Математические задания для студентов инженерных направлений в LMS Moodle Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

В LMS MOODLE1

MATHEMATICAL TASKS FOR STUDENTS

WITH ENGINEERING MAJORS IN THE LMS MOODLE

T.B. Зыкова, А.С. Кацунова, Г.М. Цибульский, T.V. Zykova, A.S. Katsunova, G.M. Tsybulsky, T.B, Сидорова, В.А. Шершнева T.V. Sidorova, V.A. Shershneva

Математическая компетентность, электронные обучающие курсы, £М5 Моос11е, обучение с веб-поддержкой, М//Я/5.

В статье приводится описание видов математических заданий для электронного обучающего курса по математическому анализу для студентов инженерных направлений, реализованного в рамках модели электронного обучения, называемого обучением с веб-поддержкой вереде МоосИе. Представлен пример реализации математической задачи в £М5 МоосИе с применением редактора формул, также называемого редактором уравнений который поддерживается мобильными устройствами.

Mathematical competence, e-learning courses, LMS Moodle, learning with web-based support, WIRIS.

The article describes the types of mathematical tasks for the e-learning course on mathematical analysis for students of engineering majors, implemented in the framework of the model of e-learning, called learning with web-based support in the Moodle environment. Besides, it provides an example of implementation of a mathematical task in the LMS Moodle with the use of an equation editor that is also called WIRIS equation editor, supported by mobile devices.

Современный уровень развития информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) предоставляет широкие возможности для применения веб-технологий в качестве эффективного средства обучения студентов. Автоматизация процесса обучения может включать, например, создание специализированной информационно-образовательной среды обучения, содержащей различные электронные обучающие курсы, интегрированные между собой [Зыкова и др., 2014а].

Одним из результатов обучения студентов инженерных направлений подготовки в области информационных технологий является формирование у них профессиональных компетенций. В настоящее время для этого в помощь традиционным средствам обучения приходят электронные образовательные ресурсы (ЭОР) [Зыкова

и др., 20146]. В современном понимании ЭОР представляет собой комплексное средство обучения, разработанное на основе ФГОС, позволяющее осуществить личностно ориентированный подход к процессу целенаправленного формирования профессиональных компетенций в соответствующей предметной области. Данное понимание позволяет рассматривать ЭОР как системный объект комплексного назначения, включающий предметно-ориентированную интерактивную среду [Макаров, Севастьянова, 2008].

Понимая современные тенденции, в Сибирском федеральном университете (СФУ) была принята Программа развития СФУ на 2011-2021 годы. В качестве приоритетного направления определены построение новой парадигмы образования, преодоление системных противоречий рынка труда и рынка научно-образовательных

<

са

Щ

УЗ

I ч

С

03

С

b

к

щ

ш m н

о

Рн < ^

CJ ^

О о

с Р

£

ы н К о

Рч

и

0

1

к

i и

«

и и

V S

ь

U

<с

Pi

и

и

1 Статья подготовлена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 16-18-10304.

S

т

н

и

w

PQ

услуг. Развитие электронного обучения и дистанционных образовательных технологий является одним из стратегических проектов СФУ и носит системный характер, при этом электронное обучение рассматривается, с одной стороны, как потребность современного общества, в котором преобладают процессы производства знаний, а с другой - как инструмент актуализации содержания и повышения эффективности реализации образовательных программ [Программа..., 2011].

В 2010 г. в институте космических и информационных технологий СФУ стартовал проект по созданию образовательной среды обучения на базе LMS Moodle. Это европейская система дистанционного обучения (Learníng Management System - LMS). Ее особенностью является совместимость со всеми распространенными на сегодняшний день операционными системами, такими как UNIX, Linux, Windows, Mac OS. На платформе данной системы были созданы электронные обучающие курсы (ЭОК) для студентов. Рассмотрим подробнее ЭОК по математическому анализу.

ЭОК «Математический анализ. Часть 1» изучается в первом семестре и имеет трудоемкость 5 зачетных единиц, что соответствует 180 академическим часам. Дисциплина разбита на три модуля: Введение в анализ (теория пределов, непрерывность функции), Дифференциальное исчисление функций одной переменной, Интеграль-

Вопрое 1

Тоонег^ига

saw¡ ijoo

Y СЯМШПк НфОО

Ь зыдгтовгыдто:

ное исчисление функций одной переменной; включает 18 лекций, что соответствует количеству учебных недель в семестре и составляет 36 часов, 27 практических занятий (54 часа), а также самостоятельную работу студента в объеме 54 часов. Изучение дисциплины завершается экзаменом, на подготовку и сдачу которого отводится 36 часов. Каждый модуль включает в себя лекционный материал, задачи для самостоятельной работы, тест-тренажер, итоговый тест, а также типовой расчет, который реализован в рамках задания «Электронный семинар» LMS Moodle. Все задания в модуле структурированы по отдельным темам. Рассмотрим подробнее виды реализуемых математических заданий в LMS Moodle.

На рис. 1 представлены примеры заданий, которые студенты выполняют, решая задачи самостоятельной работы, а также выполняя различные тестирования. Такие задания могут быть составлены из вопросов разных типов: множественный выбор, верно / неверно, на соответствие, краткий ответ, числовой, эссе, вычисляемый и т.д. Проверка проходит в онлайн-режиме. После выполнения проверки система Moodle вносит оценки студентов в электронный журнал преподавателя. Здесь следует отметить, что преподаватель заранее определяет баллы, которые можно получить как за задание в целом, так и за отдельные задачи, примеры.

