CC BY
12С.Н. СОЛОВЫХ, А.А. СМИРНОВ, М.А. КОЗЛОВА
S.N. SOLOVYKH, A.A. SMIRNOV, M.A. KOZLOVA
ПЕРСПЕКТИВНАЯ МОДЕЛЬ ОБУЧЕНИЯ
A PROMISING LEARNING MODEL
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО КОНТЕНТА В ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВОЕННОГО ВУЗА
THE USE OF DIGITAL CONTENT IN THE INFORMATION EDUCATIONAL ENVIRONMENT OF A MILITARY UNIVERSITY
Сведения об авторах: Соловых Сергей Николаевич - начальник 14 кафедры Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко, полковник, кандидат технических наук, старший научный сотрудник (г. Кострома );
Смирнов Александр Анатольевич - старший преподаватель 14 кафедры Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко, майор, кандидат технических наук (г. Кострома);
Козлова Марина Александровна - преподаватель 14 кафедры Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко, кандидат технических наук, доцент (г. Кострома. E mail: kmari2016@mail. ru).
Ab
Аннотация. В статье рассматриваются результаты реализации авторских электронных образовательных ресурсов, разработанных в Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко, включённых в информационно-образовательную среду академии при изучении вопросов военного материаловедения.
Ключевые слова: электронные образовательные ресурсы, электронный учебно-методический комплекс, материаловедение.
Information about the authors: Sergey Solovykh - Head of the 14th Department of the Military Academy of Radiation, Chemical and Biological Protection named after Marshal of the Soviet Union S.K. Timoshenko, Colonel, Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher (Kostroma);
Alexander Smirnov - senior lecturer of the 14th department of the Military Academy of Radiation, Chemical and Biological Protection named after Marshal of the Soviet Union S.K. Timoshenko, major, candidate of technical sciences
(Kostroma);
Marina Kozlova - lecturer of the 14th Department of the Military Academy of Radiation, chemical and Biological Protection named after Marshal of the Soviet Union S. K. Timoshenko, candidate of technical sciences, Associate Professor (Kostroma. E mail: kmari2016@mail. ru).
Summary. The article discusses the results of the implementation of copyright electronic educational resources developed at the Military Academy of Radiation, Chemical and Biological Protection named after Marshal of the Soviet Union S. K. Timoshenko included in the information and educational environment of the academy.
Keywords: electronic educational resources, electronic educational and methodological complex, information and educational environment.
К выпускникам военного вуза предъявляются высокие требования: способность эффективно решать военные профессиональные задачи в экстремальных условиях, связанных с риском для жизни, ограниченным временем на принятие решения, высоким уровнем ответственности за свои действия и за действия подчинённых. Это требует от военного обучающегося, избравшего данный путь, высокого профессионализма, что достигается умелым вовлечением всех ресурсных составляющих современного обучения, в том числе владение информационно-коммуникационными технологиями, основным элементом которых является электронный образовательный ресурс.
Согласно ГОСТ Р 53620-2009 электронный образовательный ресурс (ЭОР) - это образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий в себя структуру, предметное содержание и метаданные о них.
Система электронных образовательных ресурсов, средств, технологий, созданных на программно-аппаратной платформе, которая обеспечивает использование электронных ресурсов в образовательных целях, представляет собой информационную образовательную систему (или автоматизированную обучающую систему).
Структура, предметное содержание, методы и средства разработки и применения электронного образовательного ресурса определяются его функциональным назначением и спецификой применения в конкретных информационно-образовательных системах.
Структурированное и предметное содержание, используемое в образовательном процессе, называют образовательным контентом.
Актуальность внедрения таких ресурсов в учебную практику не вызывает сомнений.
На 14 кафедре Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Со-
юза С. К. Тимошенко (далее Военная академия радиационной, химической и биологической защиты) разработан электронный образовательный многоуровневый контент по дисциплине «Физика и химия материалов и покрытий», включающий в себя следующие ресурсы:
• учебник и практикум по дисциплине, разработанные в системе ВооЮ£йсе;
• виртуальная лабораторная работа по построению диаграммы состояния термическим методом [1. С. 231-238];
• обучающий тренажёр по диаграмме состояния «Железо-углерод» [2. С. 148-153];
• электронная рабочая тетрадь «Характеристики прочности и пластичности материалов» ;
• база обучающих и контролирующих тестов.
На рис. 1 представлено главное диалоговое окно виртуальной работы, которое содержит четыре раздела.
Краткие теоретические сведения - это структурированный материал по теме работы, который представлен наглядно и содержит стандартные средства навигации, интуитивно понятные курсантам. При наведении курсора на геометрические объекты появляются
подсказки, комментарии, расшифровки отдельных понятий и т.д.
В экспериментальной части компьютерного имитационного тренажёра осуществляется виртуальное проведение эксперимента. Виртуальная лаборатория, основное окно которой представлено на рис. 2, включает в себя всё необходимое оборудование и материалы. С помощью компьютерной мыши курсант выбирает нужный по химическому составу сплав и помещает его в тигель. Затем размещает тигель с исследуемым сплавом в электрическую печь, где задаёт температуру нагрева. При достижении установленной температуры тигель вместе с образцом вынимается из печи и устанавливается на подставку из огнеупорного материала. При этом образец становится красным, имитируя нагретое состояние.
