CC BY
137
РАЗДЕЛ VI
ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК378.01; 378.147
Л. Х. Зайнутдинова, О. А. Сенина
ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПРИ ПЕРЕХОДЕ НА ЗАЧЕТНЫЕ ЕДИНИЦЫ
Предстоящий переход российских вузов на зачетные единицы (кредиты) на базе Европейской системы накопления и перевода зачетных единиц (ECTS -European Credit Transfer System) и общеевропейское Приложение к дипломам (Diploma Supplement) требует совершенствования и диверсификации образовательных технологий. Существенно возрастает роль самостоятельной работы студентов (СРС). В статье Ю. Бабичева и В. Петрова, опубликованной в журнале «Высшее образование в России» (№ 6 2007 г.), показана актуальность проблемы учета трудоемкости СРС при переходе на зачетные единицы, разработана методика определения трудоемкости СРС [1].
В настоящее время организация СРС немыслима без привлечения современных информационных технологий. Авторами настоящей работы была поставлена цель - провести анализ обеспеченности СРС современными электронными средствами обучения и выработать рекомендации по проектированию электронных учебных пособий для организации СРС при переходе на зачетные единицы.
1. Требования к объемам и содержанию самостоятельной работы студентов по общетехническим дисциплинам
Издано инструктивное письмо «Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений» от 27.11.2002 № 14-55-996 ин/15 [2].
Общий объем самостоятельной работы определяется установленным Го -сударственным образовательным стандартом (ГОС) объемом недельной загрузки студента (54 часа) за вычетом установленных вузом в соответствии с конкретными формами обучения объемов аудиторной нагрузки.
С целью выявления объема часов, отводимого на СРС, в настоящем исследовании проведен анализ ГОС высшего профессионального образования и рабочих программ Астраханского государственного технического университета (АГТУ) по электротехническим дисциплинам для 30 специальностей.Установлено, что количество часов на аудиторные занятия и самостоятельную работу (в среднем по дисциплине) распределяется, соответственно, следующим образом: по дисциплине «Электротехника и электроника» - 53% и 47%; по дисциплине «Теоретические основы электротехни-
ки» - 55% и 45%; по дисциплине «Основы теории цепей» - 66% и 34%; по дисциплине «Электромагнитные поля и волны» - 56% и 44%; по дисциплине «Электрические измерения и приборы» - 60% и 40%; по дисциплине «Электротехнические материалы» - 60% и 40% (рис. 1).
70
60
50
40
%
30
20
10
0
66
53
-55-
47
45-
60
60
S
¡4
S
X
ё
Дисциплины
□ Аудиторные занятия
□ Самостоятельная работа
£
56
44
40
40
34
Рис. 1. Распределение часов (в % от общего количества часов) на аудиторные занятия и самостоятельную работу
Таким образом, анализируя ГОС и рабочие программы АГТУ, можно видеть, что наблюдается тенденция возрастания объемов СРС. По результатам проведенного нами исследования установлено, что количество часов на самостоятельную работу в среднем достигает 50%, а в ряде случаев и превышает эту цифру. Подобная картина наблюдается не только для электротехнических, но и для других общетехнических дисциплин (ОТД). К общетехническим мы относим термодинамику, гидравлику, теоретическую механику, сопротивление материалов, теорию механизмов и машин, теплотехнику, начертательную геометрию [3, с. 79].
2. Анализ опыта использования электронных средств учебного назначения (ЭСУН) в учебном процессе общетехнических дисциплин
В последние годы стало бесспорным, что качественное техническое образование будет соответствовать современным требованиям только при широком использовании в учебном процессе информационных технологий. Назрела необходимость в создании новых образовательных методик, опирающихся на современные технические и программно-методические средства.
Имеющиеся традиционные учебники и учебная литература на бумажных носителях не успевают за быстрыми изменениями в технике и обществе. Основной недостаток «бумажных» учебников хорошо известен: традици-
онная подача материала в виде информационных блоков заранее предполагает пассивную роль обучаемого в усвоении этих блоков. Попытки активизировать учащегося с помощью контрольных вопросов и задач не дают большого эффекта. Внедрение информационных технологий в образовательный процесс создает благоприятные условия для создания новых обучающих средств и технологий. Поэтому многие преподаватели высших учебных заведений на кафедрах разрабатывают электронные учебные пособия, при работе с которыми студент будет занимать активную позицию, будет «полноправным субъектом образовательного процесса» [4, с. 81].
