CC BY
134
Литература:
1. Введенский В. Учебная программа повышения квалификации: концептуальные основания // Высшее образование в России, 2005. № 2. С. 151-152.
2. Кирсанов А. А., Кондратьев В. В. Методологические основы современной системы повышения квалификации преподавателей вузов // Высшее образование в России, 2009. № 2. С. 83-86.
3. Ситникова М. Система непрерывного повышения квалификации преподавателей // Высшее образование в России, 2005. № 6, С. 49-53.
4. Гурье Л. И. Современные средства обучения в процессе повышения квалификации преподавателей вузов // Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society). - Казань: КГТУ, 2009. Т. 12. № 1. С. 324-327.
5. Лопанова Е. В. Об изменении подходов к повышению квалификации педагогов // Вестник Новосибирского государственного университета. Сер. Педагогика, 2007. Т. 8. № 1. С. 13-17.
6. Данченок Л. А., Мамедова Н. А. Компетентностный подход в реализации образовательных программ дополнительного профессионального образования // Открытое образование, 2009. № 2. С. 72-76.
7. Сигов А., Куренков В., Мосичева И., Шестак В. Новые задачи системы повышения квалификации профессорско-преподавательского состава вузов // Высшее образование в России, 2006. № 8. С. 3-8.
8. Лаптев В. В., Рыжова Н. И., Швецкий М. В. Методическая теория обучения информатике: аспекты фундаментальной подготовки будущих учителей информатики. - СПб.: СПбГУ, 2003. - 352 с.
УДК 378.147
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИХ РАЗРАБОТКИ
В. А. Локалов, к. п. н., доц. кафедры инженерной и компьютерной графики
Тел.: (812) 233-88-30, e-mail: lokalov@mail.ru В. Т. Тозик, к. т. н., зав. кафедрой инженерной и компьютерной графики
Тел.: (812) 233-23-69, e-mail: tozik@mail.ifmo.ru Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики http://www.ifmo.ru
The methodological and technical concepts of the computer educational environment for training specialists in computer design are analyzed. Experience in applying these concepts at the Department of Engineering and Computer Graphics (KIKG) St. Petersburg University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO) is described.
Анализируются методические и технические концепции разработки компьютерной образовательной среды для подготовки специалистов в области компьютерного дизайна. Описывается опыт применения указанных концепций на кафедре инженерной и компьютерной графики (КИКГ) Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО).
Ключевые слова: образовательная среда, компьютерный дизайн, информационные технологии в образовании, методы обучения.
Key words: Educational environment, computer design, information technology in education, training methods.
Введение
Предпосылкой качественного непрерывного обучения по направлению «Компьютерный дизайн» является наличие множества доступных информационных и образовательных структур, обеспечивающих комплексное воздействие обучающих факторов и разностороннюю подготовку учащегося в указанном направлении, начиная с довузовского обучения абитуриентов и подготовки специалистов и заканчивая системой повышения квалификации выпускников. Совокупность таких структур часто называют образовательной средой. В последнее время роль образовательной среды во многих на-
правлениях стал играть Интернет, в частности и в области компьютерного дизайна. Ресурсы Интернета на эту тему разнообразны: сайты дизайнеров и профессиональных объединений, сообществ, блоги, форумы, группы в социальных сетях. В то же время профессиональная подготовка пользователей, поддерживающих указанные ресурсы, варьируется от профессиональной до дилетантской. Даются советы, рекомендации, выставляются примеры. Зачастую отсутствует системность и оптимальная последовательность изучаемых тем. Иногда можно встретиться с вопиющей некомпетентностью, представленной в виде поучений и наставлений. При обучении в такой образовательной среде у обучающихся возникает множество серьезных проблем, с которыми особенно сложно справиться начинающему дизайнеру.
В силу этого основными компонентами образовательной среды Интернета в области компьютерного дизайна все-таки следует считать ресурсы образовательных учреждений, специализирующихся на указанном направлении.
В то же время факт размещения тех или иных средств обучения в Интернете совсем не означает появления сколько-нибудь значимого комплексного решения в направлении создания образовательной среды, обеспечивающей подготовку специалистов в области компьютерного дизайна. Каждый из ресурсов, сколь бы масштабным он ни был, по-прежнему остается изолированным, «вещью в себе» как с технологической, так и с методической точки зрения.
