Опорниі конспекти до Розділу 1 "Інформаційні технології у навчанні"

Тема: «Основні поняття інформатики. Сучасні інформаційні технології та системи».

Інформація — одне з основних понять інформатики, строге й універсальне означення якого неможливе.

Інформація є відображенням реалій навколишнього світу в свідомості людини.

Повідомлення — це деякі сигнали чи послідовності сигналів, які сприймаються людиною через органи чуття (зір, слух, дотик тощо).

У технічних пристроях для операцій з повідомленнями використовують різноманітні датчики, що можуть сприймати навіть ті сигнали, які не підвладні органам чуття людини. Повідомлення можуть подаватися різними способами — у вигляді електричних сигналів, малюнків, звуків, схем, тексту тощо.

Дані — це повідомлення, які подано певним чином так, щоб їх зручно було зберігати, передавати та опрацьовувати.

Основними інформаційними процесами є процеси передавання, опрацювання та зберігання повідомлень. Розрізняють також і більш складні інформаційні процеси, такі як пошук, використання, групування, розповсюдження, сортування, кодування, захист, накопичення повідомлень та ін. Вони базуються щонайменше на двох основних процесах.

Технології здійснення операцій над текстами, графічними зображеннями, презентаціями, числовими, мультимедійними та іншими даними з використанням комп’ютерів називають інформаційними технологіями.

Сукупність взаємопов’язаних елементів, яка призначена для реалізації інформаційних процесів, називається інформаційною системою. Інформаційні системи мають дві основні складові — апаратну та програмну.

Чому така велика роль надається інформаційним системам? Наше суспільство стало інформаційним, ми живемо в інформаційному суспільстві, тому людина повинна вміти до нього пристосуватись.

Що ж таке інформація? Чи існує її чітке визначення?

Термін Інформація відносно новий. Він є багатогранним, оскільки використовується в багатьох областях людської діяльності, тому не може мати однозначного визначення.

Інформація — одне з основних понять інформатики, строге й універсальне визначення якого неможливе. Інформація є відображенням реалій навколишнього світу в свідомості людини.

Інформація буває відкритою та з обмеженим доступом, правдивою, хибною або відвертою брехнею, вона може продаватися і купуватись (тобто бути товаром).

Повідомлення — це сигнали, які людина сприймає своїми органами чуття (зір, дотик, нюх, слух тощо).

Повідомлення можуть подаватися багатьма способами, наприклад: світловими сигналами, електричними сигналами,  малюнками, звуками, схемами, текстом тощо.

При одному і тому ж поданні повідомлення може нести зовсім різний зміст, залежно від обставин, у яких воно передається і приймається.

Дані — це повідомлення, які подано у вигляді, зручному для зберігання, передавання та опрацьовування.

Інформаційними процесами називають процеси, що здійснюються над повідомленнями. 

 Основними інформаційними процесами є процеси пов’язані з повідомленнями, а саме:

передавання, опрацювання та зберігання. Існують і більш складні інформаційні процеси, такі як пошук, використання, групування, розповсюдження, сортування, кодування, захист, накопичення повідомлень та ін. 

Сукупність взаємопов’язаних елементів, призначена  для  реалізації  інформаційних  процесів,  називається  інформаційною системою.  

Інформаційна система має дві основні складові:

Апаратна складова — це комплекс технічних засобів, який включає пристрої опрацювання і зберігання даних, пристрої введення та виведення даних, засоби міжкомп’ютерного зв’язку.

Програмна складова — це комплекс програм, які забезпечують реалізацію інформаційних процесів пристроями інформаційної системи.

Людині, щоб почуватися впевненою в сучасному світі, слід сформувати передусім такі знання та вміння:

•      знання основ теорії інформації;

•      наявність навичок ефективного збирання, зберігання, опрацювання, передавання та захисту повідомлень;

•      уміння аналізувати, класифікувати, оцінювати нові повідомлення, синтезувати нові рішення й ідеї;

•      готовність не тільки оволодівати новими знаннями, а й пропагувати нові ефективні технології й ідеї;

•      готовність сприймати різноманітні повідомлення, навіть такі, що ламають стереотипи;

•      стійкі навички міжособистісного спілкування, у тому числі з використанням  комп’ютерних технологій і різними мовами;

•      уміння аргументовано вести дискусії, готовність визнати себе переможеним  у цій дискусії;

•      знання норм і правил, що регламентують використання інтелектуальної власності, та готовність незаперечно дотримуватися їх тощо.

Тема: Проблеми інформаційної безпеки.

Інформаційна безпека — це стан захищеності систем передавання, опрацювання та зберігання даних, при якому забезпечено конфіденційність, доступність і цілісність даних. Також під інформаційною безпекою розуміють комплекс заходів, спрямованих на забезпечення захищеності даних від несанкціонованого доступу, використання, оприлюднення, внесення змін чи знищення. Останнім часом до питань інформаційної безпеки включено питання інформаційного впливу на особистість і суспільство.

З технічної точки зору, залежно від результату шкідливих дій, можна виділити такі види загроз інформаційній безпеці: отримання несанкціонованого доступу до секретних або конфіденційних даних, порушення або повне припинення роботи комп’ютерної інформаційної системи, отримання несанкціонованого доступу до керування роботою комп’ютерної інформаційної системи, знищення та спотворення даних.

Для смартфонів характерні ті самі загрози, що й для стаціонарних комп’ютерів: віруси, троянські програми, мережеві хробаки, рекламні модулі та ін., орієнтовані на різні типи мобільних пристроїв.

Соціальна інженерія — це наука, що вивчає людську поведінку та фактори, які на неї впливають. Зловмисники для маніпуляції, щоб спонукати людину виконати певні дії чи розголосити конфіденційну інформацію, часто використовують результати досліджень із соціальної інженерії.

Для того щоб максимально уникнути загроз під час роботи в Інтернеті, варто дотримуватися певних правил:

•      установлювати тільки ліцензійне програмне забезпечення,

•      установлювати програмні продукти тільки з офіційних джерел,

•      установлювати та оновлювати антивірусне програмне забезпечення,

•      установлювати оновлення операційної системи та іншого програмного забезпечення,

•      використовувати надійні паролі,

•      приєднуватися тільки до перевірених Wi-Fi-мереж,

•      не відкривати повідомлення з електронної пошти та прикріплені до них файли від невідомих осіб,

•      перевіряти URL-адреси веб-сайтів і сертифікат безпеки та ін.

Завдання: Ознайомитися з порадами для безпеки в Інтернеті від сервісу Google.

Для цього:

1. Відкрийте браузер Google, увійдіть до свого облікового запису. 2. Виконайте Додатки Google → Мій обліковий запис (Аккаунт) → Безпека. Перегляньте рекомендації по захисту власного аккаунта.

3.   Виберіть у нижній частині відкритої сторінки гіперпосилання

Конфіденційність та ознайомтеся з порадами в рубриці Захист вашої інформації. Зробіть скріншот вікна

4.   За допомогою пошукового рядка Google знайдіть Найкращі поради для безпеки в Інтернеті. Зробіть скріншот вікна.

Тема: Навчання в Інтернеті.

Крім пошуку навчальних матеріалів, фотографій, відео, зображень та рефератів, можна знайти та закачати з Інтернету потрібні програми навчального призначення та програмиперекладачі, безкоштовне програмне забезпечення для захисту даних та оптимізації роботи з комп’ютером. За допомогою Інтернету можна поновлювати антивірусні бази, отримувати поради від учителя чи тренера під час виконання завдань, проходити тестування для оцінювання рівня власних знань з різних предметів, дистанційно опановувати нові технології та отримувати нові знання, бути обізнаними щодо конкурсів, які проводяться в Україні і за кордоном, та брати в них участь, готуватися до предметних олімпіад і зовнішнього незалежного оцінювання знань випускників та ін.