На примере электротехнических дисциплин можно видеть, что в последние годы количество разрабатываемых ЭСУН растет. В настоящем исследовании проведен анализ материалов Международных научно-методических конференций, посвященных применению информационных технологий в электротехническом образовании: НИТЭ-98 [5], НИТЭ-2000 [6], НИТЭ-2003 [7], НИТЭ-2006 [8]. Всего рассмотрено 319 статей.
Показано, что вопросам создания ЭСУН и их внедрения в учебный процесс электротехнических дисциплин в настоящее время уделяется достаточно большое внимание. В трудах конференции НИТЭ-98 проблеме создания и применения ЭСУН уделено 63% публикаций, в материалах конференции НИТЭ-2000 - 50%, на конференции НИТЭ-2003 - 61%, в трудах НИТЭ-2006 - 71% статей.
Однако не все из представленных ЭСУН были предназначены для организации СРС. Нами проведен дополнительный анализ по критерию применимости известных ЭСУН для организации самостоятельной работы студентов. Определено соотношение между ЭСУН для аудиторных занятий и самостоятельной работы студентов. Результаты представлены на рис. 2.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
□ ЭСУН для аудиторных
□ ЭСУН для СРС
НИТЭ-1998 НИТЭ-2000 НИТЭ-2003 НИТЭ-2006 среднее
88
83
78
71
28
17
5
Рис. 2. Публикации о создании и применении ЭСУН для аудиторных занятий и самостоятельной работы студентов (по материалам конференций НИТЭ)
Показано, что для аудиторных занятий используется большее количество электронных средств учебного назначения - в среднем 83% от общего числа разработанных ЭСУН, а для самостоятельной работы студентов - только 17%.
Сравнивая распределение часов на аудиторную и самостоятельную работу - примерно по 50% (рис. 1) и соотношение между ЭСУН, применяющимися для аудиторной работы - 83% и для СРС - 17% (рис. 2), можно сделать вывод о том, что задача создания электронных средств обучения для обеспечения СРС является актуальной.
3. Разработка электронных учебных пособий для самостоятельной работы студентов в условиях перехода на зачетные единицы
Кредитно-модульная система образования подразумевает возможность асинхронного изучения отдельных дисциплин и даже отдельных разделов этих дисциплин. В связи с этим электронные учебные пособия (ЭУП) для самостоятельной работы студентов должны иметь модульную структуру.
В последние годы информационные технологии прочно закрепились в процессе современного образования. Многие преподаватели университетов занимаются разработкой электронных средств учебного назначения. Однако преувеличение возможностей авторских средств часто сочетается с недооценкой важности тех психолого-педагогических проблем, которые возникают при разработке обучающих программ [9].
Л. Х. Зайнутдинова разработала комплекс психолого-педагогических требований, предъявляемых к ЭСУН по общетехническим дисциплинам [3]. Показано, что ЭСУН в состоянии обеспечить (по сравнению с традиционными учебниками) более высокий уровень реализации таких традиционных дидактических требований как научность, доступность, проблемность, наглядность обучения, активность и сознательность учащихся в процессе обучения, систематичность и последовательность обучения, прочность усвоения знаний, единство образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения.
К дидактическим требованиям, предъявляемым к ЭСУН как к собственно средству новых информационных технологий отнесены: индивидуальность, интерактивность и адаптивность обучения. Предложены новые дидактические требования:
а) системность и структурно-функциональная связанность представления учебного материала - учебная программа должна хранить в разных «отсеках» отдельные фрагменты учебного материала и обеспечивать возможность быстрого доступа пользователя к этим фрагментам, при этом программа должна отражать взаиморасположение и связь этих фрагментов и обеспечивать их системное взаимодействие;
б) полнота (целостность) и непрерывность дидактического цикла обучения - ЭСУН должно предоставлять возможность выполнения всех звеньев дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с ЭВМ.
Разработаны новые методические требования к ЭСУН по общетехническим дисциплинам:
1. В связи с многообразием реальных технических систем и устройств и сложностью их функционирования предъявление учебного материала в ЭСУН должно строиться с опорой на взаимосвязь и взаимодействие понятийных, образных и действенных компонентов мышления.
2. ЭСУН по общетехническим дисциплинам должно обеспечить отражение системы научных понятий общетехнической дисциплины в виде иерархической структуры высокого порядка, каждый уровень которого соответствует определенному внутридисциплинарному уровню абстракции, а также обеспечить учет как одноуровневых, так и межуровневых логических взаимосвязей этих понятий.
3. ЭСУН по общетехническим дисциплинам должно предоставлять учащемуся возможность разнообразных контролируемых тренировочных действий с целью поэтапного повышения внутридисциплинарного уровня абстракции знаний учащихся на заданном уровне усвоения.
Психологические требования к ЭСУН по общетехническим дисциплинам:
1. Представление учебного материала должно соответствовать не только вербально-логическому, но и сенсорно-перцептивному и представленчес-кому уровням когнитивного процесса, то есть оно должно строиться с учетом особенностей таких познавательных психических процессов, как восприятие (преимущественно зрительное, а также слуховое, осязательное), внимание (его устойчивость, концентрация, переключаемость, распределение и объем внимания), мышление (теоретическое понятийное, теоретическое образное, практическое наглядно-образное, практическое нагляднодейственное), воображение, память (мгновенная, кратковременная, оперативная, долговременная, явление замещения информации в кратковременной памяти) и др.
2. ЭСУН должно обеспечивать условия комфортного, производительного и безопасного для здоровья труда пользователей (эргономические требования).
Необходимо отметить, что целенаправленная и контролируемая интенсивная СРС приобретает особую актуальность в дистанционном образовании. Современные представления о характере организации образовательного процесса требуют построения его на основе самообразования студентов с минимальной выдачей информации преподавателем и натаскиванием, но с максимальной помощью личностному росту в процессе освоения определенной деятельности или знаний.
Концепция открытого образования, основанного на максимальном использовании информационных технологий, реализуется через ряд дополнительных принципов обучения [4, с. 196-199]: деятельности, формирования поддерживающей дружественной среды, оптимального сочетания «мягких» и «жестких» форм управления познавательной деятельностью обучающегося, личностно-опосредованного взаимодействия, открытости комму-
никативного пространства, приоритета стандартизации, педагогической целесообразности применения средств новых информационных технологий, обеспечения открытости и гибкости обучения.
Принцип открытости выражается в «мягкости» ограничений по возрасту, начальному образовательному цензу, вступительных контрольных мероприятий для возможности обучения в образовательном учреждении. Важным «показателем гибкости» является некритичность учебного процесса по отношению к расстоянию, временному графику реализации учебного процесса и отдельному (конкретному) образовательному учреждению.
В настоящем исследовании проведена разработка ЭУП для самостоятельной работы студентов на базе изложенных выше дидактических, методических, психологических и эргономических требований и с учетом новых принципов открытого образования. При этом особое внимание мы уделили реализации принципа открытости и гибкости обучения.
Многие высшие технические учебные заведения, большей частью региональные, сталкиваются со слабой математической подготовкой абитуриентов. Контингент таких студентов ежегодно возрастает по двум причинам: 1) снижается уровень школьной подготовки; 2) увеличивается количество желающих повысить свой профессиональный уровень и получить дополнительное образование, поэтому возрастает число студентов заочной и дистанционной форм обучения. Открытость обучения электротехнике выражается в возможности ее изучения любому студенту, в частности, не обладающему достаточной математической подготовкой.
СРС по общетехническим дисциплинам предполагает наличие у студентов базовой математической подготовки. Поэтому перед разработкой ЭУП целесообразно было провести входное тестирование по математике студентов, приступающих к изучению курса электротехники. Результаты проведенного тестирования показали недостаточный уровень знаний студентов по математике, а именно: а) слабую вычислительную культуру, б) плохое знание свойств тригонометрических функций и неумение строить их графики и пользоваться функциональными зависимостями, в) неумение определять производную и определенный интеграл простейших степенных и тригонометрических функций.
На кафедре электротехники АГТУ создано электронное учебное пособие для СРС по электротехнике, при работе с которым студенту будет оказана необходимая поддержка для развития его математических умений.
Данное электронное пособие является необходимым и достаточным по объему, простым и доступным по содержанию, обеспечивает самостоятельное изучение дисциплины. Пособие предназначено для студентов очной формы обучения, имеющих пробелы в знаниях по математике, и студентов-заочников. В настоящее время в учебном процессе используются следую-
щие модули: «Анализ линейной электрической цепи постоянного тока»; «Однофазные цепи синусоидального тока», «Трехфазные цепи».
Структура модуля разработанного ЭУП:
1. Основные теоретические сведения.
2. Практическое задание. Дается развернутое описание примера решения опорного задания.
3. Математическая поддержка (предназначена для преодоления пробелов в знаниях по математике, студентам предоставляется возможность повторить те математические понятия и операции, которые необходимы при решении определенной электротехнической задачи).
4. Задачи для самостоятельного решения, от 30 до 75 вариантов по каждому модулю.
Предусмотрена математическая поддержка по темам: действия с дробями, решение системы линейных алгебраических уравнений, векторы и действия над ними, графики синусоидальных функций, построение векторных диаграмм токов и напряжений трехфазного потребителя.
Разработанное электронное учебное пособие по электротехнике с математической поддержкой было представлено на выставке компьютерных учебных программ по электротехнике, проведенной в рамках VII Международной научно-практической конференции «Традиции и педагогические новации в электротехническом образовании НИТЭ-2006» [10].
Принцип гибкости обучения обеспечивается пригодностью разработанного электронного учебного пособия, как для студентов дневного отделения, так и для заочников, и студентов дистанционной формы обучения.
В заключении можно сделать следующие выводы.
1. Показано, что распределение часов на аудиторную и самостоятельную работу студентов примерно по 50%. При этом только 17% имеющихся электронных средств предназначены для обеспечения самостоятельной работы студентов, остальные 83% средств предназначены для аудиторной работы. Следовательно, задача создания электронных средств обучения для обеспечения самостоятельной работы студентов является актуальной.
2. Сформулирован комплекс психолого-педагогических требований к ЭУП для СРС, включающий дидактические, методические, психологические, эргономические требования и учитывающий ряд дополнительных принципов открытого образования.
3. Кредитно-модульная система образования подразумевает возможность асинхронного изучения отдельных дисциплин и даже отдельных разделов этих дисциплин. В связи с этим предложено использование модульной структуры электронного учебного пособия для самостоятельной работы студентов.
4. Разработано электронное учебное пособие для СРС по электротехнике, обеспечивающее реализацию принципа открытости и гибкости обучения. При работе с электронным пособием студенту оказывается необходи-
мая поддержка для развития его математических умений. Обеспечивается возможность изучения электротехники разными категориями студентов, в том числе, не обладающими достаточной математической подготовкой. Разработанное электронное учебное пособие пригодно для студентов дневной, заочной и дистанционной формы обучения.
Библиографический список
1. Бабичев, Ю., Петров В. Учет трудоемкости самостоятельной работы студентов при переходе на зачетные единицы // Высшее образование в России. - 2007, - № 6. -С.26-41.
2. Об активизации самостоятельной работы студентов высших учебных заведений: Письмо Минобразования России от 27.11.2002 N 14-55-996ин / 15 // Высшее образование сегодня. - 2003. - № 2. - С. 13-14.
3. Зайнутдинова, Л. Х. Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин). - Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 1999. -364 с.
4. Андреев, А. А., Каплан, С. Л., Краснова, Г. А., Лобачев, С. Л., Лупанов, К. Ю., Поляков, А. А., Скамницкий, А. А., Солдаткин, В. И. Основы открытого образования / Отв. ред. В. И. Солдаткин. - Т. 1. - Российский государственный институт открытого образования. - М.: НИИЦ РАО, 2002. - 676 с.
5. Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин: Материалы четвертой Международной научно-методической конференции / Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998. - 254 с.
6. Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2000): Сборник научных трудов пятой Международной научно-методической конференции. - Астрахань: Изд-во ЦНТЭП, 2000. - 364 с.
7. Новые информационные технологии в электротехническом образовании (НИТЭ-2003): Материалы шестой Международной научно-методической конференции. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - 452 с.
8. Традиции и педагогические новации в электротехническом образовании (НИТЭ-2006): Материалы седьмой Международной научно-методической конференции / Под. общ. ред. Л. Х. Зайнутдиновой; ФГОУ ВПО «АГТУ». -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. - 376 с.
9. Айсмонтас, Б. Б. Некоторые психолого-педагогические особенности создания и использования компьютерных обучающих программ в вузе // Психологическая наука и образование. - 2004 г. - № 4. - С. 51-59.
10. Сенина, О. А. Электронное учебное пособие по электротехнике с математической поддержкой // Компьютерные учебные программы по электротехническим дисциплинам: Каталог программ, рекомендованных Научнометодическим советом по электротехнике и электронике Министерства образования и науки Российской Федерации / Редакционная коллегия Краснопольский, А. Е., Бабичев, Ю. Е., Зайнутдинова, Л. Х., Польский, М. А.; ФГОУ ВПО «АГТУ». -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. - 29 с.
