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 wielu nowych możliwości organizacji działalności edukacyjnej w kole naukowym: możliwości dystrybucji materiałów edukacyjnych, możliwości wykorzystania technik sieciowych w organizacji zajęć dydaktycznych w tradycyjnej grupie ćwiczeniowej oraz w wirtualnej klasie, budowa systemu komunikacji pomiędzy uczniem a nauczycielem 2
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 koła, jest umiejętne wykorzystanie tego zaangażowania dla przekazywania wiedzy oraz rozbudzania 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 sposobów realizacji zadań. 3
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 Zagadnienia ogólne Metody organizacji pracy koła naukowego Zarządzanie informacją, bazy danych Systemy wspomagające pracę grupową (zajęcia w sali komputerowej) Tematyka zajęć 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 Projektowanie i tworzenie bazy danych przy użyciu MySQL Podstawowe polecenia SQL w tworzeniu i zarządzaniu bazą danych Hurtownie danych i narzędzia OLAP 5 Osiągnięcia uczniów W rezultacie realizacji zajęć uczeń powinien: 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
Sieci Narzędzia informatyki w analizie i wspomaganiu komputerowe rozwiązywania problemów decyzyjnych (zajęcia w sali komputerowej) Podstawy analizy i modelowania matematycznego problemów decyzyjnych Wybrane techniki algorytmiczne stosowane w analizie i wspomaganiu decyzji 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 Zasady budowy sieci komputerowych, technologie transmisji danych, standardy i protokoły sieciowe 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 6
Zagadnienia bezpieczeństwa w systemach sieciowych Budowa interaktywnych aplikacji Urządzenia sieciowe, ich właściwości i zastosowania Podstawy budowy i konfiguracji sieci komputerowych Zagrożenia związane z korzystaniem z sieci komputerowych Bezpieczeństwo fizyczne urządzeń Ściany ogniowe i ich zastosowania Systemy uwierzytelniania użytkowników systemów komputerowych Kryptograficzna ochrona danych Struktura i cechy poprawnego serwisu WWW, etapy tworzenia witryny internetowej Budowa witryn internetowych przy 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 7
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 e-learningowego koła naukowego prowadzone będą z wykorzystaniem edukacyjnej platformy e-learningowej. Platforma e-learningowa umożliwia komunikację, organizację wymiany informacji i pracy grupowej uczniów uczestniczących w pracach koła naukowego. 8
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, podczas bezpośrednich spotkań z nauczycielem. W każdym roku działalności koła naukowego przynajmniej 10-15 godzin zajęć realizowanych będzie w sali komputerowej a pozostałe z wykorzystaniem platformy e-learningowej. 9