CC BY
11
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
УДК 378+519.1 ДОРОФЕЕВА В.И.
кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информатики, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: dorofeevavi@gmail.com СИМАНЕВА Т.А.
кандидат педагогических наук, доцент, кафедра информатики, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: simanevata@mail.ru БУЛГАКОВА М.С.
аспирант, 4 год обучения направления подготовки 09.06.01 Информатика и вычислительная техника, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева
E-mail: matilda_kitten@rambler.ru БУЛГАКОВ В.В.
аспирант, 3 год обучения направления подготовки 44.06.01 Педагогические науки, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: bylg@ramber.ru
UDC 378+519.1 DOROFEYEVA V.I.
Candidate of Physico-Mathematical Sciences, Associate Professor, Head of Department of Informatics, Orel State
University
E-mail: dorofeevavi@gmail.com SMANEVA T.A.
Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Department of Informatics, Orel State University E-mail: simanevata@mail.ru BULGAKOVA M.S.
Post-graduate Student, 4 year of study 09.06.01 Computer Science and engineering, Orel State University E-mail: matilda_kitten@rambler.ru BULGAKOV V.V.
Post-graduate Student, 3year of study 44.06.01 Teacher
Education, Orel State University E-mail: bylg@ramber.ru
ПОСТРОЕНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЯ
BUILDING A CONCEPTUAL MODEL FOR DESIGNING OF AN INDIVIDUAL LEARNING PATH IN COMPUTER SCIENCE USING EDUCATIONAL WEB APPLICATIONS
Обсуждаются вопросы построения концептуальной модели проектирования учебного процесса на основе использования образовательного веб-приложения для формирования индивидуальной траектории обучения информатике.
Ключевые слова: информационные образовательные ресурсы, индивидуальная траектория обучения, образовательное веб-приложение, обучение информатике.
The issues of constructing a conceptual model for the design of the educational process based on the use of educational web applications for the formation of an individual learning path in computer science are discussed.
Keywords: information educational resources, individual learning path, educational web application, computer science training.
В современном обществе информационные технологии используются практически во всех сферах деятельности, в том числе и в системе образования. Федеральные государственные стандарты и образовательные программы на законодательном уровне закрепляют необходимость владения и использования средств ИКТ на всех ступенях образования, подчеркивая их значимость для воспитания нового поколения людей, которые будут работать в эпоху цифровой экономики [1].
Преподавание любого общеобразовательного предмета, в том числе информатики, сегодня невозможно представить без использования электронных (цифровых) образовательных ресурсов. Цифровой образовательный ресурс - продукт, который применяется в образовательных целях, для воспроизведения которого нужен компьютер.
Можно выделить следующие основные педагогические цели использования цифровых образовательных ресурсов в процессе обучения:
• повысить интенсивность учебно-воспитательного процесса за счет внедрения средств современных информационных технологий;
• обеспечить возможность учащемуся любого возраста определять собственную траекторию самообразования, за счет широкого использования цифровизации системы образования;
• усиление на системной основе межпредметных связей изучаемых областей знаний;
• увеличение объема и оптимизация поиска нужной информации, а также повышение познавательной активности учащихся, направленной на продуктивную деятельность;
© Дорофеева В.И., Симанева Т.А., Булгакова М.С., Булгаков В.В. © Dorofeyeva V.I., Simaneva T. A., Bulgakova M.S., Bulgakov V.V.
Ученые записки Орловского государственного университета. №1 (86), 2020 r. Scientific notes of Orel State University. Vol. 1 - no. 86. 2020
• развитие алгоритмического мышления обучаемого для адаптации к жизни в условиях информационного общества;
• формирование умений использовать средства ИКТ в учебной, проектной и исследовательской деятельности;
• развитие творческих способностей ученика на основе широкого использования цифровых технологий (в том числе облачных), коммуникативных навыков командной работы;
• эстетическое воспитание средствами мультимедийных технологий;
• формирование информационной грамотности, культуры, компетенций в умении осуществлять поиск, обработку, хранение и передачу информации на основе современных ИКТ
В настоящее время происходит глобальная цифровая трансформация в сфере образования, которая позволяет преподавателям качественно изменить содержание, методы и организационные формы обучения. ЦОР имеют множество достоинств по сравнению с традиционными средствами обучения.
Появление таких технологий в образовательном учреждении, прежде всего, предполагает интенсивное использование современных средств компьютерной техники и безбумажной технологии как одного из основных компонентов учебно-воспитательного процесса. Использование компьютерных сетей, безусловно, приведёт к переосмыслению содержания традиционных дисциплин и к их интеграции. Значительно расширяются возможности методов самостоятельной, научной, научно-исследовательской работы и обучения методом коллективного решения проблем. Все это требует от учителей соответствующей подготовки к полноценному проектированию и использованию ЦОР на основе современных мультимедийных и коммуникационных технологий в учебном процессе.
Таким образом, широкое использование ЦОР способствует обеспечению подготовки высококвалифицированных кадров для цифровой экономики, которая является одной из основных задач национального проекта «Цифровая экономика» [2].
Отметим, что решение этой задачи напрямую связано с необходимостью моделирования и реализации цифрового информационного ресурса для взаимодействия между преподавателем и учащимся, который позволит формировать индивидуальную траекторию обучения с объективной оценкой деятельности учащегося на каждом этапе: от постановки цели, планирования, собственно деятельности, рефлексии и самооценки [3].
В рамках опосредованного взаимодействия, исследований по моделированию индивидуальных траекторий обучения для стандартной группы учащихся практически не проводилось до настоящего времени.
Научный интерес представляет разработка концептуальной модели цифрового информационного ресурса для обеспечения индивидуальной траектории обучения в области информатики, а также построение информа-
ционной и математической моделей для выбора индивидуальной траектории обучения.
Функциональность данного ресурса должна максимально просто позволять учителю добавлять/изменять методические материалы необходимые для успешного усвоения знаний и умений, а также включать блок анализа освоения материала учащимся. Для достижения поставленной задачи необходимо правильно спроектировать базу данных, которая должна хранить в себе информацию необходимую для построения индивидуальной траектории обучения. Затем, спроектировать и реализовать блок анализа учащегося и разработать цифровой ресурс для взаимодействия с базой данных.
Результатом концептуального моделирования стала потоковая схема анализа данных (рис.1). Данные поступающие от учащихся проходят первичную обработку. Исходя из данных, выбирается соответствующий математический инструмент для построения модели. Потом модель проходит обязательную верификации и отправляется в хранилище. При помощи цифрового ресурса собираются данные по конкретному исследуемому ученику и попадают в блок обработки. Блок обработки данных с целью формирования индивидуальной траектории выдает результирующее значение принадлежности данного ученика к одной из групп, для которой будет формироваться своя модель обучения, таким образом, формируя траекторию индивидуального обучения. Исходя из полученных данных об ученике, отображаются индивидуальные рекомендации по траектории обучения. В тоже время эти данные поступают на рассмотрение учителю в Административный блок. Учитель анализирует образовательную траекторию и формирует индивидуальный подход для повышения качества обучения предмету.
Одним из основных этапов процесса обучения является систематический контроль усвоения материала с помощью контрольно-измерительных материалов. Главной задачей контроля является определить уровень знаний, умений и навыков учащихся, в соответствии с требованиям ФГОС, определить зону ближайшего развития учащихся и стимулировать их желание к учебной, исследовательской и творческой деятельности, а также сформировать интерес к самостоятельной работе по изучению предмета информатики.
При проектировании цифрового ресурса мы исходим из стандартной процедуры контроля в школе (проверка ЗУН, оценивание уровня ЗУН, фиксирование результатов контроля ЗУН в журнале). При помощи контроля как средства управления обучением мы планируем осуществлять предварительный (входной контроль) учащихся перед изучением новой темы, внося корректировки в построение модели индивидуальной образовательной траектории учащегося. При выявлении пробелов во входных знаниях, обучающемуся предлагаются дополнительные справочно-информационные материалы, позволяющие самостоятельно устранить пробелы в знаниях и в дальнейшем повысить успеваемость и уменьшить количество времени на изучение материала.
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
Рис. 1. Схема анализа данных.
Рассмотрим педагогический контроль с точки зрения видов деятельности:
- теоретический;
- практический;
- комбинированный.
Воспользуемся классификацией контрольных работ по видам деятельности, с адаптацией его к нашей модели построения индивидуальной траектории обучения. Итак, учитель может давать задания ученику, которые могут быть оформлены в виде различного вида тестовых заданий, в виде проектно-исследовательской деятельности или в ином письменном виде - решения, ответов на различные задания.
Таким образом, выявляется сущность «Типы заданий». В первоначальном рассмотрении учитываем следующие виды заданий для контроля успеваемости учащихся:
• самостоятельные работы;
• практические работы;
• контрольные работы;
• тестирование;
• проектно-исследовательская деятельность.
Также существует сущность «Задания», содержащая все задания, используемые для контроля усвоения материала учащимися. Сущность «Учащиеся» содержит информацию об учениках, и связана с «Заданиями» отношением «Журнал», в который вносятся значения ученик-задание-оценка.
Рассмотренные виды заданий являются признаками для сравнения и классификации учащихся по двум уровням освоения знаний.
Следовательно, получаем сущность «Уровни освоения знаний». Рассмотрим три основных уровня освоения знаний:
1. Достаточный уровень освоения;
2. Недостаточный уровень освоения;
3. Углубленный уровень усвоения.
В запись об ученике вносится значение принадлежности его к одному из уровней освоения знаний. При каждом контрольном срезе учителем выполняется запуск процесса классификации учащегося с присвоением ему значения текущего уровня освоения материала. При этом предыдущее значение сохраняется в базе. Таким образом, формируется сущность «Статистика». И на ее основе учитель и ученик могут следить за формированием индивидуальной траектории за весь период обучения.
Для блока обработки данных ученика и формирования индивидуальной траектории обучения путем классификации учащегося необходимы статистические данных для проведения классификации. Исследуемые группы учащихся объединим в сущность «Базовые группы учащихся», а статистические наблюдения за этой группой по видам контрольной деятельности будут являться отношением «Сравнительным журналом по видам контроля».
Таким образом, при рассмотрении предметной области, были выявлены основные сущности и их взаимосвязи, и была построена модель данных (рис.2).
Анализ формирования индивидуальной траектории обучения показывает, что главную роль при формировании траектории учащегося на каждом этапе обучения играет своевременное распознавание уровня усвоения материала учащимся и при его не соответствии требованиям использовать механизмы устранения пробелов.
За основу разработки математической модели управления процессом контроля усвоения материала мы взяли схему для системы распознавания уровня усвоения материала, приведенную на рисунке 3.
Ученые записки Орловского государственного университета. №1 (86), 2020 г Scientific notes of Orel State University. Vol. 1 - no. 86. 2020
Рис. 2. Модель данных (ER-диаграмма).
Рис. 3. Схема для системы распознавания уровня усвоения материала.
При переходе от темы к теме электронный ресурс осуществляет систематический контроль усвоения материала с помощью контрольно-измерительных материалов. Предлагается несколько попыток проверки усвоения и базу результатов заносится последняя попытка. Учащийся самостоятельно принимает решение об улучшении результата тестирования и переходе к изучению очередной темы. В случае превышении числа допустимых попыток или отрицательного результата усвоения
материала предлагается консультация с учителем.
Важно учитывать, что при построении модели индивидуальной траектории обучения на основе веб-приложения основной технологией обучения управления учебной деятельностью становится технология «перевернутого класса» в смешанной модели обучения. