CC BY
380
Оценка эффективности цифровых технологий преподавания
в условиях œVID-19 Evaluation of the effectiveness of digital teaching technologies in the conditions of COVID-19
Букейханов Н.Р., Гвоздкова С.И., Бутримова Е.В.
N. Bukeikhanov, S. Gvozdkova, E.Butrimova
Пандемия коронавирусной инфекции COVID-19 затронула существующие системы образования во всем мире. В связи с переходом на дистанционное образование важным является оценка основных возможностей, перспектив и проблем. Внедрение информационных технологий способствует устранению ряда недостатков традиционного способа обучения. Представлен опыт ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН» перехода на дистанционное обучение студентов очников в условиях пандемии COVID-19.
The COVID-19 coronavirus pandemic has affected existing education systems worldwide. In connection with the transition to distance education, it is important to assess the main opportunities, prospects and problems. The introduction of information technology helps eliminate some of the shortcomings of the traditional method of education. The experience of "MSTU "STANKIN" transition to distance education of students in the context of the COVID-19 pandemic is presented.
Ключевые слова: оценка, цифровые технологии, дистанционное образование, пандемия, COVID-19, эффективность
Keywords: evaluation, digital technologies, distance education, pandemic, COVID-19, efficiency.
Пандемия коронавирусной инфекции COVID-19 затронула существующие системы образования во всем мире. В Российской Федерации Министерство науки и высшего образования выпустило рекомендацию
перевести студентов на дистанционное обучение из-за угрозы заболевания коронавирусной инфекцией.
В ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН» с целью предотвращения распространения коронавирусной инфекции на территории Российской Федерации обучение было переведено в дистанционный формат начиная с 16.03.20 с применением электронного обучения на основе дистанционных образовательных технологий. В связи с переходом на дистанционное образование важным является оценка основных возможностей, перспектив и проблем дистанционного образования [3, 4].
К основным достоинствам дистанционного образования относятся:
• технологичность - дистанционного образование с использованием современных программных и технических средств способствует повышению эффективности электронного образования;
• доступность и открытость образования - возможность обеспечить обучение учащихся, находясь практически в любой точке земного шара, где есть компьютер и Интернет;
• индивидуальный характер образования - дистанционное образования является более гибким. Обучающийся имеет возможность определять темп обучения, может возвращаться по несколько раз к отдельным темам и разделам для белее углубленного изучения, интенсивность и продолжительность занятий;
• характер учебного материала. Учебные материалы должны учитывать значительную долю студентов, которые зачисляются с небольшим опытом или без опыта дистанционного обучения;
• Отсутствие обратной связи или контакт с преподавателем;
• технические сбои во время дистанционной работы в связи с технической неготовностью интернет-ресурсов к большой нагрузке в период пандемии коронавирусной инфекции СОУШ-19.
К основным недостаткам дистанционного образования относятся:
о отсутствие прямого очного общения между обучающимися и преподавателем;
о необходимость в персональном компьютере и доступе в Интернет. Дистанционное обучение предполагает обеспеченность постоянного доступа к источникам информации, хорошей технической оснащенности. Однако не все обучающиеся имеют компьютер и выход в Интернет; о одним из ключевых вопросов дистанционного обучения остается проблема
подтверждения личности пользователя при обучении и проверке знаний; о необходимость наличия целого ряда индивидуально-психологических условий. Для дистанционного обучения необходима жесткая самодисциплина, а его результат напрямую зависит от самостоятельности и сознательности обучающегося; о высокая трудоемкость разработки курсов дистанционного обучения; о недостаточная компьютерная грамотность обучающихся, отсутствие
опыта дистанционного обучения; о недостаточная развитость информационно-коммуникационных инфраструктуры. Проблема разработки качественного учебно-материального обеспечения дистанционного образования предполагает комплексный подход программиста-методиста, специалиста в области интернет-технологий, компьютерных коммуникаций, а также преподавателя, специалиста в области современных педагогических, психологических теорий, современных педагогических технологий; о проблема подготовки кадров. Введение дистанционного обучения предъявляет дополнительные требования к подготовке кадров, в том числе, к дифференциации обучения. Данный подход основан на учитывании психологического настроя и психологических особенности обучающихся, формированию культуру коммуникации в сетях.
Развитие дистанционного обучения в системе высшего образования в РФ будет продолжаться и совершенствоваться по мере развития Интернет технологий и совершенствования методов дистанционного обучения.
64
Дальнейшие развитие систем дистанционного обучения предполагают обеспечение максимальной интерактивности.
Наглядное сравнение различных техник обучения, в том числе имитации реальной деятельности, дает «Конус обучения» профессора государственного университета штата Огайо - Эдгара Дейла, представленный на рис. 1.
Рис. 1. «Конус обучения» Эдгара Дейла (1900-1985)
Учитывая вышеизложенные факты, возникает необходимость введения такого нового, эффективного и доступного педагогического метода (методики), который способствовал бы решению следующих задач:
• инициировать достаточно большой интерес у слушателей наряду с доступностью для них, тем самым повысить активность и самостоятельность их учебной работы;
• привлечь внимание слушателей, учитывая их психологические особенности улучшить восприятие учебного материала за счет его мультимедийности;
• обеспечить полный контроль усвоения материала каждым слушателем;
• облегчить процесс повторения и тренинга при подготовке к экзаменам и другим формам контроля знаний;
• разгрузить преподавателей от рутины контроля и консультирования;
• использовать внеаудиторное время для изучения конструкций в виде домашних заданий;
• внедрить дистанционные формы учебной работы, в том числе в учебных заведениях, имеющих слабую лабораторную базу.
Именно с этой точки зрения внедрение информационных технологий способствует оптимальному решению вышеназванных задач и устранению ряда недостатков традиционного способа обучения. Эти вопросы во всей полноте можно решать с помощью мультимедийных учебно-научных лабораторий, создаваемых на компьютерах [3, 5]. На рис.2 приведены:
• схема возрастания роли виртуальных технологий в системе образования, позволившая создать направление дистанционного образования в высшей школе.
• области позитивных и негативных качеств, как реальности, так и виртуальной реальности.
Позитивные качества реальности - очное обучение при непосредственном контакте «преподаватель-обучающийся» в первую очередь возможность быстрого обмена информацией, оценки её восприятия студентами, адаптация преподавателя к особенностям аудитории.
л
V
Рис.2. Схема возрастания доли виртуальной реальности в процессе взаимодействия в системе «преподаватель-обучающийся» при движении от прошлого к настоящему: V - реальность, УЯ -виртуальная реальность
Негативные стороны реальности указанной системы заключаются в следующих организационных проблемах:
• необходимость наличия учебной аудитории, её соответствующего оснащения мебелью и оборудованием, достаточного уровня освещенности и температуры, санитарных условий;
• необходимость затраты времени как преподавателю, так студентам на посещение занятий.
Эти недостатки компенсируют (преодолевают) возможности дистанционного образования при условии оснащения как преподавателя, так и студентов соответствующей техникой и программным обеспечением.
Преимущества виртуальных лабораторных работ:
1) интерактивность;
2) независимость от конкретной лаборатории (возможность проведения в местах, где есть компьютер);
3) возможность моделирования объектов, процессов, явлений, которые невозможно воспроизвести в условиях учебного заведения, или наблюдать в реальности;
4) возможность выполнять задания удаленно, используя вычислительную сеть Интернет;
5) безопасность проведения эксперимента;
6) возможность организации фронтального варианта работы.
Недостатки использования виртуальных работ:
1) невозможность реальных исследований;
2) отсутствие предметной наглядности;
3) отсутствие практических навыков работы с конкретным оборудованием;
4) сформированное у современной молодежи «клиповое мышление» существенно снизило интерес молодежи к реальному эксперименту и реальной деятельности.
