CC BY
79
УДК 378
Мобильное приложение для реализации интерактивного и индивидуального обучения студентов
A mobile application for implementing interactive and personalized learning for University-students
Голых Н.Я., Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет имени В.М. Шукшина, [email protected]
Лопаткин Н.Н., Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет имени В.М. Шукшина, [email protected]
Кудинов И.С., Бийский государственный колледж, [email protected]
Golykh N., Shukshin Altai State University for Humanities and Pedagogy, [email protected] Lopatkin N., Shukshin Altai State University for Humanities and Pedagogy, [email protected] Kudinov I., Biysk state college, [email protected]
DOI: 10.34772/KPJ.2020.138.1.011
Ключевые слова: методика, мобильное обучение, мобильные приложения, индивидуализация, мобильные устройства, ОС Android.
Keywords: methodology, mobile learning, mobile applications, personalization, mobile devices, Android OS.
Аннотация. Актуальность статьи обусловлена появлением мобильного обучения и его новыми возможностями в учебной деятельности. Проведен анализ существующего опыта и методических разработок в области реализации мобильного обучения. Анкетирование студентов показывает техническую и психологическую готовность к внедрению мобильного обучения, которое ими ожидаемо. Использование мобильных устройств на современном этапе происходит стихийно, неорганизованно из-за отсутствия управления этим процессом. Рассмотрена возможность внедрения электронного учебного комплекта для мобильных устройств на ОС Andriod. Авторами описана структура созданного мобильного приложения. Отмечено, что применение мобильного обучения эффективно в смешанном обучении. Индивидуализация становится эффективной за счет обратной связи - разноуровневой сложности представляемого материала и, соответственно, заданий, тестов, а так же портфолио, создаваемых учащимися. В соответствии с этими требованиями разработаны модульная структура и мобильное приложение.
Abstract. The relevance of the article is caused due to the emergence of mobile learning and its new opportunities in educational activities. The analysis of the existing experience and methodological development in the implementation of mobile learning is performed. The survey of students shows the technical and psychological readiness for the implementation of mobile learning, which is expected. The use of mobile devices is still happening spontaneously, in an unorganized way due to the lack of management of this process. The possibility of introducing an electronic training kit for mobile devices on Android OS is treated. The authors describe the structure of the created mobile application. It is noted that the application of mobile learning is effective in mixed learning. Personalization becomes effective due to the feedback: a multi-level complexity of the presented material and, accordingly, tasks, tests, as well as portfolios created by the students. In accordance with these requirements, the modular structure and the mobile application have been developed.
Введение. Получение любой услуги в настоящее время не ограничено как по расстоянию, так и по времени. Поэтому, развитие Интернет-технологий приводит к изменениям и в сфере образования. Наиболее значимым условием сегодняшнего образования является обогащение педагогической технологии элементами
цифровых технологий. Для реализации этого условия наиболее подходящим является смешанное обучение, которое сочетает очное аудиторное и онлайн-обучение и при этом создает возможности для активной самообразовательной деятельности студентов, в соответствии с их познавательными потребностями и
возможностями [3]. При наличии сети Интернет получение образования становится более доступным, поскольку проходить обучение можно в любое время и в любом месте. Получает развитие новая технология в обучении -мобильное обучение, которое начинает прочно занимать свои позиции в сфере образования. При этом используются портативные мобильные устройства, т.е. планшеты, мобильные телефоны, устройства для чтения электронных книг и др.
Сотрудники ЮНЕСКО под мобильным обучением понимают «использование мобильной технологии как по отдельности, так и совместно с другими информационными и
коммуникационными технологиями (ИКТ), для организации учебного процесса вне зависимости от места и времени» [10].
Анализ исследований в области мобильных технологий в учебном процессе показывает, что большинство работ посвящено: дидактическим свойствам и функциям мобильных технологий, их типологии [4;8;13]; теоретическому обоснованию вариантов применения для различных видов учебных работ [11]; способам и условиям их успешной интеграции [1;2;5;7]; описанию учебных и неучебных мобильных приложений [6;9].
Несмотря на наличие практически свободного доступа к мобильным устройствам среди студентов и преподавателей и значительный интерес к вопросу со стороны научной среды, мобильное обучение, тем не менее, не является достаточно распространенным в учебной практике.
Таким образом, актуальность определяется недостаточной разработанностью методик и мобильных приложений для интеграции мобильного обучения и потребностью в их практической реализации в образовательном процессе на всех уровнях. При этом мобильное обучение обладает рядом преимуществ [2]:
- улучшается и упрощается доступность образования, возможность обучаться в собственном ритме, с применением недорогих технологий, используемых повседневно;
- более полно удовлетворяются учебные запросы: учебные интересы удовлетворяются за пределами образовательных программ благодаря доступу к дополнительным ресурсам, например, бесплатным обучающим материалам или подкастам; мобильные устройства являются частью современной деловой жизни, способствуя повышению конкурентоспособности, приобретению жизненно важных умений и навыков, улучшению методов работы;
- поддерживается общение как взаимодействие: немедленно можно поделиться впечатлениями о проходящем учебном процессе; учащимся из группы риска оказывается психологическая поддержка через социальные сети, что реализует лучшую диагностику и оценку возможных проблем в обучении;
- имеется возможность комбинирования с другими видами обучения;
- имеется возможность интенсификации учебного процесса;
- уровень образования становится отвечающим запросам сегодняшнего дня: учащиеся повсеместно пользуются мобильными устройствами, социальный заказ и интересы учащихся совпадают.
Материалы и методы исследования. Рынок мобильных устройств постоянно развивается и совершенствуется. Подавляющее большинство людей использует для выхода в Интернет мобильные устройства, решая проблемы общения, бизнеса, поиска информации и др.
Мобильные приложения являются одним из инструментов использования мобильных устройств. Специализированный сервис Google Play, например, предоставляет доступ к самым различным приложениям [12]. Данный сервис имеет в наличии следующие образовательные приложения: приложения для подготовки к ЭГЭ по различным предметам, приложения для изучения иностранных языков, приложения-справочники, приложения для обучения программированию и пр. Имеющиеся образовательные приложения обладают следующими дидактическими возможностями: позволяют осуществлять доступ к метаинформации, выполнять и организовывать проектную деятельность, создавать электронное портфолио, создавать задания новых форматов; дают возможность организовать автономное обучение, групповую проектную деятельность, осуществлять мгновенную обратную связь, самооценивание и групповое оценивание, проводить формирующий контроль, создавать презентации [13].
Несмотря на обилие приложений для обучения, методических рекомендаций по разработке и использованию приложений для мобильного обучения, их имеется все же недостаточно, в частности, для обучения в предметной области обществознания.
С целью определения технической и психологической готовности [2;5] к использованию мобильных устройств в учебном процессе Бийского государственного колледжа нами было проведено анкетирование студентов
первого курса, в котором приняли участие 64 учащихся.
Анкетирование показало, что 100% студентов имеют смартфоны. Технические возможности позволяют 100% учащихся выходить в Интернет, пользоваться электронными книгами, словарями и справочниками, проигрывать аудио и видеофайлы. Только 1,4% (один студент) имеет
смартфон на операционной системе iOS, остальные 98,6% имеют смартфоны на операционной системе Android. На рисунке 1 показано (в процентах от общего числа анкетируемых) количество установленных на мобильных телефонах приложений каждого вида из тех, что используются в обучении.
Рисунок 1. - Установленные приложения на мобильных телефонах
Номерами 1...5 обозначены: 1. Google Assistant. 2. Google Переводчик. 3. Яндекс Переводчик. 4. Синтезатор речи Google. 5. Open Office Impress.
На вопрос: «Какими приложениями мобильных телефонов Вы лично пользуетесь?» студенты ответили так, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. - Использование приложений мобильных телефонов опрошенными студентами
Перечислим рассмотренные здесь мобильные приложения с указанием количества студентов, использующих их в повседневной деятельности:
1) YouTube - 35; 2) Google - 8; 3) Chrome - 3; 4) Yandex браузер - 19; 5) vk - 40; 6) WhatsApp - 35; 7) Telegram - 19; 8) Instagram - 23; 9) Twitter - 11; 10) facebook - 4; 11) mail.ru - 11; 12) Gmail - 2; 13) Word - 3; 14) WPS office - 5; 15) Adobe reader - 1; 16) Photomath - 7; 17) Photoshop - 1; 18) Play market - 7; 19) Google Play - 15; 20) Play книги - 2; 21) Aliexpress - 8; 22) auto.ru - 11; 23) Discort - 11; 24) Steam - 11.
Можно видеть, что более 50% студентов, а именно 62,4% используют в своей деятельности социальную сеть «ВКонтакте»,
55% - соответственно, WhatsApp и видеохостинг YouTube. В то же время электронная почта
используется очень мало, а текстовые и графические редакторы на мобильных устройствах почти не используются.
Анализируя полученные ответы, можно сделать вывод, что самостоятельно студенты
слабо и хаотично используют возможности мобильных телефонов для обучения, несмотря на высокий уровень технического оснащения. Для того чтобы узнать психологическую готовность студентов к использованию мобильных телефонов, им было предложено ответить на следующие вопросы:
«Хотите ли Вы иметь возможность закачивать на мобильный телефон все необходимые книги и пособия, мультимедиа материалы, отвечать на мобильном устройстве на вопросы тестов для подготовки к занятиям?»;
«Нужно ли Вам иметь возможность просматривать на экране мобильного все необходимые книги и пособия, мультимедиа материалы, тесты для подготовки к занятиям?»
Анализ ответов показал, что 83% студентов хотят иметь возможность закачивать на мобильный телефон все небходимые материалы для подготовки к занятиям, отрицательный ответ дали 17%. При ответе на второй вопрос: нужно ли иметь возможность просматривать на экране мобильного все необходимые книги и пособия, мультимедиа материалы, тесты для подготовки к занятиям, только 6% ответили отрицательно.
При сравнении и анализе полученных данных очевидно, что подавляющее большинство студентов технически и психологически готово к использованию мобильных технологий в обучении.
Результаты исследования. Для более эффективного использования потенциала мобильного обучения в образовательной области «Обществознание» нами было разработано мобильное приложение, которое предназначено для реализации интерактивного и индивидуального обучения (наглядное представление учебного материала,
сгруппированного по темам, по запросу ученика) и контроля знаний (тестирование по определённым темам) по социально -гуманитарным дисциплинам (на примере дисциплины «Обществознание»).
Для обеспечения интерактивности и индивидуальности обучения в сочетании с простотой развёртывания создано приложение для мобильных устройств на базе операционной системы Android, которыми обладает большинство (по опросу студентов практически 100%) учащихся Бийского государственного колледжа (БГК).
Приложение имеет модульную структуру. Модульная структура позволяет обеспечить возможность независимой модификации каждого модуля с целью расширения функционала приложения, повышения отказоустойчивости
приложения, в том числе при вводе некорректных входных данных со стороны пользователя.
Приложение включает 3 модуля:
1. «Интерфейс» - модуль, обеспечивающий интерфейс с пользователем.
2. «Бизнес-логика» - модуль, обеспечивающий выдачу и структурирование учебного материала, а также реализующий алгоритмы проверки и оценки фактических знаний ученика.
3. «База данных» - модуль, обеспечивающий хранение первичных данных по учебным и контрольным материалам.
Каждый модуль представляет собой целостную единицу, предоставляющую унифицированный интерфейс для остальных модулей и внешних действующих лиц (студент, ученик, учитель и администратор системы).
Кроме того, для обеспечения единства и оперативности пополнения учебных и контрольных материалов приложение реализовано в рамках архитектуры «Клиент-Сервер», где модуль «База данных» выполняется на сервере, а модули «Интерфейс» и «Бизнес-логика» - на мобильном устройстве учащегося.
Для реализации используется выделенный сервер (с установленным программным обеспечением postgreSQL Server, Apache Web Server).
Новизна разрабатываемого приложения выражается в следующем:
- впервые реализована возможность централизованного и оперативного пополнения учебных материалов (с сохранением их единства для всех учеников и учителей, использующих приложение) без необходимости обновления и переустановки программ на каждом отдельном устройстве ученика (в отличие от ЭОР на CD, DVD);
- впервые обеспечены перспективы гибкого и быстрого расширения функционала приложения (добавление новых форм представления учебных материалов, например, интерактивных классификаций, добавление новых типов тестовых вопросов);
- работа на мобильных устройствах избавляет от необходимости использования отдельных ЭВМ для каждого ученика, так как мобильные устройства имеют большинство учеников (при необходимости может быть создана версия приложения для настольных компьютеров путём изменения модуля «Интерфейс» и дальнейшей перекомпиляции приложения для настольных операционных систем Windows, Linux, MacOS X);
- реализована защита (которая включается опционально в зависимости от вида занятия) от недопустимых действий ученика во время прохождения теста на мобильном устройстве (например, переписка в соцсетях и мессенджерах с целью узнать правильный ответ на вопрос; просмотр каких-либо дополнительных материалов, хранящихся как на устройстве локально, так и в сети Интернет).
Предлагаемый электронный УМК представляет собой приложение для мобильного устройства, которое позволяет учащемуся изучить материал, сопровождаемый различными типами иллюстраций - двумерные изображения, трёхмерные модели, видеозаписи, интерактивные диаграммы - и пройти тестирование для самопроверки усвоения материала, а также промежуточных и итоговых аттестаций по дисциплине с различными типами вопросов: выбор одного или нескольких вариантов ответов из предложенных, установление соответствия между объектами, ввод названия объекта.
При этом результаты тестирования сохраняются на сервере и становятся доступными преподавателю. При попытке воспользоваться сторонними приложениями, установленными на этом же мобильном устройстве учащегося, результаты тестирования аннулируются. Это многократно повышает объективность контроля знаний.
Вопросы для тестирования и изучаемый материал загружаются через интернет с сервера, содержащего программное обеспечение MySQL, Apache, консоль управления phpMyAdmin и php-скрипты для взаимодействия мобильного приложения с сервером. Кроме того, изучаемый материал, загружаемый с сервера, сохраняется локально на внутреннем носителе мобильного устройства. Это позволяет учащемуся иметь доступ к материалу даже при отсутствии подключения к сети Интернет.
Для размещения на независимой площадке мобильных курсов был арендован доступный сервер, поддерживающий PHP и MySQL. Данный сервис является «облачным» хранилищем мобильного контента и позволяет: просматривать материалы без установки дополнительных приложений в любом браузере, на любом устройстве; встраивать материалы на сайт или в блог; отправлять ссылки на материалы по электронной почте; получать отчеты об активности пользователей и популярности материалов.
В базовом функционале приложения: реализована возможность отображения изучаемого материала в виде форматированного текста с таблицами и иллюстраций в виде изображений и 3D-моделей; разработана модель базы данных тестовых вопросов и ответов, хранимых на сервере, предусматривающей хранение различных типов вопросов и возможность пополнения базы новыми, ранее не использованными, типами вопросов.
По результатам применения разработки в течение учебного семестра можно отметить возросшую активность студентов в использовании учебных материалов по обществознанию, выкладываемых
преподавателем в приложении. Это дало возможность оптимально сочетать аудиторное и онлайн-обучение (реализовывать смешанное обучение). Отмечен значительный рост успеваемости по результатам входного и итогового тестирования. Учащиеся создали группы в социальных сетях и стали постоянно обмениваться учебной информацией. Более эффективной стала индивидуализация обучения: каждый студент смог самостоятельно выбирать темп, объем и сложность подаваемого учебного материала. Все студенты оформили портфолио по предмету. Использование мобильных устройств и приложений для учебной деятельности стало организованным и системным. Проблемы с разрядкой мобильных устройств решались появлением у многих студентов в группах внешних аккумуляторных батарей.
Заключение. В заключение можно отметить, что наличие мобильного приложения позволяет студентам в любое удобное для них время, даже при отсутствии сети Интернет, запустить его со своего мобильного устройства и изучить теоретический материал.
Мобильные приложения становятся одним из эффективных инструментов воздействия с самой обширной аудиторией. Разработка приложения, конечно, занимает много времени и сил, но приводит к достижению тех целей, которые не подвластны другим инструментам продвижения в обучении.
Внедрение принципа интерактивного управляемого самообучения, реализация которого возможна при использовании мобильного приложения, позволяет также снизить деструктивное влияние информационно-коммуникационных технологий на когнитивную и социальную деятельность обучающегося.
Литература:
1. Вайнштейн Ю.В. Персонализация образовательного процесса в электронной среде / Ю.В. Вайнштейн, Р.В. Есин // Электронное обучение в непрерывном образовании. - 2017. - № 1 (4). - С. 54-59.
2. Голицына И.Н. Мобильное обучение как новая технология в образовании / И.Н. Голицына, Н.Л. Половникова // Образовательные технологии и общество. - 2011. - № 1. - С. 205-211.
3. Гончарук Н.П. Модели интеграции цифровых и педагогических технологий в процессе подготовки будущих инженеров / Н.П. Гончарук, Е.И. Хромова // Казанский педагогический журнал. - 2019. - № 1. - С. 31-35.
4. Жилина А.И. Мобильное обучение как педагогическая инновация в системе управления знаниями / А.И. Жилина, Г.П. Чепуренко, Д.В. Юрьева // Вестник Ленинградского государственного университета им. А.С. Пушкина. - 2019. - № 2. - С. 132-145.
5. Касаткина Н.Н. Исследование готовности студентов вузов к мобильному обучению / Н.Н. Касаткина // Ярославский педагогический вестник. -2017. - № 6. - С. 133-138.
6. Лузгина В.Б. Опыт использования мобильных технологий в образовательной среде вуза / В.Б. Лузгина, Ж.А. Стаховская // Образовательные технологии и общество. - 2016. - № 3. - Т. 19. - С. 463-472.
7. Маньшин М.Е. Использование мобильных приложений (плейкастов, буктрейлеров) на уроках
литературы / М.Е. Маньшин // Известия Волгоградского педагогического университета. - 2019. - № 3. - С. 46-49.
8. Омарова С.К. Характеристика и дидактический потенциал мобильно-цифровых технологий обучения иностранным языкам / С.К. Омарова // Вестник 'ПНУ. -2018. - № 1 (190). - С. 52-58.
9. Русанова И.В. Анализ платформ для разработки гибридного мобильного приложения для систем iOS и Android / И.В. Русанова // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. - 2017. - Т. 3. - С. 1100-1102.
10. Рекомендации по политике в области мобильного обучения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://iite.unesco.org/pics/publications/ru/files/ 3214738.pdf
11. Слепухин А.В. Проектирование компонентов технологии мобильного обучения студентов педагогических специальностей / А.В. Слепухин, И.Н. Семенова, Е.Н. Эрентраут // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. -2017. - № 9. - С. 81-89.
12. Сервис Google Play [Электронный ресурс]. -Режим доступа: play.google.com
13. Титова С.В. Дидактические проблемы интеграции мобильных приложений в учебный процесс / С.В. Титова // Вестник Тамбовского университета. Серия Гуманитарные науки. - 2016. - Т. 21. - Вып. 7-8 (159-160). - С. 7-14.
References:
1. Vainshtein Y.V. Personalization of the educational process in the electronic environment / Y.V. Vainshtein, R.V. Esin // E-learning in continuing education. - 2017. - № 1 (4). - P. 54-59.
2. Golitsyna I.N. Mobile learning as a new technology in education / I.N. Golitsyna, N.L. Polovnikova // Educational technologies and society. - 2011. - № 1. - P. 205-211.
3. Goncharuk N.P. Models of integration of digital and pedagogical technologies in the educational process of future engineers / N.P. Goncharuk, E.I. Khromova // Kazan pedagogical journal. - 2019. - № 1. - P. 31-35.
4. Zhilina A.I. Mobile learning as a pedagogical innovation in the system of knowledge management / A.I. Zhilina, G.P. Chepurenko, D.V. Yur'eva // Bulletin of A.S. Pushkin Leningrad state University. - 2019. - № 2. - P. 132-145.
5. Kasatkina N.N. Investigating the readiness of university students to mobile learning / N.N. Kasatkina // Yaroslavl pedagogical Bulletin. - 2017. - № 6. - P. 133138.
6. Luzgina V.B. Experience in using mobile technologies in the educational environment of a university / V.B. Luzgina, Zh.A. Stakhovskaya // Educational technologies and society. - 2016. - № 3. - V. 19. - P. 463472.
7. Manshin M.E. Using mobile applications (playcasts, book trailers) in literature classes / M.E. Manshin // Proceedings of the Volgograd pedagogical University. - 2019. - № 3. - P. 46-49.
8. Omarova S.K. Characteristics and didactic potential of mobile-digital technologies in foreign language teaching / S.K. Omarova // TSPU Bulletin. - 2018. - № 1 (190). - P. 52-58.
9. Rusanova I.V. Analysis of platforms for hybrid mobile applications for iOS and Android systems / I.V. Rusanova // Actual problems of aviation and cosmonautics. - 2017. - V. 3. - P. 1100-1102.
10. Policy recommendations in the field of mobile learning [Electronic resource]. -URL:http://iite.unesco.org/pics/publications/ru/files/321473 8.
11. Slepukhin A.V. Designing technology components of mobile training for students of pedagogical profile / A.V. Slepukhin, I.N. Semenova, E.N. Erentraut // Bulletin of Chelyabinsk state pedagogical University. -2017. - № 9. - P. 81-89.
12. Google Play Service [Electronic resource]. -URL: play.google.com
13. Titova S.V. Didactic problems of mobile apps integration in educational process / S.V. Titova // Bulletin of Tambov University. Series of Humanitarian Sciences -2016. - V. 21, iss. 7-8 (159-160). - P. 7-14.
13.00.08 - Теория и методика профессионального образования