В тигель с расплавленным образцом помещается термопара. Затем программа фиксирует изменение температуры в тигле каждые 15 секунд. Скорость охлаждения можно увеличить в 30 раз, что позволяет сократить время «виртуального эксперимента». Полученный массив данных доступен для копирования на рабочий лист программы ТП Ехсе1.
Компьютерная имитация позволяет многократно делать измерения
Воем к а н академия радиационной, химическом и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К.Тимошенко
Виртуальная лабораторная работа: «Построение диаграммы состояния термическим методам» ^^ Краткие теоретические сведения
Экспериментальное исслелованне Индивидуальное задание (Щ) Самоконтроль
Кяфслра "<исцнж-П.и wv конструкционны* Чя1гум*-;с-н. вооружении II с [кис I в РХК мшни-Г'
Рис. 1. Главное диалоговое окно виртуальной лабораторной работы
Рис. 2. Окно «экспериментальной» части компьютерного имитационного тренажёра
и проводить эксперимент с разными сплавами. Наличие краткой, пошаговой инструкции и простой интерфейс позволяют курсанту самостоятельно разобраться с виртуальной частью работы.
В качестве среды для реализации виртуальной лабораторной работы использован продукт Macromedia Flash, который позволяет создавать интерактивные, мультимедийно насыщенные программы, не прибегая к глубоким знаниям языков программирования высокого уровня. Несомненным достоинством программы являются небольшой размер файла, абсолютная совместимость с любой операционной системой, а также отсутствие необходимости установки дополнительного программного обеспечения.
Эффективность внедрения в учебный процесс виртуальной лабораторной работы подтверждена проведённым на кафедре педагогическим экспериментом, по результатам которого успеваемость обучающихся выросла на 16%. Уровень мотивации в учебном процессе курсантов оценивался посредством анкетирования, который позволил определить субъективную значимость виртуальных лабораторных работ у курсантов. Большинство курсантов (96% респондентов) положительно отнеслось к эксперименту, вырос интерес к работе,
увеличилась активность - результат всех зависит от результата каждого.
Замена реальной работы виртуальной в рамках этой дисциплины позволяет моделировать поведение различных сплавов, в том числе драгоценных и редкоземельных, а также экономить материальные ресурсы и время, которое используется для более глубокого изучения влияния структуры материала на его свойства.
Совместно с курсантами в рамках работы военно-научной секции был создан обучающий тренажёр по диаграмме состояния «Железо-углерод». Организационная структура тренажёра представлена на рис. 3.
Он используется при подготовке к лабораторной работе. Тренажёр представляет собой пример мно-гоуровнего освоения материала от «простого к сложному». Обучение на каждом уровне предусматривает контроль усвоения материала, заключающийся в ответе на тестовые вопросы различного типа. Курсант, не прошедший успешно нижестоящий уровень, не может перейти на уровень обучения выше, тем самым возрастает интерес к процессу изучения, «здоровый» азарт достижения наилучшего результата.
Материал представлен максимально наглядно. Интерактивный
обучающий тренажёр по диаграмме состояния «Железо-углерод» разработан на модернизированной платформе программы Microsoft PowerPoint из комплекта программ Microsoft Office.
Ещё один ресурс с хорошими возможностями - это электронная рабочая тетрадь, которая используется на практических занятиях. Она снабжена пошаговыми подсказками к каждому заданию. Электронная рабочая тетрадь создана в стандартном приложении ТП Excel, фрагменты её представлены на рис. 4. Эта часть электронного контента позволяет изучать поведение конструкционных материалов при испытании на растяжение, знакомит со стандартными методиками определения характеристик прочности и пластичности. При работе с тетрадью курсант получает полное ощущение, что он сам управляет своей учебной деятельностью, а этот фактор обеспечивает более активный режим обучения. Наиболее подготовленный курсант получает возможность выполнить больше заданий и выстроить индивидуальную траекторию обучения.
На кафедре накоплена достаточная база тестовых заданий, предусматривающая режимы не только контрольного, но и адаптивного обучающего тестирования. Это позволяет корректировать тестовые задания по содержанию, сложности, изменять их последовательность непосредственно в процессе тестирования. Тесты позволяют оперативно осуществлять текущий и промежуточный контроль знаний.
Кроме того, зачёт с оценкой по данной дисциплине был организован в виде компьютерного тестирования. Результаты промежуточного контроля находятся в базе, их нельзя подтасовать или изменить. Это очень удобно и позволяет более глубоко проверить усвояемость изученного материала, даёт большой объём статистических данных для объективного изучения резуль-
татов обучения и его корректировки.
Программное обеспечение, имеющееся в Военной академии радиационной, химической и биологической защиты по созданию тестов, позволяет создавать разные типы тестов, оно полностью совместимо со средой создания электронных учебников и может работать автономно.
Обучающие и контрольные тестовые задания предназначены для более детальной проработки курсантами изучаемой темы, а также получения допуска к лабораторным работам и практическим занятиям. Курсанты заблаговременно получают задание для подготовки, в ходе выполнения которого им необходимо решить «обучающие» тестовые задания. Особенностью данного теста является то, что в случае неверного ответа на вопрос открывается диалоговое окно с верным вариантом ответа и кратким пояснением к нему. В случае, если курсанту недостаточно пояснительной информации, он может обратиться к электронным учебным пособиям, имеющимся на сервере и на каждом автоматизированном рабочем месте, таким образом нет необходимости идти в библиотеку. В случае, когда курсант посчитает, что он готов к решению «контрольного»
тестового задания, он открывает контрольный тест. Особенностью данного теста является то, что никаких подсказок не открывается, ограничено время на решение тестового задания, в конце теста открывается диалоговое окно с результатами тестирования. В этом окне отображаются оценка курсанта за тестовое задание и вопросы, на которые курсант ответил неверно. Все результаты, а также время, затраченное курсантами на решение тестовых заданий, отображаются на сервере у преподавателя. Таким образом преподаватель, накануне лабораторного или практического занятия, имеет представление о готовности группы к занятию.
Даная форма контроля позволяет не только реализовать индивидуальный подход в обучении, но и сделать его более эффективным и эргономичным для обучающегося и преподавателя. Современные методы информационно-образовательной среды позволяют существенно сократить время на разъяснения однотипных ошибок.
Таким образом, при внедрении электронных образовательных ресурсов в учебный процесс можно отметить основные преимущества: • обеспечение дифференцированного педагогического взаимодействия преподавателя
и обучающихся, полная интерактивность процесса обучения;
• высокая концентрация на трудном вопросе, возможность вернуться к невыполненному заданию, работать в удобном темпе;
• повышение доли активной составляющей за счёт построения индивидуальной траектории обучения курсанта, опираясь на личные качества и способности;
• развитие способности к освоению компьютера, как инструмента учебной деятельности, воспитание самоконтроля;
• развитие навыков использования компьютерных технологий и работы с различными электронными ресурсами;
• повышение эффективности организации самостоятельной работы.
Однако необходимо учитывать, что электронный образовательный контент должен служить лишь частью образовательной системы, а не её максимальной заменой. Избыточное внедрение электронного образования в итоге может снижать уровень подготовленности курсантов. Оптимально будет работать схема, когда электронные тренажёры, виртуальные лаборатории внедряются на промежуточном этапе от теоретических знаний к реальным практическим занятиям на технике и реальных приборах.
Внедрение информационно-образовательной среды в учебный процесс позволяет решить самые разные задачи процесса обучения и обнаруживает плюсы как для курсантов, так и для преподавателей и учебного заведения в целом. Современные информационные технологии позволяют оптимизировать процесс работы преподавателей при проверке усвояемости полученного материала с учётом индивидуального подхода к курсанту.
Таким образом, интеграция аудиторной и внеаудиторной учебной деятельности с использованием и взаимным дополнением технологий традиционного и электронного обучения в настоящее
Рис. 3. Организационная структура электронного тренажёра
время считается одной из самых качественных и перспективных моделей организации учебного процесса. +
ЛИТЕРАТУРА
1. Козлова, М. А., Да н я кин, Н. В. Использование виртуальных технологий проведения лабораторного эксперимента в учебном процессе // Сборник докладов очно-заочной научно-методической конференции «Актуальные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин в образовательных организациях высшего образования». - Кострома: Издательство «Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С. К. Тимошенко», 2020. С. 231-238.
2. Козлова, М. А., Ми-тин, Н.А, Чебыкин, И. В. Интерактивный обучающий тренажёр по диаграмме «Железо-углерод» // Сборник докладов очно-заочной научно-методической конференции «Актуальные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин в образовательных организациях высшего образования».- Кострома: Издательство «Военная академия радиационной, химической и биологической
Рис. 4. Фрагменты страниц электронной рабочей тетради
защиты имени Маршала Советского Союза С. К. Тимошенко», 2020. С. 148-153.
3. Козлова, М.А. Исследование направлений повышения мотивации курсантов при организации самостоятельной работы в военной академии / М.А. Козлова // Актуальные проблемы преподавания математических и естественно-научных дисциплин в образовательных организациях высшего образования: Сборник докладов
очно-заочной научно-методической конференции, Кострома, 1315 февраля 2021 года. - Кострома: Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования «Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С. К. Тимошенко (г. Кострома)» Министерства обороны Российской Федерации, 2021. С. 265-270.
НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ
А.А. Цветков, М.В. Воробьев, А.В. Поздеев и др. «Токсины»
В электронном учебном пособии рассматриваются токсины как один из видов современного оружия на службе иностранных армий. Содержит информацию, начиная с открытия и истории развития токсинов, включает классификацию, структуру и свойства токсинов, заканчивая отдельными токсинами, используемыми в военных целях (несекретно).
