Концепция использования свободного ПО в образовании

Материал из Edumandriva

Содержание

Введение

Образование - это отрасль применения ИТ технологий, которая закладывает будущее развития страны. Обучение подрастающего поколения определенным навыкам ИТ сферы всегда имеет определенную подоплеку - воспитание ИТ-создателей и ИТ-потребителей, которые будут определять политику развития отрасли в ближайшем будущем и настоящем, влияя на своих родителей.

Грамотно построенная политики применения свободного программного обеспечения (далее СПО) в этой сфере должна лежать не только в плоскости экономических параметров, а также в плоскости социального, юридического, технического, культурного и даже политического воспитания. Свободного ПО по своим целям и задачам должно решать следующие задачи:

  • воспитание юридически грамотных пользователей
  • воспитание всесторонне развитых граждан за счет доступности и широкого выбора имеющихся инструментов
  • воспитание технически грамотных специалистов за счет большей доступности свободного ПО и технических средств для изучения
  • прививание социальной активности и навыков работы в команде с равными ролями, позволяющей достигать лучших результатов
  • осознание учащимися личной значимости и необходимости за счет возможного вклада в любой интересующий проект
  • поднятие ИТ-грамотности общества за счет более широкого распространения программного обеспечения

Все это должно в совокупности привести к появлению социально, технически и творчески активных граждан страны, которые должны стать основной построения ИТ и информационно развитого демократического общества.

Основные принципы

При формировании концепции использования свободного ПО требуется обращать внимание на следующие составляющие:

  • Организационную
  • Программную
  • Информационную
  • Методическую
  • Правовую
  • Кадровую
  • Социальную

Организационная составляющая

использование СПО заключается в консолидации всех его составляющих, с расстановкой соответствующих приоритетов для исключения распыления ресурсов. Этот процесс должен быть отражен в соответствующих программах, планах-графиках и других документах, определяющих составляющие, временные рамки реализации/внедрения, события им соответствующие, а также ответственных за выполнение.

Программная составляющая

Програмные компоненты, используемые при построении образовательной среды, является важной составляющей (но теоретически возможно обучение и без конкретного ПО, например с помощью браузера и интернет-служб). Дистрибутивы Linux и другое свободное ПО должны являться лишь инструментов по решению определенных прикладных задач, и при разработке программных составляющих стоит обращать внимание прежде всего на решаемые задачи и имеющуюся аппаратуру.

Для примера рассмотрим типичный состав образовательной среды и требований к ней на примере базового курса школьной Информатики и ИКТ.

Линии образования

В исходном варианте мы имеем стандарт (базового и профильного уровней) и примерную программу, а также требования Единого государственного экзамена. Во всех случаях мы можем выделить определенные ветви (линии), которые показывают те знания и умения решения конкретных задач с помощью соответствующих программных компонентов, которые учащиеся должны усвоить (умения будут показаны только для критичных к использованию ПО линий):

  • Линия информационных процессов
  • Линия представления информации
  • Линия алгоритмики и программирования

Итоговые "умения":

  • Определение возможности применения исполнителя для решения конкретной задачи по системе его команд, построение и исполнение на компьютере алгоритма для учебного исполнителя (типа “черепахи”, “робота” и т.д.);
  • Умение записать на учебном алгоритмическом языке (или языке программирования) алгоритм решения простой задачи.
  • Знания языков программирования и основных конструкций языка программирования.
  • Умение работы в системах программирования.
  • Линия исполнителя (компьютера)

Итоговые "умения":

  • Понимание базовых принципов операционной системы и файловой системы
  • Понимание базовых принципов организации и функционирования компьютерных сетей
  • Линия формализации и моделирования

Итоговые "умения":

  • Построение информационных моделей объектов, систем и процессов, используя для этого типовые средства (язык программирования, таблицы, графики, диаграммы, формулы и т.п.)
  • Проведение статистической обработки данных с помощью компьютера
  • Проведение виртуальных экспериментов и самостоятельное создание простейших моделей в учебных виртуальных лабораториях и моделирующих средах
  • Линия информационных технологий

Итоговые "умения":

  • Умение иллюстрировать учебные работы с использованием средств информационных технологий
  • Создавать информационные объекты сложной структуры, в том числе гипертекстовые документы;
  • Просматривание, создание, редактирование, сохранение записей в базах данных, получение необходимой информации по запросу пользователя;
  • Наглядное представление числовых показателей и динамику их изменения с помощью программ деловой графики;
  • Использование средства и технологий работы с графикой. Создание и редактирование графических информационных объектов средствами графических редакторов, систем презентационной и анимационной графики.
  • Умение общаться с использованием современных программных и аппаратных средств коммуникаций
  • Умение искать и отбирать информацию, в частности, связанную с личными познавательными интересами, самообразованием и профессиональной ориентацией
  • Представление информации в виде мультимедиа объектов с системой ссылок (например, для размещения в сети); создания собственных баз данных, цифровых архивов, медиатек

В Едином Госудрсвенном Экзамене по информатике затрагиваются следующие линии: линию представления информации, линию алгоритмики и программирования, линию формализации и моделирования и линия информационных технологий. То есть и в курсе информатики и в содержании ЕГЭ образовательные лини будут иметь необходимость практического изучения с помощью одних и тех-же программных средств.

