Научная статья на тему 'О формировании информационной компетентности у бакалавров - технологов химической переработки древесины'

О формировании информационной компетентности у бакалавров - технологов химической переработки древесины Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
156
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЛЕКТРОННОЕ ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ / ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ / ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ / ГЛОССАРИЙ / ТЕЗАУРУС / ТАКСОНОМИЯ / ОНТОЛОГИЯ / МЕНТАЛЬНЫЙ УЧЕБНИК / ELECTRONIC REMOTE LEARNING / WOOD PROCESSING / VISUALIZATION OF KNOWLEDGE / GLOSSARY / THESAURUS / TAXONOMY / ONTOLOGY / MENTAL TEXTBOOK

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Лутошкина Н.В.

В статье проведен анализ компетенций, которыми согласно ФГОС ВО должен обладать выпускник профиля подготовки «Химическая технология переработки древесины». Наряду с профессиональными компетенциями, к бакалавру этого профиля предъявляются высокие требования в сфере информационной культуры. Выявлена проблема, заключающаяся в специфике самих знаний, их стремительном обновлении, особенностях обучения информационным технологиям студента лесохимического профиля.Сформулирована задача не только дать знания, но научить учиться. Для решения поставленной задачи выбран и обоснован компетентностный подход, базирующийся на принципах метапредметности; определен уровень интеграции знаний для формирования метазнаний и метапредметной деятельности, направленной на получение навыков работы с материалом любой учебной дисциплины. Рассмотренные в статье способы формализации, трансформации и извлечения знаний позволят в дальнейшем успешно осваивать и другие учебные дисциплины, например: «Экология», «Химия и физика целлюлозы», «Технология целлюлозы», «Проектирование бумаги и картона». Рассмотренные методы формализации знаний глоссарий, тезаурус, таксономия, онтология, а также связь онтологии с базами данных и базами знаний сформируют умение анализировать, классифицировать, систематизировать полученные знания, размышлять, а также правильно излагать свои мысли. Владение этими информационными технологиями позволит химику технологу формировать профессиональный тезаурус, формулировать поисковые запросы в современных электронных базах знаний, с целью повышения квалификации профессиональной деятельности. Рассмотрены различные инструментальные средства визуализации формализованных знаний; приведен пример визуализации семантической сети. Проанализированы виды и назначение ментальных карт как метода отображения знаний, описаны основные функциональные возможности ментальных карт. Сформулирована цель создания ментального учебника, указаны его функции и сфера применения. Приводится детальная пошаговая последовательность создания ментального учебника. Описана связь ментального учебника с электронным дистанционным курсом, указан характер связи.Приводится пример использования ментального учебника для обучения и контроля знаний студентов технологов факультета переработки природных соединений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Лутошкина Н.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Ln article the analysis of competences which according to FGOS ВO the graduate of a profile of preparation "Chemical technology of processing of wood" shall possess is carried out. Along with professional competences, are imposed high requirements of the bachelor of this profile in the sphere of information culture. The problem consisting in specifics of knowledge, their prompt up-dating, features of training in information technologies of the student of a timber-chemical profile is revealed.The task is formulated not only to give knowledge, but to teach to study. For the solution of an objective the competencebased approach which is based on the principles of metaconcreteness is selected and reasonable; level of integration of knowledge for formation of metaknowledges and the metaobject activities directed to obtaining skills of operation with material of any subject matter is determined. The methods of formalization considered in article, transformations and extraction of knowledge will allow to master successfully further and other subject matters, on an example: "Ecology", "Chemistry and physics of cellulose", "Technology of cellulose", "Design of paper and cardboard". The considered methods of formalization of knowledge the glossary, the thesaurus, taxonomy, ontology, and also communication of ontology with databases and knowledge bases will create ability to analyze, classify, systematize the gained knowledge, to reflect, and also it is correct to explain the thoughts. Possession of these information technologies will allow the chemical engineer to create the professional thesaurus, to state search queries in the modern electronic knowledge bases, for the purpose of professional development of professional activity. Different work benches of visualization of the formalized knowledge are considered; the example of visualization of a semantic network is given. Types and assignment of mental maps as method of display of knowledge are analyzed, the main functional capabilities of mental maps are described. The purpose of creation of the mental textbook is formulated, its functions and scope of application are specified. The detail step by step sequence of creation of the mental textbook is given. Communication of the mental textbook with electronic distant course is described, nature of communication is specified.The example of use of the mental textbook for training and monitoring of knowledge of students technologists of faculty of processing of natural connections is given.

Текст научной работы на тему «О формировании информационной компетентности у бакалавров - технологов химической переработки древесины»

УДК 378.147

О ФОРМИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ У БАКАЛАВРОВ -ТЕХНОЛОГОВ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Лутошкина Н.В.

г Красноярск, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет» e-maiUutoshkinanv@Hstru, тел 8(391)2-27-58-43

В статье проведен анализ компетенций, которыми согласно ФГОС ВО должен обладать выпускник профиля подготовки «Химическая технология переработки древесины». Наряду с профессиональными компетенциями, к бакалавру этого профиля предъявляются высокие требования в сфере информационной культуры. Выявлена проблема, заключающаяся в специфике самих знаний, их стремительном обновлении, особенностях обучения информационным технологиям студента лесохимического профиля.

Сформулирована задача - не только дать знания, но научить учиться. Для решения поставленной задачи выбран и обоснован компетентностный подход, базирующийся на принципах метапредметности; определен уровень интеграции знаний для формирования метазнаний и метапредметной деятельности, направленной на получение навыков работы с материалом любой учебной дисциплины. Рассмотренные в статье способы формализации, трансформации и извлечения знаний позволят в дальнейшем успешно осваивать и другие учебные дисциплины, например: «Экология», «Химия и физика целлюлозы», «Технология целлюлозы», «Проектирование бумаги и картона». Рассмотренные методы формализации знаний - глоссарий, тезаурус, таксономия, онтология, а также связь онтологии с базами данных и базами знаний сформируют умение анализировать, классифицировать, систематизировать полученные знания, размышлять, а также правильно излагать свои мысли. Владение этими информационными технологиями позволит химику - технологу формировать профессиональный тезаурус, формулировать поисковые запросы в современных электронных базах знаний, с целью повышения квалификации профессиональной деятельности. Рассмотрены различные инструментальные средства визуализации формализованных знаний; приведен пример визуализации семантической сети. Проанализированы виды и назначение ментальных карт как метода отображения знаний, описаны основные функциональные возможности ментальных карт. Сформулирована цель создания ментального учебника, указаны его функции и сфера применения. Приводится детальная пошаговая последовательность создания ментального учебника. Описана связь ментального учебника с электронным дистанционным курсом, указан характер связи.

Приводится пример использования ментального учебника для обучения и контроля знаний студентов - технологов факультета переработки природных соединений.

Ключевые слова электронное дистанционное обучение, переработка древесины, визуализация знаний, глоссарий, тезаурус, таксономия, онтология, ментальный учебник.

In article the analysis of competences which according to FGOS BO the graduate of a profile of preparation "Chemical technology of processing of wood" shall possess is carried out. Along with professional competences, are imposed high requirements of the bachelor of this profile in the sphere of information culture. The problem consisting in specifics of knowledge, their prompt up-dating, features of training in information technologies of the student of a timber-chemical profile is revealed.

The task is formulated - not only to give knowledge, but to teach to study. For the solution of an objective the competence-based approach which is based on the principles of metaconcreteness is selected and reasonable; level of integration of knowledge for formation of metaknowledges and the metaobject activities directed to obtaining skills of operation with material of any subject matter is determined. The methods of formalization considered in article, transformations and extraction of knowledge will allow to master successfully further and other subject matters, on an example: "Ecology", "Chemistry and physics of cellulose", "Technology of cellulose", "Design of paper and cardboard". The considered methods of formalization of knowledge - the glossary, the thesaurus, taxonomy, ontology, and also communication of ontology with databases and knowledge bases will create ability to analyze, classify, systematize the gained knowledge, to reflect, and also it is correct to explain the thoughts. Possession of these information technologies will allow the chemical engineer to create the professional thesaurus, to state search queries in the modern electronic knowledge bases, for the purpose of professional development of professional activity. Different work benches of visualization of the formalized knowledge are considered; the example of visualization of a semantic network is given. Types and assignment of mental maps as method of display of knowledge are analyzed, the main functional capabilities of mental maps are described. The purpose of creation of the mental textbook is formulated, its functions and scope of application are specified. The detail step by step sequence of creation of the mental textbook is given. Communication of the mental textbook with electronic distant course is described, nature of communication is specified.

The example of use of the mental textbook for training and monitoring of knowledge of students - technologists of faculty of processing of natural connections is given.

Key words: electronic remote learning, wood processing, visualization of knowledge, glossary, thesaurus, taxonomy, ontology, mental textbook.

ВВЕДЕНИЕ

Согласно ФГОС ВО, выпускник направления 18.03.01 «Химическая технология», профиль подготовки «Химическая технология переработки древесины» должен обладать:

1. общекультурными компетенциями (ОК): обладать культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1), способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-11);

2. общепрофессиональными компетенциями: владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОПК-5);

3. профессиональными компетенциями (ПК): в производственно-технологической деятельности - использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программных средств деловой сферы деятельности; использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области, пакеты прикладных программ для расчета технологических параметров оборудования (ПК-3), в организационно-управленческой деятельности - систематизировать и обобщать информацию по использованию и формированию ресурсов предприятия (ПК- 14), в научно-исследовательской деятельности - использовать информационные технологии при разработке проектов (ПК-21).

При анализе изложенных компетенций становится очевидным, что владение информационными технологиями необходимо во всех сферах профессиональной и научной деятельности бакалавра. Обобщая все требования, изложенные в ФГОС ВО, обозначим их термином - «информационная компетентность». Проблема заключается в том, что современные информационные технологии развиваются столь стремительно (а приобретенные знания столь же стремительно устаревают), что непрерывно повышать свою информационную культуру должен специалист в любой сфере деятельности. Задача состоит в том, что необходимо не только обучить бакалавра непрофильного (по отношению к информационным технологиям) направления, но и заложить в нем умение учиться.

Требования государственного образовательного стандарта к результатам обучения вызывают необходимость в изменении формы и содержания обучения на основе использования принципов метапредметности, как условия достижения высокого качества образования.

Компетентностные (метапредметные) результаты образовательной деятельности - способы деятельности, освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов. Информационная компетентность должна обеспечиваться каждым учебным курсом. Уровни интеграции содержания учебного материала могут быть разные. Начальный уровень, служащий основой интеграции, -это внутрипредметный уровень, который также имеет возможности для формирования метазнаний.

Метазнания - знания о знании, о том, как оно устроено и структурировано; знания о получении знаний (Толковый словарь, http://academic.ru).

Примером метазнаний могут служить диаграммы знаний, отражающие все элементы знаний, изучаемой дисциплины, и отношения между ними (таксономии терминов, семантические сети, онтологии).

Составление любых графических моделей знания (деревьев понятий, ментальных карт) служит примером метадеятельности, так как направлено на получение навыков работы с материалом любой учебной дисциплины.

Метапредметный подход обеспечивает переход от предметных знаний к целостному образному восприятию мира, к метадеятельности.

Метапредметные образовательные результаты предполагают, что у студентов разовьется владение: умениями организации собственной учебной деятельности; информационным моделированием как основным методом приобретения знаний; широким спектром умений и навыков использования средств информационных и коммуникационных технологий.

Для решения поставленных задач, необходим соответствующий инструментарий: современные информационные технологии, теоретические и практические методы представления знаний и средства их поддержки.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящее время уделяется большое внимание исследованиям таких функций памяти как: запоминание, хранение, воспроизведение, забывание информации человеком, а также выявлению когнитивных структур, в виде которых человек хранит информацию об окружающем его мире. В результате этих исследований доказано безусловное предпочтение графических форм отображения информации, а при использовании экранных форм - динамической графики и других мультимедийных эффектов.

Рассмотрим процесс обучения как процесс получения знаний. Нельзя передать знания от преподавателя к студенту. Источником знаний является субъект (преподаватель) - носитель знаний. Любые операции со знаниями могут быть реализованы только самим субъектом (источником знаний) или совместно с ним, как некоторая процедура их формализации, обретения ими некоторой формы - носителя образа (знака). Передать можно информацию, обличенную в какую-либо форму. Приобретение знаний студентом - это процесс осмысления информации, получаемой студентом от преподавателя. Основная задача составителя учебника - передать информацию в таком виде, чтобы получение знаний было максимально эффективным и минимально трудозатратным.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ФОРМАЛИЗАЦИИ

ЗНАНИЙ

Передача знаний всегда осуществлялась по схеме: субъект (носитель знаний) - информация (формали-

зация знаний) - лексикографическое описание (словарь). Если в словаре в качестве языковой единицы взять текст (такие словари называют глоссариями), то их можно рассматривать как методы организации знаний. Набор глоссарных статей, связанных общей тематикой, может описывать некую предметную область, точнее терминологический (понятийный) аппарат некоторого раздела знаний.

Более сложная формализация знаний осуществляется путем именования предметов и отношений между ними (между словами-понятиями естественного языка). Такую формализацию называют те-заурусным описанием, а результаты такого описания - тезаурусами. Структурной основой тезауруса обычно служит иерархическая система понятий, обеспечивающая поиск от смысла к лексическим единицам (т.е. поиск слов исходя из понятия). Информационная технология тезаурусного описания в общем случае включает процедуры формирования списков слов-понятий (слов-отношений) и группировки их в парадигматические классы. Отсюда следует, что тезаурус - это глоссарий, в котором существует таксономия понятий, и обозначены отношения между понятиями. Далее следует интерпретация знаний - формирование последующих образов (метаобразов, моделий, метазнаний, метамоделий), а затем усвоение знаний.

Большинство современных интерактивных систем обучения содержат встроенный инструмент -глоссарий, являющийся, по сути, терминологической базой данных обучающей системы. Глоссарий интерактивной системы обучения структурирован, он может быть глоссарием курса или метакурса (группы курсов), а может быть глобальным, то есть содержать термины всех курсов системы обучения. Изучая такой глоссарий/тезаурус, можно получить знания о какой-либо предметной области, но такой способ получения знаний слишком трудоемкий.

Онтологический метод формализации знаний.

«Онтология - это базы знаний специального типа, которые могут «читаться» и пониматься, отчуждаться от их разработчика и/или физически разделяться их пользователями» (Гаврилова, Хорошевский,2000).

Этот термин в информатике является производным от древнего философского понятия «онтология». Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение. Здесь есть два существенных отличия:

• Онтология в информатике должна иметь формат, который компьютер сможет легко обработать;

• Информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями (например, исследование предметной области) и оцениваются больше с точки зрения применимости, чем полноты.

Из определения онтологии - как формального описания результатов концептуального моделирования предметной области, представленных в форме, воспринимаемой человеком и компьютерной системой, следует очевидность связи тезауруса и компьютерной онтологии.

Под онтологией принято понимать упорядоченную тройку вида (Гаврилова, Хорошевский,2000):

O = <C, R, F>, где

• О - онтология;

• C - конечное множество концептов (понятий, терминов) предметной области, которую представляет онтология O;

• R - конечное множество отношений между концептами заданной предметной области;

• F - конечное множество функций интерпретации (аксиоматизации), заданных на концептах и/или отношениях онтологий O.

Пусть |R|=0, |F|^0, а функция интерпретации f е F, задается оператором присваивания значений (C1: = C2, где C1 - имя интерпретации C2), то онтология в данном случае трансформируется в пассивный словарь VP- глоссарий:

O = VP = < C1 ^ C2, {}, {:=}>.

Существует специальный подкласс онтологий -простая таксономия:

O = TO = <C, {is-a}>.

Под таксономической структурой понимается иерархическая система понятий, связанных межу собой отношением is-a (быть элементом класса). Отношение is-a имеет фиксированную семантику и позволяет строить структуру понятий онтологии типа дерева, вершины которого - понятия, а дуги - отношения между ними.

Простейшая онтология - иерархически структурированное множество терминов, описывающих предметную область (тезаурус) может быть использована как исходная структура для базы знаний в электронном дистанционном обучении.Отсюда следует важность контроля глоссария и его составляющих.

Для создания онтологии обычно используют специализированные редакторы, самый популярный из которых - Protégé. Система Protégé является библиотекой, предоставляющей доступ другим приложениям для просмотра баз знаний, позволяющей редактировать и наращивать базы, обладает удобными встроенными средствами визуализации онтологии. Существенный недостаток этого инструментария -необходимость целенаправленного изучения этого программного средства для работы с ним.

Для автоматизированного построения онтологии-таксономии можно применить разработанную автором программу - Sanglos (Лутошкина, 2012). Данная программа осуществляет построение однородной бинарной семантической сети понятий электронного дистанционного курса, в которой термины связаны отношением: - «термин i определяет термин j». В этом случае семантическая сеть является ориентированным ациклическим графом.

Входными данными является файл, содержащий глоссарные статьи, а в результате счета пользователь получает матрицу смежности ациклического графа, описывающую семантическую сеть и саму сеть в визуализированном виде. Матрицу смежности ациклического графа можно использовать для оценки меры

важности концептов в семантической сети онтологической базы знаний. Эта мера используется для оценки веса тестовых заданий.

На рисунке 1 представлен фрагмент семантической сети понятий, принадлежащих теме «Компьютерное моделирование», раздел «Классификация моделей».

Данную программу можно использовать: • для контроля структуры глоссария на предмет

нарушения структуры или ограничений требований ГОСТ 7.25-20011;

• для разработки личных глоссариев обучающего и обучаемого;

• для построения семантической сети учебной дисциплины;

• для отображения междисциплинарных связей, используя в качестве входного файла объединение нескольких глоссариев.

Рисунок 1. Фрагмент онтологии - таксономии «Классификация моделей»

Результат построения имеет свойственный всем семантическим сетям недостаток - при большом количестве концептов рисунок становится громоздким.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ

МЕНТАЛЬНЫХ КАРТ

Еще один инструмент работы с формализацией знаний - ментальные карты.

Ментальные карты (mindmaps) - способ организации процесса творческого мышления с помощью схем, построенных по определенным правилам (НОУ ИНТУИТ, http://www.intuit.ru).

Рассмотрим, как именно ментальные карты используются в обучении, какие виды знаний позволяют описывать, какие виды ментальных карт в каких случаях применимы.

Основная цель всех mapping-методов похожа:

1. если студенты могут представить или манипулировать сложным набором отношений в схеме, они лучше понимают эти отношения, запоминают их и могут анализировать их составные части;

2. большинством людей карты воспринимаются намного легче, чем вербальное или письменное описание;

3. работа по созданию учебных карт-решений требует более активного участия со стороны обуча-

ющегося, что также ведет к более качественному обучению.

Существует эмпирическое обоснование использования карт - для углубления, расширения и сохранения знаний. Многочисленные исследования показывают, что визуальные представления повышают эффективность обучения.

Хотя важнейшие задачи mapping-инструментов похожи, существуют различия в их применении (НОУ ИНТУИТ, http://www.intuit.ru):

- карты ума (mind mapping) позволяют студентам представить и исследовать ассоциации между понятиями;

- карты концептов (concept mapping) осмыслить отношения между понятиями (концептами), то есть понять сами эти концепты и область, к которой они принадлежат;

- карты аргументов (argument mapping) помогают отобразить умозрительные связи между предположениями и утверждениями, а также оценить их с точки зрения обоснованности структуры аргументов и их размещения.

В таблице1 приведены сравнительные характеристики рассмотренных форм графического отображения знаний.

Как видно из таблицы, концепт-карты являются связующим звеном между картами памяти и картами аргументами.

Таблица 1. Сравнительные характеристики форм графического отображения знаний.

Назначение

Структура Уровень абстракции Узлы

Средства связывания

Выражения связывания

Строгость и детализация языка

Карты ума

Ассоциации между идеями, темами или вещами

Нелинейная, радиальная

Большая обобщенность Изображения, диаграммы, слова

Линии, толщина линий, цвета, тени Ассоциативные слова («использует», «соединяет»)

Слабая

Карты концептов

Отношения между концептами

Иерархическая древоподобная Средняя обобщенность

Прямоугольники

Стрелки

Фразы отношений («по отношению к», «состоит из» и т.д.)

Средняя

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Карты аргументов

Выводы на основе поддерживающих и опровергающих аргументов

Иерархическая древоподобная

Низкая обобщенность

Прямоугольники и линии

Линии, цвета, тени

Связующие слова умозаключений («потому что», «не», «однако»)

Жесткие ограничения

Преимуществом концепт-карт является именно их направленность на выявление отношений, поскольку они позволяют выводить связи между релевантными понятиями. В образовательном контексте утверждается, что более осмысленное обучение происходит при связывании новых понятий с имеющимися знаниями (Дорошенко, 2012).

СОЗДАНИЕ МЕНТАЛЬНОГО УЧЕБНИКА

На основании ГОСТ 7.60-2003, ГОСТ 7.83-2001, ГОСТ Р 53620-2009, ГОСТ Р 52653-2006, ГОСТ Р 52657-2006 и с учетом требований федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) третьего поколения определен электронный учебник как учебное электронное издание, содержащее системное и полное изложение учебного предмета (дисциплины) в соответствии с образовательной программой.

Функциональная структура электронного учебника в соответствии с его назначением в образовательном процессе содержит следующие компоненты:

1. Основной материал, обеспечивающий изложение основного содержания учебного предмета, представленный в гипертекстовой и мультимедийной форме. Визуальный ряд может быть представлен реалистическими графическими изображениями изучаемых предметов, процессов, явлений и синтезированными объектами статической и динамической графики. Возможны замена или дублирование текстовых описаний изучаемых объектов соответствующими видеофрагментами, анимациями, моделями, аудиозаписями;

2. Пояснительные тексты, сопровождающие ключевые термины основного материала, все графические изображения, не являющиеся элементами оформления, важные смысловые фрагменты сложных графических изображений, формулы;

3. Аппарат организации усвоения учебного материала, в общем случае включающий моделирующий, закрепляющий и контрольный компоненты. С учетом специфики изучаемого предмета в состав электрон-

ного учебника включаются интерактивные объекты для тренировки, самоконтроля и контроля; могут быть включены инструментальные программные средства (виртуальные лаборатории, ленты времени, интерактивные карты, конструктивные творческие среды);

4. Навигационный аппарат (оглавление, сигналы-символы, алфавитный, именной и тематический указатели, пользовательские закладки/заметки и т.д.), обеспечивающий быстрый поиск информации, мгновенный переход к нужной главе и параграфу, отражающий связи между основным и дополнительным учебным материалом, а также позволяющий пользователю фиксировать свое положение в образовательном пространстве электронного учебника (Электронные учебники, http://viro.edu.ru).

Но учебник нового поколения должен нести не только функции предъявления учебной информации, но и развития мыслительных операций. Он должен учитывать также изменения, происходящие в способах получения информации студентами, которые предпочитают получать информацию в сжатой визуализированной форме и самостоятельно управлять процессом формирования потока учебной информации. Такие возможности предоставляет ментальный учебник.

Ментальный учебник это совокупность ментальных карт по тематическим разделам курса, которая создается с целью использования в процессе обучения (Пак,2012).

Ментальный учебник был создан в соответствии с рабочей программой дисциплины «Информатика» для направления 18.03.01 «Химическая технология». Дисциплина изучается студентами первого курса факультета переработки природных соединений. Основой учебника служат учебные материалы, размещенные в курсе дистанционного обучения на базе LMSMoodle официального портала Сибирского государственного технологического университета. Цель создания ментального учебника - помочь студентам ликвидировать фрагментарность школьных знаний, научить не только запоминать новую информацию,

но и осмысливать, обобщать и систематизировать изученный материал. Ментальный учебник создавался как некая надстройка над дистанционным курсом, помогающая изучать учебные материалы как нечто целостное, акцентирующая внимание на семантической связи изложенной информации.

В качестве инструментальной среды выбран редактор ментальных картXMind -бесплатное программное обеспечение с открытым кодом.

содержит большой набор шаблонов и палитру встроенных графических элементов; дает пользователю возможность добавления изображений из различных источников; построения различных по типу и назначению диаграмм, возможность прикрепления документов, ссылок и файлов к ветвям диаграмм, а также возможность использовать эти диаграммы совместно с другими пользователями. ХММ часто используется для управления знаниями, в управлении задачами и тайм-менеджменте. ХММ совместим с другими редакторами ментальных карт ^гееММ, iMindMap).

Последовательность разработки:

Шаг 1. Создание результирующей модели учебника.

На основании рабочей программы формулируются требования к результату изучения каждого модуля в виде:

• вопросов на знание ключевых концептов и понимания семантики связей между ними;

• заданий на применение полученных знаний.

Результаты этого шага необходимы для разработки средств контроля с целью оценки результатов обучения с использованием ментального учебника.

Шаг 2. Доработка электронного курса. Подбор недостающего информационного материала в виде текстов, содержащих последовательное изложение теории, с включением развернутых объясненийи ответов на все вопросы и задачи, сформулированные на шаге 1.

Результатом выполнения второго шага является: модернизация контента (ресурсов и элементов контроля знаний) в электронном дистанционном курсе на сайте университета.

Шаг 3. Проектирование семантической модели обучения:

3.1 отбор ключевых слов с детализацией по модулям, темам, параграфам и пунктам;

3.2 коррекция глоссария электронного дистанционного курса;

3.3 построение на базе глоссария тезауруса,

3.4построение и визуализация семантической

сети концептов при помощи программы Sanglos для импорта рисунков в презентации или ментальные карты с целью добавления заданий на их основе в лабораторный практикум;

3.5доработка мультимедийных презентаций, с целью визуализации семантики связей между концептами;

3.6 модернизация банка тестовых заданий.

Результатом выполнения этого шага является модернизированный электронный дистанционный курс.

Шаг 4. Размещение тезауруса в инструментальной среде XMind. Создание гиперссылок на контент электронного курса или интернет -ресурсов.

Результат - создан ментальный учебник, с функцией навигатора в дистанционном курсе.

На рисунке 2 изображен фрагмент страницы учебника - концепт-карты по теме «Компьютерное моделирование» в курсе «Информатика».

На ментальной карте в центральной части сформулировано два основных задания: «Изучить классификацию» и «Классифицировать модели». Задание «Изучить классификацию» снабжено ссылкой на лист, содержащий семантическую сеть, фрагмент которой представлен на рисунке 1. Задание «Классифицировать модели» содержит ссылки на листы 1, 2 и 3, предназначенные для выполнения заданий.

Выполненное второе задание (измененная ментальная карта) загружается в курс, для отправки на проверку преподавателю. Оценивание выполненного задания производится преподавателем вручную, оценка выставляется в журнал, интегрированный в дистанционный курс LMSMoodle.

В заключение следует отметить, что ментальный учебник не только отвечает всем требованиям электронного учебника, но и имеет ряд преимуществ:

• дает быстрый и полный обзор большой темы;

• собирает и представляет большое количество разнообразных данных на одном листе, демонстрируя связи и расстояния;

• стимулирует воображение и решение проблем посредством разработки новых путей;

• раскрепощает мышление;

• является превосходным инструментом для раздумывания и запоминания;

• экономит время;

• позволяет максимально повысить результативность и эффективность, как обучения, так и контроля знаний.

Овладевая данной информационной технологией, будущий выпускник - химик -технолог по переработке древесины вырабатывает умение организации собственной учебной деятельности, овладевает информационным моделированием как основным методом приобретения знаний, широким спектром умений и навыков использования средств информационных и коммуникационных технологий, способами и методами освоения новых инструментальных средств. Сформированная на этих умениях и навыках информационная компетентность поможет выпускникам самостоятельно совершенствовать свою профессиональную компетентность в процессе трудовой деятельности.

Перечисленные выше достоинства ментального учебника позволяют говорить о необходимости продолжения исследования применения нового инструментария развивающихся информационных технологий в учебном процессе, с целью повышения качества обучения.

Целлюлоза состоит из Изучить классификацию (лист1)

остатков молекул глюкозы, которая и образуется при гидролизе целлюлозы.

текст 1

Классифицировать модели

Рисунок 2 - Фрагмент концепт-карты «Классификация моделей»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Толковый словарь [Электронный ресурс] Режим доступа:

http://academic.ru Гаврилова, Т. А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем [Текст]// Т.А Гаврилова, В.Ф. Хорошевский СПб.: Питер, 2000. - 384 с. Лутошкина, Н.В. Построение семантической сети понятий дистанционного курса на основе модернизированного алгоритма Портера [Текст] //Н.В. Лутошкина, А.А. Вы-сотин, М.А.Высотин Хвойные бореальной зоны, XXX, № 5 - 6, Красноярск, 2012. с124-127 НОУ ИНТУИТ [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.intuit.ru

Дорошенко, Е. Г. О технологии разработки ментальных учебников [Текст]// Е. Г. Дорошенко [и др.] Вестник Томского государственного педагогического университета. Выпуск 13(140)/2012. Электронные учебники: рекомендации по разработке. М.: ФГАУ Федеральный институт развития образования, 2012.-24 с. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://viro.edu.ru Пак, Н. И. Пространственное-временная информационная модель памяти [Текст]// Н.И. Пак, Материалы Междунар. Науч.-прак.конф. «Фундаментальные науки и образования» (Бийск, 29 января - 1 февраля 2012 г.) стр. 48-53

Поступила в редакцию 21.06.16 Принята к печати 12.09.16

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.