Использование плюсов виртуальности и минимизация её недостатков представляет собой одну из важных проблем современного образования. Но при этом нельзя забывать, что информационные технологии обеспечили возможность повышения эффективности обучения.
В данной статье нами дана предварительная оценка эффективности опыта вынужденного перехода на дистанционное обучение студентов очников в условиях пандемии СОУГО-19.
В ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН» обучение в дистанционном формате осуществляется с применением электронного обучения на основе дистанционных образовательных технологий на базе электронной образовательной среды (ЭОС) [8].
Электронная образовательная среда (ЭОС) - система инструментальных средств и ресурсов, обеспечивающих условия для реализации образовательной деятельности на основе информационно-коммуникационных технологий.
Проблема обеспечения техносферной безопасности технологических
процессов является важнейшей с точки зрения обеспечения их показателей
качества и конкурентоспособности. С учетом особенностей реализации
технологических процессов вопросы безопасности, вопросы минимизации
68
воздействия этих процессов на окружающую среду и человека в основном решаются посредством создания различных систем защиты [9-11].
Обучение студентов по направлению «Техносферная безопасность» уровней профессионального образования бакалавриата (20.03.01) и магистратуры (20.04.01) на базе кафедры инженерной экологии и безопасности жизнедеятельности (ИНЭБ) по дисциплинам согласно учебному плану, в том числе «Медико-биологические основы обеспечения безопасности», «Химические и биологические методы обеспечения безопасности», «Безопасность жизнедеятельности», «Теоретические основы защиты окружающей среды», «Автоматизация обеспечения экологического качества в машиностроении», «Процессы, аппараты защиты окружающей среды», «Инженерно-экологическое обеспечение безопасности машиностроительного производства», «Промышленная экология» и др., в дистанционном формате на базе площадки ЭОС осуществляется в полном объеме согласно учебному расписанию. В электронном курсе каждой из дисциплин размещены полные комплекты методических материалов, необходимые для освоения соответствующих дисциплин в дистанционном формате по видам занятий:
■ Лекционные занятия - конспекты лекций, а также вопросы для самопроверки по каждой лекции;
■ Практические занятия - задания на каждое практическое занятие отдельно (в виде файла, задания или теста);
■ Лабораторные работы - задание на каждую лабораторную работу в виде элемента «задание» с возможностью загрузки в ЭОС результатов выполнения задания (отчета о выполнении лабораторной работы). Каждое загруженное обучающимся задание оценивается преподавателем;
■ Консультации - организация взаимодействия обучающихся с преподавателем с использованием элемента «форум».
Для организации дистанционного обучения в асинхронном режиме используются следующие элементы ЭОС:
1. Форум;
2. Задание;
3. Тест.
Модуль «Форум» позволяет общаться в асинхронном режиме: создавать темы для обсуждения, оставлять на форуме сообщения, отвечать на них. Модуль «Форум» используется для организации взаимодействия обучающихся с преподавателем, в том числе, для выдачи индивидуальных вариантов заданий, обсуждения пройденного материала, ответов на вопросы, объявления).
Элемент «Задание» позволяет преподавателям добавлять задания, собирать студенческие работы, оценивать их и предоставлять отзывы. Данный элемент ЭОС используется для выдачи заданий на выполнение практических, лабораторных, расчётно-графических, курсовых работ, практик, выпускных квалификационных работ.
Элемент «Тест» в процессе дистанционного обучения используется для проверки усвоения обучающимися материала по разделам курса (темы, лекции), для организации текущего контроля успеваемости, а также как обучающий элемент (для самопроверки).
Для организации дистанционного обучения в синхронном режиме используются следующие элементы ЭОС:
1. Форум;
2. Вебинар.
Модуль «Форум» используется для сопровождения синхронных занятий со студентами в целях обсуждения изученного материала, ответов на вопросы.
Модуль Вебинар (Видеоконференция BigBlueButton) используется для организации синхронных занятий со студентами, сопровождающееся видеотрансляцией.