Типовые аппаратные конфигурации для выбора ПО

Также стоит обратить внимание на имеющиеся аппаратные средства:

  • Минимальная конфигурация: Pentium 166/200 32 Мб ОЗУ 2/4/10 Гб HDD CD-ROM 800x600 встроенное видео
  • Средняя конфигурация: PIII/PIV/Athlon/AthlonXP/VIA (800-2400) 128/256 Mб ОЗУ 20/40 Гб HDD 1024x768 встроенное видео (Intell/S3)
  • Максимальная конфигурация: Intel Core/Core Duo/Ahtlon 64/Phenom 512/1024 и выше Мб ОЗУ 80 Гб и выше, 1280x1024 встроенное/внешнее видео (Intel,NVIDIA,ATI,S3)
  • Конфигурации современных и будущих обучающих "школьных" компьютеров: Intel Atom/ARM 512/1024 ОЗУ 80/160 Гб HDD или 4/8/16 Гб SSD, 1024x600 встроенное видео от Intel или NVIDIA

При этом стоит учитывать, что компьютерный парк в возрасте более пяти лет является потенциально-заменяемым, то есть в ближайшее время может быть заменен на более мощные компьютеры. Еще одной тенденцией является массовое внедрение в мировом образовательном процессе учебных компьтеров и устройств (в основном планшетов и нетбуков), которые могут быть построены на отличной от стандартной x86 архитектуре, поэтому программная составляющая должна быть построена с учетом перспективы применения таких устройств.

Типовой набор программных сред и средств

Давайте рассмотрим минимальный набор ПО (свободного и открытого), удовлетворяющий этим требованиям:

Операционная система - работающая на широком спектре оборудования, начиная от архитектуры i586 до (потенциально) ARM. Ведущие дистрибутивы Linux удовлетворяют такой возможности. EduMandriva Linux является оптимальным выбором, так как поддерживает наибольший спектр оборудования и благодаря базовому дистрибутиву может без проблем быть портирована на устройства с ARM-процессорами. При отсутствии возможности перехода на Linux или наличии лицензионных версий возможно использование СПО с операционными системами Windows (Кросплатформенное ПО будет отмечено соответствующими тегами).
Файловые менеджеры - линия исполнителя (компьютера) и линия информационных технологий
Архиваторы - линия информационных технологий и линия представления информации
  • Поддержка формата RAR. Linux, Windows
  • Поддержка формата 7-zip и русской кодировки в ZIP-архивах. Linux, Windows
Офисные приложения - линия информационных технологий и линия формализации и моделирования
  • OpenOffice.org - свободный офисный пакет Linux, Windows
  • AbiWord - нетребовательный к ресурсам текстовый процессор из пакета GnomeOffice. По функциональности близок MS Word 97. Linux, Windows
  • Gnumeric - нетребовательные к ресурсам электронные таблицы - аналог Excel 97. Linux, Windows
  • FoxitReader - мощный и быстрый просмотрщик PDF. Linux, Windows
  • CuneiForm - OCR-система с графической оболочкой Yagf. Linux, Windows
Математика и символьные вычисления. Алгебра и геометрия - линия информационных технологий и линия формализации и моделирования
  • Maxima - свободная система компьютерной алгебры. Имеет широчайший набор средств для проведения аналитических вычислений, численных вычислений и построения графиков. Для работы рекомендуется интерфейс wxMaxima. Linux, Windows
  • SMath Studio Desktop - Бесплатный математический пакет с графическим интерфейсом для вычисления математических выражений и построения двумерных и трёхмерных графиков. Аналог MathCad. Linux, Windows
  • Geogebra - ПО для Геометрии Linux, Windows
Растровые и векторные редакторы - линия информационных технологий и линия формализации и моделирования
  • GIMP - растровый графический редактор, по функциональности не уступает AdobePhotohop. Linux, Windows
  • Inkscape - Мощный векторный редактор в формате SVG + uniconvertor для работы с файлами CorelDraw. Linux, Windows
  • Blender - программа 3D-моделирования с продвинутыми возможностями, стоящая в одном ряду с Maya и 3D Studio Max. Linux, Windows
  • Tuxpaint - Простой графический редактор для детей и взрослых. Linux, Windows
  • MyPaint - нацеленный на художников редактор для планшетов/сенсорных панелей Linux
Работа со звуком, музыкой и видео
  • VLC - Популярный многофункциональный плейер. Linux, Windows
  • Audacity - Свободный цифровой редактор звуковых файлов. Linux, Windows
  • LMMS - Свободный аналог FruttyLoops. Linux
  • Ardour - Правка и сведение аудио. Linux
  • Kino - Программа для захвата и редактирования DV-видео. Linux
  • Avidemux - Простой видеоредактор. Linux
  • LiVES - видеоредактор. Linux
CAD/CAM системы
  • QCad - 2-мерная САПР с открытым исходным кодом, предназначенная для создания машиностроительных чертержей и архитектурных планов. Linux
Web/Интернет
  • Mozilla Firefox - Популярный браузер на движке Gecko. Linux, Windows
  • Arora - Сверхлегкий браузер на WebKit.
  • Mozilla Thunderbird - Популярный почтовый клиент. Linux, Windows
  • KompoZer - Лёгкий в освоении визуальный редактор (WYSIWYG). Linux, Windows
  • BlueFish - GTK-редактор для веб-дизайнеров и программистов. Поддерживает множество языков программирования и разметки. Linux
  • MediaWiKi - Движок для построения своей WiKi (энциклопедии). Linux, Windows
  • VpnPPTP - ПО для работы с MS VPN Linux
Программирование
  • FreeBasic - Реализация BASIC для обучению программированию, совместимая с MS QBasic. Linux, Windows
  • Free Pascal - Компилятор Pascal и Object Pascal - в качестве IDE рекомендуется Lazarus или Geany. Linux, Windows
  • Lazarus - GTK2 и Qt4 IDE для FreePascal. Linux, Windows
  • Geany - Простая IDE для FreePascal, С, С++ и т.п. + плагины. Linux, Windows
  • Scratch - Программирование для детей на основе Logo. Linux, Windows
  • Kumir - Алгоритмический язык программирования. Linux, Windows
  • Hugs98- Упрощенный вариант Haskell Linux, Windows
Клавиатурные тренажёры
  • Klavaro - Клавиатурный тренажёр по классической методике. Linux
Системы тестирования и дистанционного обучения
  • iTest - Мощная клиент-серверная система составления вопросов и тестирования с учетом результатов. Linux, Windows
  • Atutor - Система для развёртывания портала дистанционного обучения. Linux, Windows
  • Moodle - Система построения портала дистанционного обучения (СДО). Linux, Windows
Словари и переводчики
  • LightLang - Словарная оболочка (аналог Lingvo) с возможностью онлайн-перевода текстов. Linux
Обучение
  • GCompris - Среда обучения для детей 3-10 лет. Linux, Windows
  • KDEEDU — Набор учебных программ KDE4. Linux, Windows
Системы вёрстки текста
  • Scribus - Настольная издательская система, аналог Adobe PageMaker. Linux, Windows
  • LyX - Среда для WYSIWYG-работы с LaTeX. Linux
Системы управления базами данных
  • MySQL- Мощная, но простая в освоении СУБД. Применяется в связке с языками программирования, OpenOffice Base и другими приложениями. Linux, Windows
  • PHPMyAdmin - веб-система управления СУБД MySQL. 'Linux, Windows
Рисование схем и диаграмм
  • DIA - Свободный редактор диаграмм. Может быть использован для рисования различных видов диаграмм: статических структур UML, баз данных, диаграмм сущность-связь, радиоэлектронных элементов, потоковых диаграмм, сетевых диаграмм и других. Linux
  • Freemind - Построение "карт памяти". Linux, Windows
Моделирование
  • Qucs - Система построения и моделирования электронных схем. Linux
  • Phun - Симулятор физики. Linux
  • Step - Виртуальная физическая лаборатория (входит в KDEEDU). Linux, Windows
Администрирование

Squid иDansGuardian - Прокси-сервер. Устанавливается в ручном режиме. Linux DrakWizard - "Мастера" развёртывания серверов Mandriva/EduMandriva. Linux

Дополнительное ПО
  • WINE — Набор API для эмулирования среды Microsoft Windows. Linux
  • VirtualBox - Система виртуализации, позволяющая запускать различные операционные системы. Linux, Windows
  • DosEmu - Эмулятор MS-DOS + образ FreeDOS для него. Linux
  • ClamAV - Свободный антивирус. Linux, Windows
  • Clamtk - Лёгкая графическая оболочка для ClamAV. Linux
  • FBReader — Программа для чтения электронных книг в различных форматах. Linux, Windows
  • xneur — Переключалка раскладки. Linux
  • qmmp - Аналог WinAMP на Qt. Linux
  • iTalc - система дистанционной работы ученика и преподавателя Linux, Windows

Для других предметных компонентов выбор программных средств будет производиться аналогичным образом, в зависимости от решаемых задач.

Информационная составляющая

Методическая составляющая

Правовая составляющая

Кадровая составляющая

Социальная составляющая