Program z TIK - Infotrick, ICT w praktyce

PROGRAMY E-LEARNINGOWYCH
KÓŁ NAUKOWYCH
INFOTRICK, ICT W PRAKTYCE
PROGRAM E-LEARNINGOWEGO KOŁA NAUKOWEGO
Z TECHNOLOGII INFORMACYJNO-KOMUNIKACYJNYCH
DLA UCZNIÓW SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH
Autor:
WITOLD WILK
NOWY S¥CZ 2013
Założenia programu
Rozwój społeczny i gospodarczy w społeczeństwie informacyjnym
pozostaje w ścisłym związku z dostępnością zasobów informacyjnych
oraz możliwościami twórczego ich wykorzystywania przez człowieka.
Lata 2000-2009 to okres intensywnego rozwoju zastosowań technologii
informatycznych i telekomunikacyjnych. Nowości technologiczne przyczyniły
się do stworzenia warunków do coraz swobodniejszego przepływu informacji
oraz postawiły nowe wymagania, szczególnie w zakresie zmian w sposobie
korzystania z zasobów informacji i wiedzy oraz w zakresie metod szybkiego
przetwarzana i przesyłania informacji. Człowiek, wykorzystując w realizacji
swoich zadań coraz bardziej zaawansowane oprogramowanie, korzysta
poprzez sieci komputerowe z zewnętrznych komputerów i baz danych
oraz zasobów informacyjnych rozproszonych w sieci Internet, mając
do dyspozycji wielokrotnie więcej danych niż jeszcze kilka lat temu.
Zauważany jest przy tym ciągły wzrost tempa rozwoju technologicznego.
Jednym z zadań współczesnej szkoły staje się w tych warunkach nie tylko
dostarczenie wiedzy i umiejętności w zakresie współczesnych technologii
informacyjno - komunikacyjnych ale również wyposażenie uczniów w umiejętności
samodzielnego zdobywania i aktualizowania wiedzy w celu aktywnego podążania
za postępującymi zmianami technologicznymi.
Prezentowana koncepcja programu e-learningowego koła naukowego
z zakresu technologii informacyjno-komunikacyjnej InfoTrick stanowi próbę
realizacji potrzeb edukacyjnych, wynikających z opisanych powyżej zjawisk.
Pod pojęciem e-learningowego koła naukowego rozumieć tutaj należy grupę
zrzeszającą uczniów szkół ponagimnazjalnych, pracujących z wykorzystaniem
informatycznej platformy e-learningowej pod opieką nauczyciela i realizującą
działania edukacyjne i samokształceniowe jej członków. Rozwój sieci
komputerowych, traktowanych jako narzędzie komunikowania oraz dystrybucji
informacji
dostarcza
edukacyjnej
w
wielu
kole
nowych
naukowym:
możliwości
organizacji
działalności
możliwości
dystrybucji
materiałów
edukacyjnych, możliwości wykorzystania technik sieciowych w organizacji zajęć
dydaktycznych w tradycyjnej grupie ćwiczeniowej oraz w „wirtualnej” klasie,
budowa
systemu
komunikacji
pomiędzy
2
uczniem
a
nauczycielem
oraz pomiędzy uczniami. Kolejnych możliwości wykorzystania dostarczają
systemy wspomagania pracy grupowej. Systemy wspomagania pracy grupowej
mają na celu poprawienie efektywności grupy współpracujących osób. Główną
ich
funkcją
jest
zapewnienie
komunikacji
miedzy
członkami
grupy,
oraz organizacja i porządkowanie przekazywanych informacji.
Konstrukcja
programu
koła
naukowego
bazuje
na
założeniu,
że kształtowanie wiedzy umiejętności z zakresu technologii informacyjnokomunikacyjnej
wymaga
stworzenia
warunków
sprzyjających
koncentracji
na realizacji przez uczniów ambitnych i interesujących projektów oraz wyzwoleniu
w możliwie najwyższym stopniu ich aktywności w pracy indywidualnej i zadaniach
zespołowych. Ponadto, uwzględniono fakt, że uczestnikami działań koła będą
uczniowie uzdolnieni. Można zatem oczekiwać ich ponadprzeciętnej motywacji
i zdolności przyswajania treści nowych, wykraczających w znaczący sposób poza
podstawę programową przedmiotu „Informatyka”, stanowiącą punkt odniesienia
niniejszego programu. Wprowadzone zostały treści nauczania, które rozszerzają
tematykę ujętą w podstawie programowej przedmiotu „Informatyka” o zagadnienia
związane z budową oprogramowania komputerowego z przeznaczeniem do jego
używania w środowisku sieci komputerowych (aplikacje i serwisy internetowe),
zagadnienia
konstruowania
systemów
baz
danych
w
środowisku
sieci
komputerowych z uwzględnieniem problematyki bezpieczeństwa w sieci,
zagadnienia
związane
z
budową
i
konfiguracją
sieci
komputerowych
oraz zagadnienia dotyczące matematycznego modelowania problemowych
sytuacji
decyzyjnych
i
tworzenia
narzędzi
wspomagających
proces
algorytmicznego rozwiązania problemów.
W realizacji prac koła dominującą rolę pełnić będzie metoda projektów.
Realizacja
zadań
projektowych
będąca
źródłem
satysfakcji
uczniów
wykorzystana zostanie do stymulowania ich zaangażowania. Rolą nauczyciela,
moderatora
dla
koła,
przekazywania
jest
umiejętne
wiedzy
oraz
wykorzystanie
rozbudzania
tego
zaangażowania
zainteresowania
uczniów
poszukiwaniem odpowiedzi na rodzące się pytania problemowe. Uczniowie
stawiani są w sytuacjach problemowych, w których przychodzi im stosować
wiedzę i umiejętności z wielu obszarów ICT. Powodzenie podejmowanych
przez uczniów działań, zależy od umiejętności precyzyjnej analizy możliwości
oraz
krytycznej
oceny
dostępnych
3
sposobów
realizacji
zadań.
Sprzyja
to
rozwijaniu
kreatywności,
umiejętności
twórczego
myślenia
i rozwiązywania pojawiających się problemów.
Dzięki metodom dydaktycznym stosowanym w pracach koła uczeń staje
się aktywnym uczestnikiem zajęć, decyduje o kierunkach poszukiwań
rozwiązań, zastosowaniu poszczególnych składników posiadanej wiedzy
i
wykorzystywaniu
poznanych
możliwości
technologicznych.
Nauczyciel
przyjmuje rolę przewodnika, pomaga w poszukiwaniu przyczyn niepowodzeń,
wymagając od uczniów racjonalnego uzasadniania podejmowanych działań
oraz
dokumentowania
prowadzonych
badań,
prac
koncepcyjnych
i programistycznych.
1. Cele edukacyjne