Попытка создать новое средство обучения, которое можно было бы построить на основе некоторого множества уже существующих образовательных ресурсов, неизбежно приводит к ряду проблем, среди которых самой существенной является проблема совместимости. У этой проблемы есть две стороны. Первая - техническая, связана с тем, что образовательные ресурсы, размещенные в Интернете, могут иметь абсолютно разные интерфейсы как с точки зрения пользователя, так и сточки зрения программного обеспечения. Вторая сторона проблемы - совместимость по учебному содержанию, обеспечивающая направленность и постепенность процесса обучения.
Стоит отметить, что обеспечение совместимости по данным или интерфейсам является гораздо меньшей проблемой, чем обеспечение совместимости по содержанию учебного материала. Нестыковка содержательной части приводит к более серьезным последствиям потому, что делает невозможным разделение труда в области методических разработок. Предельный случай получается, когда каждый преподаватель, который в силу тех или иных обстоятельств не может пользоваться чужими разработками, вынужден создавать сам или инициировать процесс создания собственных электронных обучающих средств. Это приводит к появлению многочисленных некачественных кустарных обучающих программ, тестов, образовательных ресурсов и т. п., которые тематически и содержательно дублируют друг друга, что свидетельствует о крайне низкой их технологической эффективности. Описанная ситуация неизбежно должна стимулировать поиск адекватных подходов как к проектированию учебных модулей, так и к способам размещения и существования этих модулей в образовательной среде.
В настоящей статье описываются и анализируются методические и технические концепции разработки компьютерной образовательной среды для подготовки специалистов в области компьютерного дизайна, а также опыт применения указанных концепций на кафедре инженерной и компьютерной графики (КИКГ) Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО). Разработка концепции образовательной среды связана с перспективой перехода на государственные образовательные стандарты нового поколения, делающие упор на формирование компетенций и системно-деятельностный подход.
Концепции обучения и структура среды
Концепцию обучения можно определить как способ понимания того, как должен быть организован учебный процесс. Поскольку таких способов может быть много, их целесообразно обобщить, чтобы перейти на уровень основных подходов к обучению. На этом уровне обычно рассматривают соотношение влияния на учебный процесс внешних и внутренних факторов. От этого соотношения принципиально зависит форма обучения и, в конечном счете, способ организации образовательной среды.
В самом деле, если предположить, что внешнее воздействие на учащегося доминирует и играет определяющую роль в его подготовке, то формообразующим началом будет последовательность инструкций, которые выдаются учителем (обучающей программой или методическим пособием). В основе такого способа обучения лежит психолого-педагогическая теория бихевиоризма [1], которая впоследствии была использована в концепции программированного обучения [2].
В среде, построенной на основе доминирующего влияния внешних факторов, основным будет некий активный элемент, который будет управлять действиями учащегося и контролировать правильность их выполнения, вести его к достижению заранее определенной педагогической цели. Форма выдачи обучающих инструкций и форма контроля их выполнения будет зависеть от инструментальной составляющей обучающей среды.
Иная организация будет у среды, ориентированной на влияние внутренних факторов: интересов и потребностей учащегося. Для этого случая характерно предоставление учащимся максимальной свободы как в выборе учебного материала, так и в способе его изучения. Учащийся сам определяет цель и направление своего обучения. Среда должна обеспечить ему необходимые условия для саморазвития. Конечно, это саморазвитие будет происходить лишь в том случае, когда существует активность со стороны учащегося, которая, в свою очередь, обусловлена какой-то его внутренней потребностью. Среди наиболее известных педагогических систем, построенных на основе принципа саморазвития, следует упомянуть систему Монтессо-ри и метод эвристического обучения.
И первый, и второй подход к обучению имеет свои преимущества и недостатки. Внешнее управление познавательной деятельностью может подавить инициативу и ослабить самоконтроль учащегося, что может пагубно сказаться на творческих способностях учащегося. Полная свобода также может привести к негативным последствиям, поскольку увеличивает риск закрепления неправильных, неоптимальных действий. Она совершенно не нужна пассивным и недостаточно мотивированным учащимся, а также тем, кто не в состоянии самостоятельно организовать познавательный процесс.
Рассмотрим теперь, как описанные подходы к обучению могут быть использованы при проектировании образовательной среды для подготовки в области компьютерного дизайна и как они связаны со структурой этой среды. Ясно, что обучение, жестко направляемое внешними факторами, нужно каким-то оптимальным образом сочетать с обучением, где учащийся самостоятельно организует этот процесс.
Начнем с системы довузовской подготовки. Одним из ее важнейших элементов является изучение инструментальной составляющей компьютерного дизайна. Растровые и векторные, графические и мультипликационные редакторы, среды для создания трехмерных моделей и виртуальной реальности являются весьма привлекательными для школьников. Этот психологический феномен можно объяснить весьма просто. Первая стадия знакомства с любым новым объектом - стадия игры, активизация разностороннего восприятия, проведение разнообразных манипуляций с новым объектом. Чем больше опыт взаимодействия с аналогичными объектами, тем в большей степени включается механизм апперцепции. Исследуя новые компьютерные графические инструменты как новый объект, ребенок невольно ассоциирует это действие с опытом компьютерных игр, просмотром мультфильмов или детским рисованием на бумаге. Эти действия, скорее всего, имели в прошлом положительную эмоциональную окраску, которая теперь переносится на работу с графическими инструментами. В дальнейшем игра теряет свою позитивную роль, поскольку она не является продуктивной (в игре важен процесс, а не продукт).
Задача компонента среды, обучающего работе с инструментальным средством (в роли этого компонента может выступать как учитель, так и обучающая программа) направить активность учащегося на решение творческих задач. Учащийся должен понимать, что сам по себе инструмент вторичен по отношению к задаче, что, в конечном счете, именно задача должна определять выбор инструмента. Поэтому весьма актуальной проблемой при проектировании образовательных сред является адекватный выбор учебных задач. И именно система графических учебных задач становится одним из основных элементов образовательной среды, от которого зависит активность учащегося, мотивация его учебных действий, а также методика его обучения.
На уровне учебной задачи могут сочетаться два основных подхода к обучению. Какие-то операции учащийся выполняет, строго руководствуясь инструкциями преподавателя, какие-то
может выбирать самостоятельно. В качестве мотивационной основы в среде обучения могут быть представлены образцы выполненных задач (рисунки, 3,0-модели, анимации и т. д.).
На первых стадиях изучения инструментального средства доля строго детерминированных инструкций велика, поскольку идет освоение множества базовых операций. Позднее учащийся сможет на основе разнообразных комбинаций, входящих в это множество, творчески применять изучаемое средство. Можно указать примерную структуру инструментальных модулей, характерных для ранних стадий изучения графических Ю- и 3^-редакторов:
• знакомство с интерфейсом;
• работа с примитивами;
• формообразование на основе библиотеки примитивов (конструирование);
• векторные и растровые трансформации.
Освоение указанных базовых операций в образовательной среде легко осуществляется с помощью пошаговых инструкций, реализованных, например, в виде обучающих программ. Развитие основных навыков работы с инструментальными средствами совсем не означает отказа от творческих задач. Существует возможность включения развивающего компонента учебного занятия даже на этой стадии [3].
На следующих этапах обучения принципиально важно существенно сократить долю инструкций командного типа, поскольку учащиеся начинают решать задачи, в которых существенную роль играет творческая составляющая:
• разработка выразительных графических образов;
• композиция сцен;
• визуализация идей и сценариев.
Подсказки и советы со стороны активного компонента среды должны быть направлены не на само творческое действие, а на активизацию самооценки, рефлексии учащегося. Важную роль при этом может сыграть система коммуникаций в образовательной среде, которая позволит учащимся обсудить возможные подходы к решению творческих задач, познакомиться с различными оценками результатов творческой деятельности.
Рассмотрим теперь основные принципы организации образовательной среды для подготовки специалистов в области компьютерного дизайна. Чтобы определить структуру такой среды, необходимо определить структуру соответствующей профессиональной деятельности. Согласно теории А. Н. Леонтьева, деятельность представляет собой психическую активность, направленную на предмет деятельности [4]. Направленность этой активности обусловлена тем, что предмет деятельности связан с определенной потребностью (интерес к предмету деятельности, потребность в самореализации, материальное обеспечение жизни и т. п.). Любую деятельность можно представить в виде системы мотивированных действий, направленных на определенные цели. Значит, образовательная среда должна включать в себя компоненты, формирующие профессиональные действия, а также предмет деятельности
Действие само по себе также обладает внутренней структурой [5]. Оно состоит из ориентировочной части (ориентировки) и исполнительной части. Ориентировочная часть обеспечивает правильность и оптимальность выполнения действия, базируется на системе опорных точек. Специфика того или иного вида профессиональной деятельности состоит прежде всего в различных видах ориентировки.
Обобщив систему множества профессиональных действий, свойственных специалисту в области графического компьютерного дизайна, мы пришли к следующим основным типам ориентировки этих действий:
1. Ориентировка на основе визуального опыта. Позволяет использовать элементы прошлого визуального опыта, включить его в контекст решения дизайнерской задачи.
2. Визуально-аналитическая ориентировка. Обеспечивает грамотный анализ двухмерной или трехмерной визуальной структуры.
3. Визуально-синтетическая ориентировка. Формирует как образ самого объекта разработки, так и представление о возможных процессах его создания и реализации необходимых функциональных характеристик.
4. Технологическая ориентировка. Отвечает за поиск и использование адекватных инструментальных средств.
Каждому из приведенных типов ориентировки в обучающей среде должно быть сопоставлено множество обучающих модулей. Под этими модулями можно подразумевать традиционные учебные дисциплины, но дисциплины особым образом развернутые для формирования
ориентировочной части в профессиональных действиях. Например, традиционная дисциплина «Психология визуального восприятия» должна рассматриваться с точки зрения ориентировочной основы для таких действий, как создание графической иллюстрации к учебному пособию или разработка дизайна сайта (визуально-синтетическая ориентировка), а дисциплина «Начертательная геометрия» - с точки зрения понимания пространственной геометрии объекта по плоскому чертежу.
Концепции обучения, которые необходимо реализовать в образовательной среде для профессионального обучения, должны соответствовать способу формирования профессиональных действий. Как и в среде, ориентированной на довузовскую подготовку, первую фазу обучения по той или иной дисциплине целесообразно связать с выполнением детерминированной обучающей последовательности. Это касается не только практических, но и теоретических дисциплин, в которых обучающей последовательностью будет цепочка рассуждений.
В дальнейшем, чтобы способствовать выходу учащихся на творческий уровень профессиональных задач, образовательная среда должна включать разнообразные структуры, стимулирующие познавательную и творческую активность. В процессе появления новых знаний и новых идей большую роль может сыграть социально-коммуникативный компонент среды. Данный тезис подтверждает широко распространенная в настоящее время концепция социального конструктивизма, которая стала теоретической основой для многих современных образовательных сред. На основе указанной концепции разработана так называемая «педагогика социального конструкционизма» (social constructionist pedagogy).
Сформулируем несколько ключевых положений данной педагогики. Новые знания «конструируются» в процессе взаимодействия с окружающим миром. Суть «конструирования» - в построении некой надстройки над теми знаниями, которые уже есть. Надстройка возможна при учете согласования новых и старых знаний, она укрепляется, если используется на практике. Наибольший эффект в усвоении новых знаний дает практика передачи этих знаний другим людям, социуму.
Совместные знания, полученные при информационном взаимодействии в группе, позволяют сформировать «малую культуру», которая включает в себя некое множество объектов и смыслов, принятых участниками группы. Когда кто-то сторонний погружается в подобную культуру, он попадает в непрерывный и многоплановый процесс обучения тому, как нужно «существовать» в этой культуре.
Очевидно, что информационная среда, построенная на основе принципов педагогики социального конструктивизма, наряду с учебными ресурсами должна включать в себя различные средства, позволяющие участникам учебного процесса сформировать новые знания, заявить о своих познавательных интересах, а также объединить вокруг себя единомышленников, апробировать новые идеи и творческие подходы.
Спецификации
Есть несколько причин, по которым конкретная реализация образовательной среды в области компьютерного дизайна тесно связана с анализом и выбором базовых спецификаций и стандартов. Во-первых, элементы структуры этой среды должны быть объединены в единую систему; во-вторых, необходимо организовать совместимость этих элементов на разных уровнях: команд, данных, а также метаданных. В-третьих, должно быть обеспечено развитие среды, прежде всего за счет включения туда новых элементов структуры.
На уровне программной архитектуры образовательная среда чаще всего представляется как некая среда выполнения, к которой в соответствии с заданными спецификациями могут подключаться и в которой могут функционировать электронные учебные модули.
Заметим, что понимание того, как должны функционировать электронные учебные модули, является отображением общих подходов к обучению применительно к компьютерной среде. В тексте стандартов эти компьютерные концепции обычно обозначаются аббревиатурой. Например, концепция CMI (Computer Managed Instruction) является прямым следствием теории бихевиоризма и программированного обучения. Основная идея CMI заключается в том, что компьютер выдает по некоторым правилам последовательность инструкций, с помощью которых происходит управление познавательной деятельностью учащихся. CMI предусматривает контроль правильности выполнения инструкций. Таким образом, компьютер (обучающая программа) частично или полностью выполняет функции преподавателя. Сценарии, в соответствии с которыми происходит процесс обучения, представляют собой строго определенный алгоритм. В соответствии с концепцией CMI разработаны стандарты, описывающие программный интер-
фейс между учебным объектом и средой выполнения (IEEE API 1484.11.2), а также модель данных (IEEE Data Model 1484.11.1), на основе которой ведется обмен информацией между ними. Заметим, что указанные стандарты не регламентируют описание последовательности обучающих инструкций. Для этого была создана спецификация IMSSS (IMS Simple Sequencing). Она определяет правила прохождения учебного материала. Эти правила, надстраиваемые над его организационной структурой, позволяют задать алгоритм обучения (последовательный, разветвленный, с повторами и т. д.), описать формальные условия достижения учебных целей.
Задача моделирования учебного процесса привела к появлению спецификации IMS Learning Design (IMS LD), с помощью которой можно описать сценарий обучения [6]. Сценарий регламентирует не только описания разнообразных учебных ресурсов, но и действия субъектов учебного процесса: учащихся и преподавателей. Попытка универсального способа описания различных процессов обучения привела к весьма сложной спецификации. Для лучшего ее понимания авторы используют метафоры, заимствованные из театрального лексикона. Весь учебный процесс уподобляется театру, а каждый урок представляет собой пьесу и делится на акты. В акте каждый участник является актером, который играет свою роль. В свою очередь, роль состоит из набора действий, которые актеру необходимо исполнить. Деление на акты необходимо для синхронизации действий актеров. Концептуальная сложность IMS LD привела к тому, что в настоящее время поддержка данной спецификации ограничена.
Как уже было сказано, образовательная среда, направленная на обучение в области компьютерного дизайна, должна включать в себя элементы, способствующие творческому саморазвитию учащегося, которое базируется на принципах:
• свободного выбора образовательной траектории;
• самоорганизации процесса обучения.
Свободный выбор образовательной траектории означает возможность глобального поиска учебных модулей. Чтобы этот поиск мог осуществляться по метаданным, разработан стандарт IEEE LOM 1484.12, который определяет правила написания метаданных учебного объекта. Самоорганизация процесса обучения будет возможна, если учащийся будет не просто быстро выбирать информационный обучающий ресурс, а будет выбирать именно тот ресурс, который:
1) необходим, то есть полностью соответствует образовательным потребностям;
2) адаптирован к уровню его подготовки, то есть может быть усвоен.
Обеспечение этих свойств учебного содержания учитывает спецификация IMS Content Packaging (IMS CP), которая определяет правила упаковки этого содержания в электронный модуль. Она предоставляет возможность представить материал по одной и той же тематике в виде разных наборов (организаций) учебного контента. Это достигается за счет отделения информации как таковой от способов ее организации. С одной стороны указывается множество информационных ресурсов (веб-страницы, картинки, анимации и т. д.), прикрепленных к пакету или существующих где-то в Интернете, а с другой - описываются упорядоченные информационные выборки из этих ресурсов, предназначенные для изучения. Возможность делать различные выборки определяет возможность адаптации учебного материала к конкретному уровню подготовки учащегося.
Перечисленные выше спецификации и стандарты касаются лишь отдельных сторон обучающей системы. Дальнейшее развитие спецификаций связано с идеей полной свободы выбора обучающих сетевых ресурсов по аналогии с тем, как в Интернете реализован доступ пользователей к любому открытому информационному ресурсу. Эта идея положила начало инициативе ADL (Advanced Distributed Learning), в рамках которой предполагается создание сети распределенных обучающих ресурсов.
Нетрудно догадаться, что для системного решения задач, связанных с разработкой образовательных сред, необходимо было интегрировать множество связанных друг с другом спецификаций и стандартов в один сборник. Так в рамках инициативы ADL возникла спецификация SCORM.
SCORM состоит из трех разделов, которые в значительной степени связаны друг с другом. Первый раздел - CAM (Content Aggregation Model). Он содержит требования к разработке образовательного пакета SCO. Такой пакет может проигрываться в любой системе управления обучением LMS (Learning Management System), поддерживающей SCORM. САМ устанавливает правила описания метаданных пакета, а также способы организации различных структур учебного содержания, реализованных на уровне пакета. Поэтому базовыми спецификациями для раздела
CAM являются спецификации IEEE LOM и IMS CP.
Второй раздел SCORM- RTE (Run-Time Environment). Он определяет правила запуска пакета, программный интерфейс API, с помощью которого SCO может обмениваться данными с LMS, а также саму модель данных для этого обмена. RTE включает в себя базовые стандарты IEEE API 1484.11.2 и IEEE Data Model 1484. 11.1.
Третий раздел SCORM - SN (Sequencing and Navigation). Он регламентирует различные аспекты взаимодействия учащегося с учебным объектом, в том числе начало и конец сессии, активность учащегося, правила прохождения разделов и перехода на другие подразделы в зависимости от достижения локальных и глобальных целей и набранных баллов. Легко догадаться, что данный раздел построен на основе спецификации IMS SS.
Практика применения и анализ недостатков спецификаций вызывает непрерывный процесс их развития. Работы по усовершенствованию старых и созданию новых спецификаций, как правило, преследуют следующие цели:
• упрощение применения уже разработанных спецификаций;
• устранение проблем их несовместимости;
• расширение специфицируемых функций и параметров.
Одним из способов достижения указанных целей является объединение ряда спецификаций в более крупные профили. Так, совокупность спецификаций, предназначенных для стандартизации упаковки обучающих материалов, максимально простой и гибкой переносимости учебного пакета между совместимыми системами была преобразована в профиль IMS Common Cartridge. Легко заметить, что назначение этого профиля спецификаций во многом совпадает с назначением SCORM. Однако появление IMS Common Cartridge все-таки следует отнести к новому этапу процесса стандартизации e-Learning. Ключевыми отличиями этого профиля спецификации от SCORM являются:
1. Поддержка внешних ресурсов по URL-ссылке. За счет этого LMS-система получает всегда обновленный учебный пакет, поскольку он хранится на сайте разработчика.
2. Наличие средств разграничения прав доступа к материалам внутри пакета, что позволяет организовать работу разных категорий пользователей (учащихся, учителей, разработчиков) с одним и тем же учебным пакетом.
3. Возможность включать в учебный пакет разнообразные компоненты учебного процесса, в том числе: тесты, задания, бланки вопросов, план занятия и т. д. Это свойство обеспечивается интеграцией IMS Common Cartridge с соответствующими спецификациями, например с IMS Question & Test Interoperability.
Следует отметить, что темпы разработки и изменения спецификаций опережают их поддержку в программных продуктах. Например, значительная часть программного обеспечения поддерживает SCORM только на уровне версий SCORM 1.2, несмотря на то что актуальной сейчас является SCORM 2004 4th Edition Version 1.1. Тем не менее SCORM в настоящее время является наиболее широко поддерживаемой и распространенной спецификацией. Кроме этого, в рамках спецификации SCORM можно реализовать основные концепции обучения. Поэтому она была нами выбрана в качестве основной спецификации для разработки образовательной среды, предназначенной для подготовки специалистов в области компьютерного дизайна.
Опыт практической реализации
Прежде чем описывать опыт практической реализации образовательной среды для подготовки специалистов в области компьютерного дизайна, необходимо сказать, что все работы на Кафедре инженерной и компьютерной графики Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики определяются общей стратегией университета в области информатизации образования.
На общевузовском уровне разработана и более десяти лет функционирует система дистанционного обучения (ДО) СПбГУ ИТМО AcademicNT (http://de .ifmo.ru). В системе реализованы различные виды образовательных ресурсов: электронные учебники с удаленным доступом, виртуальные лаборатории, электронные практикумы, электронные библиотеки, телеконференции студентов и преподавателей, тестирующие, обучающие и аттестующие системы. AcademicNT обеспечивает открытый доступ как обучающихся, так и преподавателей на любом уровне информационных ресурсов - внутривузовском, национальном и мировом.
На уровне кафедры ИКГ ведутся разработки информационных и образовательных сред, учитывающие специфику ее учебной и научно-исследовательской деятельности, специализа-
цию в областях графического и веб-дизайна, трехмерного моделирования, графических средств обучения.
На кафедре ИКГ большое внимание уделяется довузовской подготовке. С 1995 года функционирует Санкт-Петербургский детско-юношеский компьютерный центр, который проводит обучение школьников более чем по 10 направлениям компьютерных технологий. Для поддержки этой системы в 1999 году была сделана собственная программная разработка кафедры, которая позволила учащимся дистанционно получать доступ к информационным материалам, графическим обучающим программам, осуществляет организационное сопровождение процесса обучения, а также обеспечивает коммуникацию между преподавателями и учащимися. Учитывая общую тенденцию глобализации, наблюдающуюся в области развития и разработки образовательных сред и технологий, кафедра приняла решение о разработке образовательной среды на основе открытых и свободно распространяемых систем управления обучением (LMS).
Несмотря на большое количество открытых LMS [7], в качестве основных вариантов рассматривались Moodle, Sakai и LAMS. Выбор обусловлен широкой распространенностью указанных систем, возможностью написания для них функциональных расширений, а также тем, что в них реализованы основные типы технологических подходов. Приведем краткую характеристику указанных систем.
Система Moodle (модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда) -одна из самых популярных на сегодняшний день систем управления обучением (за счет таких качеств, как открытость, модульность и бесплатность). Исходные коды системы открыты и распространяются по лицензии GNU GPL. С помощью дополнительных модулей можно легко расширить функциональность и возможности базового дистрибутива Moodle.
Для реализации системы Moodle использованы популярные в настоящий момент технологии. Сама система написана на PHP с использованием SQL-базы данных (например, MySQL или PostgreSQL). Доступность технологий, с помощью которых реализована LMS Moodle, а также гибкая архитектура самой системы, предусматривающая модульность, позволяют легко расширять функциональные возможности системы. За 8 лет существования LMS Moodle к ней были написаны тысячи дополнений и расширений. Самые популярные из них со временем включаются в базовый дистрибутив и поддерживаются основными разработчиками LMS Moodle. Система Мoodle включает в себя широкий спектр инструментов для обучения и контроля. Несмотря на то что эта система изначально проектировалась в соответствии с концепцией педагогики социального конструкционизма, она позволяет реализовывать и другие концепции обучения.
Система Sakai в отличие от Moodle разработана на основе ^ауа-технологий, которые известны своей универсальностью, эффективностью, совместимостью с разными платформами и безопасностью. Кроме того, эти технологии обеспечивают принципиально больше возможностей, чем технологии PHP. Это касается не только более гибкого функционала пользователя, но также и самого способа написания программных расширений. Кроме возможности расширения ядра Sakai, в распоряжении разработчиков есть интерфейс, позволяющий обмениваться данными со сторонними Java-приложениями. В рамках проекта Sakai существуют сильные учебно-педагогическое и научно-исследовательское сообщества. Их работа направлена на обеспечение платформы наиболее значимыми функциями систем управления обучением, соответствующими последним достижениям в области дистанционного обучения. В том числе осуществляется сотрудничество между образовательными учреждениями в исследованиях. Ведущие образовательные учреждения по всему миру, такие как Стэндфордский, Йельский и Кембриджский университеты, используют СДО Sakai для организации сотрудничества в обучении, преподавании и научных исследованиях. На сегодняшний день более 200 учреждений выбрали именно эту систему для своих образовательных нужд. Указанные обстоятельства делают систему Sakai весьма перспективной для разработки образовательных сред в области графического дизайна.
Одной из немногих систем, поддерживающих спецификацию Learning Design, является система LAMS. Она реализована на языке Java и MySQL. В распоряжение пользователей она предоставляет удобный визуальный интерфейс, разработанный с помощью технологии Flash. С помощью такого интерфейса преподаватель легко может построить сценарий учебного занятия, указать моменты изучения учащимися информационных материалов, точки контроля, разработать тесты, вести мониторинг прохождения курса и т. д. Так как LAMS является инструментальным средством построения сценариев обучения, ее можно рассматривать как функцио-
нальное расширение других LMS. В настоящее время LAMS может быть интегрирована с Moodle, Sakai, Blackboard и др.
В настоящее время системы Moodle, Sakai и LAMS установлены и функционируют на серверах кафедры ИКГ. Они используются, прежде всего, для отработки технологических и программно-методических аспектов функционирования образовательной среды на кафедре. Использование спецификации SCORM позволило вести разработку электронного учебно-методического комплекса, составляющего основу образовательной среды, независимо от конкретной LMS. Разработанные электронные учебные курсы отлаживаются и функционируют в системе Moodle. Они являются составной счастью подготовки студентов по специальностям:
• 050501.04 - Профессиональное обучение (дизайн);
• 050501.06 - Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии).
• 230203 - Информационные технологии в дизайне.
Образовательная среда КИКГ реализована на кафедральном образовательном портале, включающем следующие сайты:
• http://kikg.ifmo.ru - базовый сайт кафедрального портала;
• http://cccp.ifmo.ru - сайт Санкт-Петербургского детско-юношеского компьютерного центра (системы довузовской подготовки кафедры ИКГ);
• http://moodle.spb.ru - сайт дистанционного обучения кафедры ИКГ. На сайте размещены курсы для студентов и школьников, использующиеся в учебном процессе. Структура курсов для студентов обеспечивает полноту ориентировки профессиональных действий в области компьютерного дизайна. Система курсов для школьников позволяет дистанционно изучать графические программные средства, такие как 3DSMax, Blender, Flash, знакомиться с основами программирования на языке Паскаль, Си.
Пользуясь возможностями среды Moodle, учащиеся создают свои блоги, обсуждают творческие работы в форумах, получают комментарии о своих работах от преподавателя. Сайт дистанционного обучения активно используются и в очной форме обучения. На сайте студенты могут удаленно общаться с преподавателем, узнавать детальную информацию о своей успеваемости, сдавать работы на проверку, получать по ним замечания и их исправлять.
Наличие кафедральной системы сайтов не отрицает необходимости централизованного управления, а лишь избавляет центральную систему от лишних, не свойственных центру функций. Систему взаимодействия «портал кафедры - централизованная система университета» следует рассматривать как базовую модель создания интегрированной телекоммуникационной системы обучения.
Поддержка образовательной среды кафедры обеспечивается во многом силами студентов, которые проводят научно исследовательские работы и защищают курсовые работы по следующим направлениям:
• создание теоретической психолого-педагогической основы для разработки интеллектуальных систем обучения;
• создание учебно-методических комплексов;
• разработка и внедрение учебных модулей;
• разработка и внедрение средств автоматизации учебного процесса;
• разработка и внедрение модулей функционального расширения наиболее популярных LMS
(Moodle, Sakai, LAMS).
За последние годы силами преподавателей и студентов кафедры ИКГ созданы методические материалы по изучению основных спецификаций дистанционного обучения IEEE LOM, IMS SS, SCORM, Learning Design. Написаны руководства по установке и разработке учебных материалов в Moodle, Sakai, LAMS. Разработаны пособия по созданию программных модулей для LMS Moodle, Sakai, расширяющие функциональные возможности данных систем. Созданы и внедрены модули для системы Moodle, позволяющие более гибко администрировать учебный процесс.
Особое внимание на кафедре ИКГ уделяется разработке эффективных средств для обучения. Для этих целей разработан экспериментальный образец свободно распространяемого кроссплатформенного векторного мультипликационного редактора с гибким перенастраиваемым интерфейсом. Указанный редактор предназначен для обучения компьютерной графике в младших возрастных группах и внедряется в систему среднего образования. Совместно с учителями школ, психологами и специалистами среднего профессионального образования создаются графические учебные модули по различным дисциплинам (начальное обучение информа-
тике, биология, химия, экология). Проводятся исследования в области визуального восприятия графических обучающих средств и других визуальных когнитивных процессов.
Литература
1. Торндайк Э. Принципы обучения, основанные на психологии // Основные направления психологии в классических трудах. Бихевиоризм. - М.: АСТ-ЛТД, 1998. - 704 с.
2. Ричмонд У. К. Учителя и машины. - М.: Мир, 1968. - 278 с.
3. Локалов В. А. Развитие творческих способностей школьников на внешкольных занятиях по информатике: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. - СПб.: РГПУ, 1999. - 20 с.
4. Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. - М.: Политиздат, 1975.
5. Гальперин П. Я. Введение в психологию. - М.: Феникс, 1999. - 330 с.
6. Бургос Д. и др. IMS Learning Design: как спецификации меняют современную среду e-Leaming // e-Learning World, 2005. № 2 (8). С. 53-59.
7. Богомолов В. А. Обзор бесплатных систем управления обучением // Educational Technology & Society, 2007. Vol. 10. No. 3. С. 460-466.
УДК 004 М 74
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОСТРОЕНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА НА ОСНОВЕ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
И. М. Харитонов, аспирант Тел.: (84457) 2-98-00, e-mail: Wisdom_monk@mail.ru Волгоградский Государственный технический университет
www.vstu.ru
The methodology for the formalized working out of the initial variant of the education study plan is proposed allowing to estimate the consequences of the integration and differentiation of study disciplines in the study process. The procedure is based on the formalized approach to the study discipline elaboration.
Предлагается методика формализованного построения исходного варианта учебного плана, позволяющая оценивать последствия интеграции и дифференциации учебных дисциплин в учебном процессе за счет применения формализованного подхода к построению учебной дисциплины.
Ключевые слова: построение учебного плана, управление учебным процессом, формализованный подход к построению учебной дисциплины, взаимосвязи между дисциплинами, компетенции, выпуск специалистов, модульный подход, дерево целей.
Keywords: Study plan working out, study process control, formalized approach to the study discipline elaboration, interdependence between study disciplines, competences, specialists graduation, module approach, objectives tree.
Введение
Основной целью системы высшего образования является профессиональная подготовка специалистов высшей квалификации в соответствии с социальным заказом. Поэтому именно профессиональная деятельность специалистов задает и определяет цели изучения всех учебных дисциплин, а значит, и содержание, и структуру, и формы соответствующей учебной деятельности студентов, готовящихся к этой профессиональной работе. Вот почему особое значение сейчас, когда происходит переход к новым государственным образовательным стандартам по всем учебным специальностям, приобретают исследования, направленные на изучение прогнозирования последствий реформирования учебного процесса. В данной работе
