2016
ВЕСТНИК ПОЛОЦКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. Серия F
ИНФОРМАЦИЯ
УДК 372.8
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «ОБЛАЧНЫХ» ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО ГЕОДЕЗИИ В ПОЛОЦКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
В Концепции информатизации системы образования Республики Беларусь на период до 2020 года в качестве одного из основных направлений выступает формирование образовательной среды на базе «облачных» технологий и распространение дистанционной формы получения образования [1].
Использование «облачных» технологий требует переориентации учебного процесса с традиционной пассивной формы усвоения знаний на активные формы и методы, направленные на формирование у студентов навыков самостоятельного анализа поставленных задач и выбора средств их решения [2].
В Полоцком государственном университете внедряются облачные сервисы Google for Education.
Приводится опыт их использования при организации элементов дистанционного обучения на кафедре геодезии и геоинформационных систем.
Рассматривается специфика подготовки геодезистов и предлагается соответствующий подход как к созданию обучающих материалов, так и к организации контроля самостоятельной работы студентов, для которого описаны требования и условия обеспечения его эффективности. На примере реализации управляемой и контролируемой самостоятельной работы по уравниванию геодезической сети с помощью сервиса Google Таблицы показываются возможности эффективного контроля самостоятельной работы студентов.
При внедрении данных технологий в учебный процесс следует учитывать следующую специфику геодезического образования:
- использование структурированной информации. Геодезические измерения и результаты их обработки классифицированы и представлены в основном в виде списков, таблиц и иерархических структур. Например, каталоги координат, сводки измерений на станции, классификаторы топографической информации;
- использование пространственно-ориентированной информации, в которой пространственная составляющая представлена в виде параметрических и полярных координат;
- визуализация пространственной информации. Наиболее компактный способ визуализации пространственной информации, легкий для человеческого восприятия и эффективный для проведения анализа - это карта.
Развертывание и использование в учебном процессе сервисов Google for Education позволяет сформировать целостную электронную информационно-образовательную среду университета, обеспечивающую проведение всех видов занятий, процедур оценки результатов обучения, формирование электронного портфолио обучающегося с сохранением его работ, рецензий и оценок [3]. В пакет сервисов Google for Education входят: сервисы Класс, Gmail, Диск, Документы, Мои Карты. В сервисе Класс преподаватели могут легко и быстро создавать и проверять задания в электронной форме. Задания и работы при этом автоматически систематизируются в структуру папок и документов на Google Диске. Система настройки доступа позволяет контролировать доступ к своим документам и папкам, устанавливая различные ограничения, и организовать совместную со студентами работу над документами.
Основная часть. При дистанционном обучении студентов заочной формы на кафедре геодезии и геоинформационных систем используется следующий подход к созданию обучающих материалов:
1. Google Документы и Презентации - для представления основных теоретических сведений. Для студентов настроен совместный доступ к этим материалам в режиме чтения. Также с помощью приложений Google Документы и Google Презентации студенты могут формировать отчет о выполненной работе и открыть к нему доступ преподавателю.
2. Видеохостинг Youtube - для видео-демонстрации способов выполнения самостоятельной работы. В видеоролике показывается процесс выполнения работы на практическом примере.
3. Google Формы - средство тестирования и опроса теоретических знаний. Данное приложение постоянно совершенствуется разработчиками Google и в настоящее время позволяет создавать тесты с автоматической проверкой и средствами анализа результатов. Результаты теста автоматически сохраняются в электронную таблицу приложения Google Таблицы.
4. Google Таблицы - для математической обработки структурированной геодезической информации. Для студентов настроен доступ к этим материалам в режиме редактирования, что позволяет преподавателю вместе со студентом производить совместную обработку данных и контроль вычислений. Следует отметить, что Google Таблицы - это мощный табличный редактор, поддерживающий большой перечень математических, инженерных и статистических функций, функций баз данных, нелинейных численных методов и средства визуализации.
5. Google Мои Карты - для визуализации пространственных данных. Данные, имеющие геопривязку, могут быть отображены на пользовательской карте, к которой есть возможность настраивать совместный доступ.
Также широко используется возможность написания скриптов на языке программирования Google Apps Script, что позволяет выполнять более сложные и трудоемкие геодезические расчеты и автоматизировать процесс контроля вычислений, производимых студентами в Google Таблицы. Для преподавателя скрипты также дают возможность автоматизировать процесс проверки тестов, проведенных через Google Формы.
Приведем пример реализации управляемой и контролируемой самостоятельной ра -боты по уравниванию геодезической сети с помощью приложения Google Таблицы.
Данная работа является основной при изучении раздела «Уравнительные вычисления» дисциплины «Высшая геодезия». Цель - сформировать знания в области уравнивания геодезических сетей, что является фундаментальной основой профессиональной подготовки инженера-геодезиста.
Наличие системы настройки доступа, а также возможность расширения функциональности приложений с помощью Google Apps Script позволяет организовать эффективный контроль самостоятельной работы студентов. Контроль будет характеризоваться стратегической направленностью, созидательно-стью, демократичностью и толерантностью [4].
Стратегическая направленность означает установление приоритетности и сосредоточенность контролирующей деятельности на главном, а именно на правильной последовательности производимых вычислений и получении окончательного результата. Демократичность и толерантность означает делегирование прав, полномочий и ответственности в осуществлении контроля самим студентом. В нашем случае, так как рассматриваемая работа имеет большую вычислительную нагрузку, то контроль промежуточных результатов осуществляется в приложении Google Таблицы с помощью скриптов Google Apps Script. Стратегический контроль выполняет преподаватель, контроль промежуточных вычислений студент выполняет самостоятельно. В ходе выполнения самостоятельной работы студент через систему комментариев в Google Таблицы может инициировать обсуждение с преподавателем возникших вопросов. При этом преподаватель в любое время может редактировать таблицу для помощи студенту.
В Google Класс публикуется задание, определяющее часть и сроки работы, которую необходимо выполнить, а также дается ссылка на методический материал (рис. 1). В данном задании по уравниванию геодезической сети методическим материалом являются видеоролики, в которых кратко излагаются теоретические сведения и подробно рассматривается процесс работы с таблицей.
Рисунок 1. - Задание в Google Класс
Исходными данными для работы являются вид геодезической сети и результаты измерений. Каждому студенту открывается доступ для редактирования электронной таблицы, которая содержит исходные данные и общую структуру (шаблон) вычислений (рис. 2). Шаблон вычислений содержит несколько листов, задающих тематику и ход вычислений.
2016
ВЕСТНИК ПОЛОЦКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. Серия F
Рисунок 2. - Исходные данные и шаблон вычислений
Электронная таблица также содержит проект Google Apps Script, обеспечивающий дополнительную функциональность таблицы (рис. 3):
- пользовательские (геодезические) функции, например, функции решения обратной геодезической задачи на плоскости, поддержки вычислений в формате «градусы - минуты - секунды»;
- ссылки на библиотеку скриптов проверки промежуточных вычислений;
- файлы справочной системы - дополнительные пояснения по выполнению вычислений;
- функции для реализации дополнительного интерфейса, с помощью которого студент запускает функции промежуточной проверки.
3
PreTri
Файл Правка Вид Выполнить Публикация Ресурсы Справка
О
3 - а A Q ► Ä
g] Geofunc.gs I) main.gs В info1.html
I Z I 122
123
124
125
126 127 1 28 1 29
130
131
132
133
Выбрать функцию -
Geofunc.gs
f
Расстояние на плоскости
*
i ±
i к i
i */
@parain [number} XI @param [number} Y1 @param [number} X2 @param [number} Y2 ecustonfunction
function DI5T(x1,y1,x2,y2) [ return Math.sqrt(Math.pow(x2-x1
}
2) + Math,pow(y2-y1, 2));
Рисунок 3. - Проект Google Apps Script
Шаблон таблицы спроектирован таким образом, что при вычислениях студент использует встроенные геодезические функции, которые ускоряют процесс вычислений, но при этом работа идет в полуавтоматическом режиме. От студента требуется понимание логики и методики обработки данных, а программа делает за него рутинные вычисления. Например, при составлении условных уравнений в триан-
гуляции, студент формирует табличную схему участвующих треугольников и цепочку вершин в необходимом порядке, а коэффициенты и невязки условного уравнения вычисляются по созданной схеме.
Промежуточная проверка реализуется следующим образом. Студент выделяет на листе необходимый диапазон ячеек, содержащий проверяемые данные, и выбирает в меню «Проверка» соответствующую команду, которая запускает необходимый скрипт. Посредством диалогового окна скрипт информирует о результате проверки и выделяет неверные значения из выбранного диапазона.
Таким образом, создана управляемая и контролируемая самостоятельная работа, при которой студент и преподаватель совместно реализуют проект уравнивания геодезической сети. Отпадает необходимость в такой системе, когда преподаватель по известным ответам контролирует вычисления студента. Поэтому важнейшим аспектом проверки становится методическая помощь студенту в осознании сильных и слабых сторон его учебной деятельности. Этот факт формирует созидательный характер контроля, когда студент и преподаватель в совместном проекте преследуют цель получения положительного результата. Следует отметить, что смещение основной вычислительной нагрузки со студента на Google Таблицы позволяет:
- выполнять более масштабные проекты;
- максимально разнообразить задания;
- постоянно видоизменять задания, не ограничивать их сложность;
- студентам сконцентрироваться на главных вопросах, видеть проблему в целом и не погружаться в рутину вычислений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Концепция информатизации системы образования республики Беларусь на период до 2020 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://edu.gov.by/page-1081. - Дата доступа: 12.11.2016.
2. Лазовский, Д.Н. Пути модернизации университетского образования / Д.Н. Лазовский, В.В. Булах, Ю.П. Голубев // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. Е, Педагогические науки. - 2009. - № 5. - С. 1-6.
3. Стригунов, В.В. О применении облачных сервисов Google apps for education в учебном процессе / В.В. Стригунов // Ученые заметки ТОГУ. - 2015. - № 3. - С. 153-156.
4. Дыбина, О.В. Контроль самостоятельной работы студентов в вузе / О.В. Дыбина, В.В. Щетинина // Теория и практика общественного развития. - 2015. - № 4. - С. 122-129.
Шнитко С.Г., Грищенков Е.В. Полоцкий государственный университет