возможностей специализированных программных сред, обеспечивающих создание моделей, отражающих функционирование аппаратно-программных средств компьютера, информационной сети, реализацию информационных процессов, а также визуализацию протекающих процессов в реальном времени без использования реального оборудования. Научная новизна и теоретическая значимость состоят в: выявлении возможностей специализированных программных сред в области моделирования структуры и функционирования аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети; выявлении педагогических целей их использования; разработке требований к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе специализированных программных сред; формулировании и обосновании принципов формирования содержания обучения учителей информатики в данной области.В первой главе проведен анализ научно-педагогической и учебно-методической литературы в области подготовки учителей информатики, анализ возможностей СПС, определены педагогические цели их использования, сформулированы требования к уровням обученности учителей информатики моделированию аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети на базе СПС. В настоящее время разработаны различные СПС, на основе анализа которых (Microsoft Virtual PC, Oracle VM VIRTUALBOX, VMWARE Workstation, Parallels Workstation и др.) выявлены следующие их возможности: эмуляция аппаратных компонентов модели (процессора, оперативной памяти, жесткого диска, сетевой карты и др.) адекватно реальному аппаратному обеспечению; обеспечение совместимости с аппаратными средствами компьютера (портами, дисководами, принтерами и др.); обеспечение визуализации на экране компьютера процессов установки и функционирования ПО (операционной системы, другого системного ПО, прикладного ПО и др.) на модели как на реальном оборудовании; соответствие технологии подключения модели к локальной сети и сети Интернет подключению к ним реального компьютера; организация безопасной работы аппаратно-программных средств компьютера и информационной сети образовательного учреждения при возникновении сбоев в функционировании модели; возможность сохранения состояния функционирования модели с возвратом к сохраненному состоянию. Сформулированы педагогические цели использования СПС: освоение знаний и овладение умениями работать с программными средствами, с помощью которых могут быть реализованы информационные процессы при обеспечении безопасного функционирования АПС образовательного учреждения; развитие представлений о моделировании и расширении сфер его использования; освоение и систематизация знаний, относящихся к аппаратному обеспечению компьютеров и информационных сетей; овладение умениями работать с системным и прикладным ПО; освоение знаний и овладение умениями в области технологий и средств защиты информации в глобальной и локальной сетях; развитие навыков сравнения различных АПС, выявления взаимосвязи аппаратного и программного обеспечения для решения задачи их выбора. Определены этапы разработки моделей АПС на

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