Доступ до масових відкритих онлайн-курсів надається на сайтах, які отримали назву освітні онлайн-платформи (освітні сайти).

Освітній сайт – це сайт на якому висвітлюються матеріали, що пов’язані з освітою, навчанням, роботою освітніх установ.

Вони містять добірки навчальних курсів, підготовлених фахівцями з різних напрямів. Під час вивчення цих курсів можна переглядати відеолекції, отримувати навчальні матеріали, спілкуватися з викладачем та однокурсниками на форумах, виконувати навчальні завдання, перевіряти рівень засвоєння навчального матеріалу в процесі складання тестів та іспитів.

Популярними українськими освітніми онлайн-платформами є, наприклад, Educational Era (www.ed-era.com), Prometheus (prometheus.org.ua), EDUGET (www.eduget.com) та ін.

Деякі освітні онлайн-платформи пропонують курси з одного або кількох споріднених предметів.

Для допомоги у вивченні окремих предметів розроблені сайти, які містять добірки інформаційних матеріалів з предмета. Наприклад, вивченню освітніх предметів присвячені такі сайти:

•      Фізиці – Шкільна фізика (http://sp.bdpu.org ), Фізика в анімаціях (http://physics.nad.ru );

•      Математиці – Математика для школи (http://www.formula.co.ua), Math.ru

(http://math.ru );

•      Хімії – Хімічний портал (http://chemportal.org.ua), Виртуальная химическая школа (http://xumuk.ru );

•      Біології – Український біологічний портал (http://www.biology.org.ua ), Біологія (http://novamova.com.ua ).

Деякі сайти, які не пов’язані безпосередньо зі шкільною освітою, містять багато матеріалів, корисних для вивчення окремих предметів, наприклад:

•      Українська мова – Нова мова (http://www.mova.info ), Словник. net (http://www.slovnyk.net );

•      Історії та географії – Ізборник (http://izbornyk.org.ua ), 7 чудесУкраїни

(http://7wonders.worldstreasure.com ),  Країни світу (http://svit.ukrinform.ua);

•      Географія – Карти Google (http://maps.google.com ), Google Еarth (http://earth.google.com).

Велика добірка додаткових матеріалів з різних предметів міститься на сайті Острів знань (http://ostriv.in.ua ) у рубриці Навчання.

В Інтернеті представлено велику кількість веб-енциклопедій та енциклопедичних словників як з окремих предметних областей, так і універсальних, що охоплюють різні галузі знань.

Веб-енциклопедії – енциклопедії, матеріали яких у різних форматах зберігаються за конкретними URL-адресами в Інтернеті.

Одними з найбільш відомих є універсальні електронні енциклопедії:

•      Вікіпедія – http://uk.wikipedia.org;

•      Мала енциклопедія Кирилла і Мефодія – http://megabook.ru; 

•      Мировая цифровая библиотека - http://www.wdl.org/ru/  

Вільна багатомовна енциклопедія Вікіпедія була започаткована в січні 2001 року. Вона була побудована на технології Вікі-Вікі (швидко-швидко), на основі якої створені колекції записів, що пов’язані між собою – це так званий колективний гіпертекст. Вікіпедія містить понад 200 тисяч статей українською мовою. Її матеріали створюються, уточнюються та доповнюються зусиллями всіх бажаючих. Статті Вікіпедії не містять авторства, тому розповсюджуються вільно.

Сучасні технічні засоби зв’язку та передачі даних стали основою для виникнення нової форми організації навчання – дистанційного навчання.

Дистанційне навчання – це форма організації навчання з використанням інформаційних телекомунікаційних технологій, які забезпечують інтерактивну взаємодію викладача і учня.