Областью определения функцин y lg

з)

является множество

Выберите один ответ:

a. {—оо;0) U (3; +оо}

b.{-oo;0)U

с (ó;|)u (3;+оо)

° «(И

_ о Посметь. что функция у — sin 2х ■+ tg4 является периодической и найти ее период

Вопрос

Лоо «remera Sítf! 1.00

Y внн ццш §ЕУИДПДИ

Эталон ответа: 4п. У4л

Ответ

Рис. 1. Примеры заданий для самостоятельной работы

Большим недостатком представленных примеров является отсутствие вариативности заданий, т.е. преподавателю постоянно приходится их обновлять. Подобных проблем можно избежать, используя редактор WIRIS, который может быть интегрирован с LMS Moodle. WIRIS editor -это редактор формул (также называемый редактором уравнений), который полностью написан на языках HTML4 и JavaScript и благодаря этому поддерживается мобильными устройствами. Он совместим с веб-страницами на основе HTML5 и

позволяет программировать задания, получить их вариативность, а также полноценную графическую визуализацию [Глобальное решение...].

Рассмотрим пример реализации математической задачи в 1_М5 Moodle с применением редактора \ZVIRIS. На рис. 2 сформулированы условия задачи, которую нужно выполнить студентам. Чтобы получить максимальный балл при решении задачи, необходимо найти ускорение, а также путь тела от начала движения до остановки.

Задача

Дано: Тело движется по закону S(t). Найти:

1) ускорение а;

2) путь тела S от начала движения до остановки, Тело движется по закону 5(f) = — f^ — 52f — 29 (м).

Внимание! Дождитесь загрузки панели инструментов (рядом с ячейками для ввода ответа должна появится кнопка и текст)

Ответ можно вводить и с клавиатуры и с помощью панели инструментов . Ответ:

1) ускорение = ^

2) путь тела 5 от начала тела до остановки = ~

Проверить

Рис. 2. Пример задачи в LMS Moodle

Если правильный ответ будет дан только на один вопрос из двух, то система засчитает половину баллов, а студент получит сообщение: «Вы верно нашли ускорение, но путь тела 5 от начала движения до остановки найден неправильно» или «Ускорение найдено правильно, переходите ко второму пункту решения задачи» и т.д. На самом деле, здесь преподаватель может внести массу настроек, выставить баллы за частично правильное решение задачи и даже настроить несколько попыток решения для студента, что позволит реализовать поэтапное решение задачи или даже некую систему подсказок при решении.

Сама система редактора \А/1Ш5 предполагает, что для программирования каждой задачи всегда вносится масса настроек: вид ответа (тест,

формула, число), вид сравнения эталонного ответа с введенным ответом (равенство, эквивалентность, литературное равенство) и т.д.

Возможны дополнительные настройки, например, упрощение или разложение на множители введенного ответа для сравнения с эталонным.

На рис. 3 представлен пример программирования задачи, условия которой, заданы на рис. 2. С помощью такой программной реализации каждый раз случайным образом задаются коэффициенты начальной функции, которая дана в условиях задачи, параллельно с этим система высчитывает правильные эталонные ответы и хранит их для сравнения с теми, которые будут даны студентом. Таким образом, достигается вариативность задачи.

О и О X

;:: м

CQ Н

О

Рч

<

>>

U О U

0

и

§

CJ

Сч §

1

< pq

W -о

4

С ffl

Щ я

5

и н S

CJ

Он

w CQ К

я

>>

о и

е

CJ И

X

О

и

<

Et

И С

«

5 И

Н

и

W PQ

Correct answer

Validation

Variables

Preview

Write an algorithm with WIRIS cas to create random variables: numbers, expressions, plots or a grading function.

You can also specify the output format of the variables shown to the student.

Edit Operations j Symbols j Analysis j Matrix J Units j Combinatorics | Geometry | Greek | Programming | Format

[□] {□} [G] IDI

£ Vd m nD ffi

z П [01

t П [0J

plot represent plot3d

equation solve system solve

(1}

a variables

S=x

x=b+lt+mt2

b=random(-100..100)

l=random(-100..100)

m=random(-100..0)

K=b+I -1 + m -1

v=S"

a=v"

s=-1 -1 -1/(4 ■ m)

x -56 -t2 + 98 -t-49 v -112 t+98 a -112 343

s- T

0

Рис. 3. Пример программирования задачи в WIRIS

Представленные примеры математических 3. заданий показывают широкие возможности, которые предоставляет LMS Moodle. Интеграция среды с редактором WIRIS вообще открывает ряд дополнительных возможностей, которые могут сделать электронный обучающий курс ^ наиболее содержательным, включающим задания не только тестового типа. Поэтому в ближайшей перспективе становится актуальной задача создания банка математических заданий, запрограммированных в редакторе WIRIS.

Библиографический список

1. Глобальное решение для обучения математике. WIRIS Editor. URL: http://www.wihs. com/editor/demo/ru/

2. Зыкова T.B., Сидорова Т.В., Кытманов A.A., Шершнева В.А., Цибульский Г.М. О возможностях веб-ориентированной среды Moodle при создании курса математического анализа // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2014а. № 2 (28). С. 67-70.

Зыкова Т.В., Карнаухова O.A., Сидорова Т.В., Шершнева В.А. Особенности электронного обучения математике студентов инженерного вуза // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 20146. № 3 (29). С. 55-61. Макаров С.И., Севастьянова С.А. Формирование профессиональной математической компетенции экономистов с использованием электронных образовательных ресурсов // Вестник Самарского государственного экономического университета. 2008. № 12 (50). С. 70-78.

Программа развития федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» на 2011-2021 годы [Электронный ресурс] / Одобрена распоряжением Правительства РФ от 10.06.2011 г. // Официальный сайт СФУ. URL: http://www.sfu-kras. ru/node/8232