Rozwój
umiejętności
posługiwania
się
komputerem
i
jego
oprogramowaniem oraz zasobami sieci komputerowych w procesie
gromadzenia, przetwarzania oraz analizy informacji.

Rozwój
umiejętności
korzystania
z
możliwości
oprogramowania
komputerowego w procesie konstruowania modeli sytuacji problemowych
oraz algorytmicznego rozwiązania problemów.

Rozwój
umiejętności
projektowania
i
realizacji
oprogramowania
komputerowego z przeznaczeniem do jego używania w środowisku sieci
komputerowych (aplikacje i serwisy internetowe).

Rozwój umiejętności zarządzania informacją, projektowania i konstruowania
systemów
baz
danych
w
środowisku
sieci
komputerowych
z uwzględnieniem zagadnień bezpieczeństwa w sieci.

Rozwój umiejętności współpracy w grupie, podziału ról i zadań, grupowej
analizy i podejmowania decyzji.

Rozwój umiejętności stosowania narzędzi i technik informatycznych
w procesach komunikacji oraz w pracy grupowej.

Rozwój kreatywności i umiejętności twórczego rozwiązywania problemów.
4
2. Treści nauczania
Osiągnięcia uczniów
Zagadnienia
Tematyka zajęć
W rezultacie realizacji zajęć
ogólne
(zajęcia w sali komputerowej)
Systemy wspomagające pracę grupową
Platforma e-learningowa,
organizacja pracy koła
naukowego
Przegląd narzędzi i technik
informatycznych
wspomagających pracę
grupową
Narzędzia wspomagających
pracę grupową w realizacji
projektów koła naukowego
Baza danych i System
Zarządzania Bazą Danych
Architektura klient-serwer
Zarządzanie informacją, bazy danych
Metody organizacji pracy koła naukowego
uczeń powinien:
Projektowanie i tworzenie
bazy danych przy użyciu
MySQL
Podstawowe polecenia SQL
w tworzeniu i zarządzaniu
bazą danych
Hurtownie danych
i narzędzia OLAP
5
 Stosować w praktyce narzędzia
e-learningowe udostępniane
na platformie edukacyjnej
 Znać możliwości stosowania
systemów informatycznych
wspomagających pracę grupową
 Używać w pracach koła narzędzi
wspomagających komunikację
w grupie projektowej,
współdzielenie rezultatów pracy
oraz zarządzania projektami
 Swobodnie komunikować się przy
użyciu środków komunikacji
elektronicznej, zarządzać
przepływem informacji
i dostępem do informacji
 Posiadać podstawowe wiadomości
na temat baz danych oraz zasad
funkcjonowania SZBD
 Posiadać podstawowe wiadomości
na temat architektury klient- serwer
we współczesnych systemach baz
danych
 Rozumieć i stosować zasady
prawidłowej realizacji procesu
projektowania bazy danych
od zdefiniowania celów, poprzez
projektowanie struktur tabel,
rozpoznanie relacji po stworzenie
aplikacji
 Zaprojektować i zbudować
relacyjną bazę danych przy użyciu
systemu zarządzania bazą danych
MySQL
 Znać zasady używania języka SQL
do tworzenia i modyfikacji bazy
danych
 Praktycznie stosować podstawowe
polecenia języka SQL
do wprowadzania, przetwarzania


Podstawy analizy
i modelowania
matematycznego problemów

decyzyjnych
Wybrane techniki
w analizie i wspomaganiu

decyzji
rozwiązywania problemów decyzyjnych
Narzędzia informatyki w analizie i wspomaganiu
algorytmiczne stosowane
Konstruowanie modeli
matematycznych sytuacji
problemowych

Projektowanie i realizacja
narzędzi wspomagających
rozwiązywanie problemów
decyzyjnych przy użyciu
wybranych języków
programowania oraz arkuszy

kalkulacyjnych
Narzędzia wspomagające

analizę danych
i prognozowanie
komputerowej)
(zajęcia w sali
komputerowe
Sieci


Zasady budowy sieci
komputerowych, technologie
transmisji danych, standardy
i protokoły sieciowe
6

i analizy danych w bazie danych
MySQL
Znać zasady przetwarzania,
gromadzenia i udostępniania
danych w hurtowniach danych
Rozumieć zasady i metody
konstruowania modeli
matematycznych problemów
decyzyjnych
Stosować zróżnicowane techniki
algorytmiczne w sytuacjach
poszukiwania decyzji optymalnej,
podejmowania decyzji
w warunkach niepewności
czy wielokryterialnego wyboru
Konstruować modele
matematyczne sytuacji
problemowych oraz dobierać
odpowiednie struktury danych
do realizacji algorytmu rozwiązania
problemu
Konstruować przy użyciu
wybranych języków
programowania oraz arkuszy
kalkulacyjnych i praktycznie
stosować narzędzia wspomagające
rozwiązywanie problemów
decyzyjnych
W wyniku przeprowadzonych
testów ocenić prawidłowość
komputerowego rozwiązania
problemu i zbadać jego
efektywność
Zrealizować i udokumentować
proces projektowania,
programowania oraz testowania
aplikacji informatycznej
wspomagającej rozwiązywanie
sytuacji problemowej
Stosować w praktyce narzędzia
wspomagające analizę danych
i prognozowanie
Znać podstawy budowy modelu
warstwowego sieci
Rozumieć zasady budowy sieci
lokalnych i rozległych, znać
właściwości mediów stosowanych
w budowie sieci
Urządzenia sieciowe,
ich właściwości
i zastosowania
Podstawy budowy
i konfiguracji sieci
komputerowych
Zagrożenia związane
Zagadnienia bezpieczeństwa w systemach sieciowych
z korzystaniem z sieci
komputerowych
Bezpieczeństwo fizyczne
urządzeń
Ściany ogniowe i ich
zastosowania
Systemy uwierzytelniania
użytkowników systemów
komputerowych
Kryptograficzna ochrona
danych
poprawnego serwisu WWW,
aplikacji
interaktywnych
Budowa
Struktura i cechy
etapy tworzenia witryny
internetowej
Budowa witryn
internetowych przy
7
 Znać podstawowe właściwości
standardu Ethernet oraz protokołu
TCP/IP
 Znać i rozumieć zasady działania
urządzeń sterujących przepływem
danych w sieciach
 Posiadać podstawowe wiadomości
na temat routingu w sieciach
 Posiadać wiedzę i umiejętności
niezbędne do konfigurowania
routing’u statycznego
i dynamicznego
 Znać podstawy konfiguracji routera
 Rozwiązywać podstawowe
problemy sprzętowe związane
z komunikacją sieciową
 Znać główne rodzaje zagrożeń
związanych z używaniem
komputera w środowisku
sieciowym oraz sposoby
ich redukcji
 Znać uwarunkowania
bezpieczeństwa stacji roboczych,
serwerów i innych urządzeń
sieciowych
 Rozumieć zasady funkcjonowania
ściany ogniowej (firewall)
i posiadać umiejętności jej
konfigurowania
 Posiadać wiadomości na temat
możliwości zwiększania
bezpieczeństwa sieciowego
z wykorzystaniem systemów
uwierzytelniania
 Znać podstawy kryptograficznej
ochrony danych oraz wybrane
algorytmy szyfrujące
 Posiadać wiedzę na temat usług
realizowanych przez algorytmy
szyfrujące
 Znać najważniejsze aspektami
projektowania i tworzenia serwisów
internetowych
 Umieć praktycznie stosować język
XHTML oraz kaskadowe arkusze
stylów w powiązaniu z elementami
języków skryptowych w procesie
tworzenia witryn internetowych
wykorzystaniu języka
XHTML

Formatowanie stron
internetowych przy użyciu

stylów kaskadowych - CSS
Zastosowanie formularzy
HTML

Grafika i multimedia
na stronach WWW

Interakcja po stronie

przeglądarki z
wykorzystaniem języka
JavaScript

Podstawy języka PHP

Integracja strony
internetowej z bazą danych
MySQL

Korzystanie z XML
z uwzględnieniem zgodności
ze standardami
Stosować formularze HTML
do budowy interaktywnych stron
internetowych i przesyłania danych
od użytkownika
Znać metody i formaty zapisu
i przesyłania przez sieć Internet
danych multimedialnych
Znać zasady przygotowywania
plików graficznych do prezentacji
na stronach internetowych
Wykorzystywać podstawowe
funkcje programów graficznych
Znać podstawowe zagadnienia
związane z interakcją po stronie
przeglądarki przy wykorzystaniu
języka JavaScript
Tworzyć strony internetowe
z zastosowaniem języka
skryptowego PHP
Posiadać umiejętności korzystania
z bazy danych MySQL do budowy
serwisów internetowych,
przy użyciu PHP
Posiadać podstawowe wiadomości
na temat wykorzystania
dokumentów XML w serwisach
internetowych
Tabela zawierająca tematykę zajęć prezentuje poszczególne zagadnienia
w
kolejności
ich
realizacji.
Wybrane
bloki
tematyczne
realizowane
w pierwszym roku, mogą być rozszerzane, uzupełniane i kontynuowane
w drugim i trzecim roku IV etapu kształcenia. Zaproponowaną tematykę
należy traktować jako listę otwartą do uzupełnienia w zależności
od zainteresowań i potrzeb grupy.
3. Uwagi na temat realizacji programu
Zajęcia
z
e-learningowego
wykorzystaniem
edukacyjnej
koła
naukowego
platformy
prowadzone
e-learningowej.
będą
Platforma
e-learningowa umożliwia komunikację, organizację wymiany informacji i pracy
grupowej
uczniów
uczestniczących
8
w
pracach
koła
naukowego.
Dzięki narzędziom dostępnym na platformie nauczyciel uzyskuje możliwości
precyzyjnego planowania aktywności grupy, tworzenia zespołów projektowych
oraz stymulowania aktywności uczniów. Dzięki możliwości delegowania
uprawnień
do
zarządzania
wybranymi
zadaniami,
nauczyciel
uzyskuje
możliwość pobudzania zaangażowania uczniów w realizację zadań realizowanych
w ramach prac koła.
Wykorzystywanie sieci komputerowych w organizacji prac koła naukowego
przyjmować mogą różnorodne formy, w zależności od specyfiki realizowanych
zagadnień. Do najważniejszych zaliczyć można: publikowanie w sieci materiałów
dydaktycznych, testy oceniające znajomość wiadomości podstawowych, dyskusja
w
grupie
projektowej,
zajęcia
prowadzone
metodą
studium
przypadku,
z wykorzystaniem informacji publikowanych w sieci komputerowe. Jednocześnie,
w trakcie prac koła naukowego powstawać będą aplikacje i serwisy internetowe
konstruowane przez grupy projektowe członków koła i publikowane w sieci
Internet.
Z
uwagi
na
konieczność
pełnego
wykształcenia
umiejętności
posługiwania się wybranymi elementami oprogramowania komputerowego,
ustalenia
warunków
korzystania
z
oprogramowania
zainstalowanego
na lokalnych komputerach (poza siedzibą organizatora koła), praktycznego
poznania urządzeń stosowanych w sieciach komputerowych jak również w celu
wytworzenia bezpośrednich relacji pomiędzy uczniami, część zajęć realizowana
będzie
w
pracowni
komputerowej,
z nauczycielem. W każdym
podczas
bezpośrednich
spotkań
roku działalności koła naukowego przynajmniej
10-15 godzin zajęć realizowanych będzie w sali komputerowej a pozostałe
z wykorzystaniem platformy e-learningowej.
9