Як правило, освітні послуги в умовах дистанційного навчання надаються за допомогою комп’ютерних мереж. Учні реєструються на спеціальних навчальних порталах, отримують навчальні матеріали, індивідуальні завдання, за потреби скачують їх на свої комп’ютери. За запропонованим графіком навчання учні самостійно виконують завдання та одержані результати надсилають викладачеві на портал. Викладач, якого в системі дистанційного навчання називають тьютором, виконані завдання перевіряє та виставляє кожному учневі оцінку або відповідну кількість балів, які заносяться до спеціального електронного журналу на навчальному порталі. Крім того, процес навчання може передбачати перевірку знань у вигляді тестування. Учні можуть консультуватися як із тьютором, так і між собою. Для цього на навчальному порталі, де встановлено спеціальне програмне забезпечення, яке називають системою дистанційного навчання, існують відповідні засоби.

В Україні така система впроваджується окремими навчальними закладами та бізнесструктурами.

Однією з форм дистанційного навчання є участь у вебінарах – це віртуальний семінар, організований з використанням Інтернет-технологій.

Завдання: Ознайомитися з переліком курсів на освітній платформі Prometheus.

Для цього:

1.  Відкрийте у вікні браузера головну сторінку сайту Prometheus (prometheus.org.ua).

2.  Виберіть гіперпосилання Курсів. 3. Перегляньте перелік циклів курсів. Визначте:

• цикли курсів з яких тем запропоновано на сайті; •    які курси пропонуються в циклі Підготовка до ЗНО.

4.   Виберіть гіперпосилання Курси.

5.   Виберіть назву цікавого для вас курсу із числа доступних зараз. Визначте та запишіть у робочий зошит:

•        назву курсу;

•        терміни початку та тривалість навчання за цим курсом;

•        деякі питання, включені до програми курсу;

•        для кого цей курс;

•        відомості про викладачів курсу;

•        чи безкоштовний цей курс?

•        у який час проводяться заняття; •            можливість отримати сертифікат.

6.   Виберіть кнопку Зареєструватися на курс. Визначте, які дані потрібно ввести для реєстрації облікового запису на платформі Prometheus. Запишіть їх у зошит.

7.   Закрийте вікно браузера.

Тема: Комп’ютерно-орієнтовані засоби для здійснення навчальної діяльності.

Для виконання навчальних завдань ви використовуєте й різноманітні електронні засоби. Це можуть бути ресурси Інтернету, електронні енциклопедії, галереї зображень, а також прикладні програми загального призначення, які використовуються для проведення розрахунків (Калькулятор), для підготовки рефератів (Текстові редактори), для створення та редагування малюнків (графічні редактори).

Разом з тим, існує цілий ряд програм, які безпосередньо призначені для забезпечення навчання. Такі програми називають програмними засобами навчального призначення (ПЗНП), або педагогічними програмними засобами (ППЗ). Прикладами таких програм є програмний комплекс “Таблиця Менделєєва”, електронний посібник “Біологія”, програмне середовище “Система лінійних рівнянь” та інші.

Перевагою програмних засобів навчального призначення порівняно з традиційними засобами навчання є наявність зручних у використанні засобів візуалізації навчального матеріалу.

Класифікація ПЗНП

Педагогічні програмні засоби можна розподілити на такі групи:

1.   Електронні посібники – електронні навчальні видання, які доповнюють підручники та містять навчальний матеріал з певного предмета, окремих розділів навчальної дисципліни, факультативного курсу.

2.   Віртуальні практикуми – електронні навчальні збірники практичних завдань і вправ, наприклад:

-      віртуальні лабораторії (Віртуальна біологічна лабораторія);

-      електронні тренажери (Клавіатурний тренажер з української мови); - електронні задачники (Фізика).

3.   Електронні засоби контролю навчальних досягнень учнів – комп’ютерні програми, призначені для створення тестових завдань, проведення тестування та фіксації результатів. 4. Мультимедійні засоби ілюстративного і довідникового спрямування: - електронні атласи – ел. колекції зображень різних об’єктів (карти, креслення, рисунки);

-      електронні хрестоматії – ел. навчальні видання літературно-художніх, історичних та інших друкованих, музичних творів, творів образотворчого мистецтва;

-      електронні енциклопедії – ел. довідникові видання, що містять основні відомості з однієї чи кількох галузей знань і практичної діяльності, подані у коротких статтях, доповнені аудіо- та відео матеріалами, засобами пошуку;

-      електронні словники – ел. довідникові видання словників державної або іноземної мов, що містять засоби пошуку слів та словосполучень і доповнені можливістю прослуховування фрагментів словника.

Завдання: Ознайомитися з ПЗНП.

Для цього:

1.   Відкрийте навчальний сайт https://www.mozaweb.com/uk/  • Розгляньте меню сайту.

•      Ознайомтеся зі змістом вкладки Цифрові уроки.

•      Перейдіть до одного з них за вашим вподобанням (наприклад, Технології).

•      Виберіть один із уроків за вашим вподобанням (наприклад, Як люди підкорили повітря). !!!Увага: сервіс платний, тому уроки відкриваються не всі, виберіть той, що доступний для перегляду

•      Зробіть скріншот екрана.

2.   Відкрийте навчальний сайт https://phet.colorado.edu/uk/ Розгляньте меню сайту. • Ознайомтеся зі змістом вкладки Симуляції.

•      Перейдіть до однієї з них за вашим вподобанням (наприклад, Дослідження Землі).

•      Виберіть одну із симуляцій за вашим вподобанням та пограйтеся в ній (наприклад, Кульки і статична електрика).

•      Зробіть скріншот екрана.

Тема: Комп’ютерно-орієнтовані засоби для планування навчальної діяльності.

Для планування власної діяльності та раціонального розподілу часу використовують спеціальні програмні засоби — органайзери (менеджери).

Ці сучасні засоби мають у своєму складі календар, адресну книгу та записник. Основна функція цього сервісу — створення заміток, подій із зазначенням конкретного часу, коли ця подія відбувається. Перегляд календарів дає можливість контролювати власну діяльність.

Функції органайзерів:

•      створення переліку подій, заходів, які плануються на конкретні дати та час, своєчасне нагадування про ці події;

•      організація особистих контактів, створення адресної книги, імпортування та експортування даних;

•      організація спільного доступу до матеріалів, створення проектів, наявність інструментів для колективної роботи;

•      доступність для мобільних пристроїв, інтеграція з онлайн-сервісами, можливість синхронізації локальних і онлайн-даних;

•      установка прав доступу до даних або окремих розділів органайзера, захист і шифрування даних.

Приклади органайзерів:

Google Календар, Microsoft OneNote, C-Organizer, Mozilla Sunbird, LeaderTask, WinOrganizer, EverNote.

Завдання: Ознайомитися з Google Календарем.

Для доступу до Google Календаря потрібно:

1.   Увійти до власного облікового запису Google.

2.   Відкрити меню сервісів Google за допомогою кнопки.

3.   Вибрати у списку кнопки сервісів додаток Календар.

У вікні що відкрилося у лівій частині розміщено каледар на поточний місяць і перелік доступних для користувача Google Календарів. У центральні частині вікна відкрито поточний календар з відображенням подій на поточний місяць, тиждень, день залежно від налаштувань. 

4.   За допомогою лівої панелі навігації виконайте команду Додати календар → Новий календар, уведіть його назву Дні народження.

5.   Заповніть у ньому свята, які припадають на місяці ваших днів народження. Відправте посилання на цей календар викладачу в Google Клас.

Тема: Інтернет-маркетинг та інтернет-банкинг. Системи електронного урядування.

Бурхливий розвиток Інтернету спричинив активне використання його сервісів для комерційних і побутових цілей.

Широко використовуються такі сервіси в Інтернеті:

•      інтернет-банкінг — здійснення платіжних операцій з банківського рахунку через мережу Інтернет. Різновидом цієї послуги є використання платіжних карток для оплати послуг і товарів через платіжні термінали, використання банкоматів для отримання готівки;

•      інтернет-маркетинг — вид комерційної діяльності, мета якої реклама товарів і послуг в Інтернеті для збільшення відвідувачів веб-ресурсів компанії та зростання продажів;

•      мобільна комерція — торговельна діяльність з використанням мобільних електронних пристроїв.

Важливою характеристикою електронної комерції є інформаційна безпека, збереження банківської таємниці, збереження грошових коштів, захист від фінансового шахрайства. Для цього використовуються одноразові паролі, секретні Р/R-коди, підтвердження входу в онлайн-банк за телефоном, відбитки пальців і сітчатки ока тощо.

Перехід до інформаційного суспільства характеризується реорганізацією відносин в усіх напрямах діяльності суспільства, включаючи такі, як охорона здоров’я, комерція, освіта, дозвілля тощо, у тому числі й у сфері державного управління. Важливим компонентом цього процесу є електронне урядування — виконання функцій державного управління, за якого вся сукупність як внутрішніх, так і зовнішніх зв’язків та процесів підтримується та забезпечується відповідними інформаційно-комунікаційними технологіями.

Розвиток електронного урядування передбачає створення таких електронних систем, як системи електронних послуг, електронних інструментів залучення громадян до управління суспільним життям, відкритості даних, електронного документообігу тощо.

Завдання: Ознайомитися з сайтом Урядовий портал.

1.   Відкрийте головну сторінку сайту Урядовий портал (https://www.kmu.gov.ua. ).

2.   Ознайомтеся з інтерфейсом і структурою порталу. Визначте можливості цього порталу для здійснення електронного урядування у таких напрямах:

•      електронні послуги;

•      відкритість даних;

•      залучення громадян до управління;

•      електронний документообіг.

3.   Закрийте сайт.

Тема: Штучний інтелект. Інтернет речей. Smart-технології.

Існує багато тлумачень поняття «людський інтелект». За одними з них, інтелект людини є наслідком природних процесів у мозку. За іншими — інтелект є проявом духу, наданого людині вищими силами. У психології інтелект (від латин. Intellectus — розуміння, осягнення) — це загальна здатність людини до пізнання і вирішення проблем. Так само, як не існує єдиного визначення людського інтелекту, не існує і вичерпного визначення поняття «штучний інтелект». Тож пропонуємо одне з можливих.

Штучний інтелект — це область інформатики, яка займається розробкою інтелектуальних комп’ютерних систем, інтелектуальних комп’ютерних програм, які імітують роботу людського розуму.

Такі інтелектуальні системи повинні виконувати творчі функції, мисленнєві операції, які традиційно вважаються прерогативою людини, — розуміння мови, уміння навчатися, здатність міркувати, робити висновки та передбачати, вирішувати проблеми тощо.

Напрями створенням штучного інтелекту:

•      імітація діяльності людини,

•      використання біологічних елементів для створення штучного інтелекту,

•      імітація логічного мислення людини на основі використання систем логічного програмування,

•      використання інтелектуальних агентів тощо.

Дослідження в галузі штучного інтелекту орієнтовані на такі сфери використання,

•      розпізнавання образів,

•      машинний переклад текстів,

•      аналітична діяльність,

•      створення експертних систем, систем інформаційної безпеки,

•      робототехніка,

•      комп’ютерна творчість та ігри.

Етичним питанням у галузі розробки і використання штучного інтелекту є питання «Чи зможе штучний інтелект замінити людину?».

Інтернет речей — це глобальна мережа підключених до Інтернету речей — пристроїв, оснащених сенсорами, датчиками, засобами передавання сигналів. Ці цифрові пристрої можуть сприймати датчиками різноманітні сигнали з навколишнього світу, вступати у взаємодію з іншими пристроями, обмінюватися даними з метою відділеного моніторингу за станом об’єктів, аналізу зібраних даних і прийняття на їх основі рішень. Інтернет речей об’єднує реальні речі у віртуальні системи, здатні вирішувати абсолютно різні завдання.

Популярними сьогодні стають так звані «розумні речі», які є реалізацією Smart-технологій і основою створення суспільства знань. Найефективнішим методом прийняття рішення в такому суспільстві є технології колективного інтелекту.