Также дополнительно для организации дистанционного обучения могут
быть использованы форматы взаимодействия на площадках с использованием
70
средств информационно-коммуникационных технологий, включая мессенджеры (например, WhatsApp, Telegram и др.), социальные сети (например, ВКонтакте, Фейсбук и др.), площадки вебинаров и видеоконференцсвязи (например, Skype, Zoom и др.) и т.п.
Проведение на кафедре «Инженерной экологии и безопасности жизнедеятельности» лекций и семинаров по дисциплине «Химические и биологические методы обеспечения безопасности» возникла необходимость решения проблемы проведения лабораторных работ. Здесь оказался полезным опыт многих инженерных вузов России проведения «виртуальных лабораторных работ» [1, 2, 6, 7]. В этом отношении нами были определены как приоритетные такие темы, которые более, чем сложно провести экспериментально. К ним отнесены такие как: «Искусственный фотосинтез», «Утилизация изделий из биоразлагаемых полимерных материалов», «Использование робототехники при решении проблем работы с токсичными отходами».
Лабораторные занятия магистрантов были ориентированы на разработку проектов лабораторные работ (ЛР), отчет по которым оформлялся в виде Методических указаний (МеУк) для ЛР. Основная задача, которую должны были решить магистранты, состояла в разработке технологической линии по утилизации или обезвреживании отходов производства по направлению «Техносферная безопасность». Использовалась следующая система заданий МеУк:
1. Пользуясь обширной информацией Интернета создать Учебные банки данных (УБД) по темам:
1.1. УБД патентов и статей по очистке воздуха, воды, почвы, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Количество единиц материалов должно составлять 15-20 штук.
2.Составить технологическую схему: 2.1. Процесса очистки а) воды или б) воздуха или в) почвы; г) утилизации ТБО и ТПО.
2.2. При этом необходимо обосновать новизну проекта путем сравнения двух патентов. Первый патент должен служить прототипом (допускается использование статей). Второй патент должен содержать более высокие
71
показатели по заданному параметру. При оформлении выполненной работы магистрант должен описать «новизну решения». Например: «предложена технологическая схема очистки К-объекта, новизна которой заключается в том, что...». Такое задание важно, поскольку магистерская диссертация должна содержать новизну.
С учетом изложенного необходимо сочетать плюсы реального и виртуального образования. Виртуальным, дистанционным этапом обучения могут быть лекции, семинары, виртуальные лабораторные работы в экстремальных условиях (пример пандемия, проживание преподавателя и студента на отдаленных друг от друга территориях и т.п.). Тем не менее, зачеты, экзамены, защиты квалификационных работ предпочтительно проводить очно.
Возрастает роль когнитивных технологий повышения мозговой активности, способствующей повышению эффективности обучения. Умственные способности каждого индивида определяются нейронными скоплениями в тех или иных областях головного мозга и ассоциативными взаимосвязями между ними (рис.3) [8].
Эффективным является соблюдение набора рекомендаций, выполнение которых положительно скажется на интеллектуальных возможностях.
Залог активности нейронов — .активность нейронов! Ничто не помогает так, как регулярные тренировки. Можно решать сложные алгебраические уравнения, разгадывать кроссворды, читать научно-популярную и интеллектуальную литературу, решать ребусы, учить языки, постоянно узнавать новое.
Рис.3. Повышение мозговой активности - «Как разогнать свой мозг?»
Все это поможет сохранить мыслительную активность и острый ум на долгие годы. Люди, которые привыкли учиться до глубокой старости, куда чаще сохраняют ясный ум даже в возрасте за 90 лет. Кроме того, конечно, крайне вредно для мозга злоупотреблять снижающими интеллект веществами — алкоголь и др. Все они угнетают деятельность центральной нервной системы, рвут ассоциативные связи, замедляют скорость мышления, убивают нейроны, да и вообще делают вас пассивным наблюдателем собственной интеллектуальной деградации.
Для тех, кто часто недосыпает из-за интенсивной работы, важным является факт, что нормальной умственной работоспособности способствуют в том числе хороший сон и четкий, устоявшийся режим дня с чередованием интеллектуальной и физической активности.
Основные правила планирования времени [5]:
1. Составление ежедневного плана.
2. Контроль за планом.
3. Составить таблицу дел на месяц. Ежедневно отмечать, что удалось сделать.
4. Делу - время! Планировать не просто дела, а время их выполнения.
5. Использовать календарь.
6. Использовать планировщик дел по неделям.
7. Использовать систему Рошоёого: работать 25 минут, потом 5 минут отдых. После трех циклов рекомендуется сделать большой перерыв, 20-30 минут.
8. Не отвлекаться. Необходимо сосредоточится только на задаче, которую необходимо выполнить.
9. Уметь остановиться. Любую работу можно совершенствовать до бесконечности.
10. Работать по четыре часа.
11. Объединять однотипные дела.
12. Быть гибким - иногда планы нужно поддавать корректировке.
13. Планировать меньше.
14. Отдыхать между делами. Прежде чем переключиться на другой вид деятельности, необходимо сделать 10-15-минутный перерыв.
15. Превратить работу в привычку.
16. Не ждать. Выполнять параллельные дела.
17. Обозначить приоритеты. Все дела делятся на важные и те, которые могут подождать. Планировать на день не более трех-пяти важных дел.
18. Добавить вдохновения.
19. Развивать свои способности. Подумать, что способно повысить скорость выполнения задач.
20. Медитация и концентрация.
21. Отдых. Уметь переключиться с одной задачи на другую.
Литература
1. Белов М.А. Принципы проектирования виртуальной компьютерной
лаборатории на основе технологии облачных вычислений / М.А. Белов,
О.Е. Антипов // Сборник трудов международной конференции
«Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте,
производстве и образовании - 2010». - Одесса: УКРНИИМФ, 2010.
2. Михайлова М.Ю., Приставка Т.А., Килин С.В. Применение виртуальных лабораторных работ в учебном процессе высших учебных заведений: за и против // Журнал Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. -2015.-№2. - С. 97-100.
3. Норенков И.П. Информационные технологии в образовании / И.П. Норенков, А.М. Зимин // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. -352 с.
4. Палюх Б.В. Электронное обучение в инженерном образовании / Б.В. Палюх, А.В. Твардовский, В.К. Иванов // Качество образования. - 2012. -№10. - С.34-37.
5. Саморазвитие. Конструктор успеха [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://constructorus.ru/samorazvitie (дата обращения: 17.04.2020).
6. Соловов А.В. Виртуальные учебные лаборатории в инженерном образовании / А.В. Соловов // Сборник статей «Индустрия образования». Выпуск 2. - М.: МГИУ, 2002. -С.386-392.
7. Трухин А.В. Виды виртуальных компьютерных лабораторий / А.В. Трухин // Информационные технологии в высшем образовании. -2005. -С. 58-67.
8. Электронная образовательная среда ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://edu.stankin.ru (дата обращения: 17.04.2020).
9. Bukeikhanov N.R., Gvozdkova S.I., Butrimova E.V. Automated Resource-Saving System for the Use and Regeneration of Epilam-Based Lubricating-Cooling Technological Liquid// Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. - pp. 14351442. Doi: 10.1007/978-3-030-22063-1_151.
10. Gvozdkova S.I., Shvartsburg L.E. Experimental Studies of Steady-State Sources of Vibrations of Machinery Production Process Equipment to Substantiate Choice of Vibration Protection Methods// Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. -pp. 141-149. Doi: 10.1007/978-3-030-22063-1_16.
11. Shvartsburg L.E, Yagolnitser O.V, Butrimova E.V. Development of Integrated Criterion to Select Environmentally Sound Cutting Fluids and Relevant Application Systems in Shape-Forming Processes// Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. - pp.281-288. Doi:10.1007/978-3-030-22063-1_31.
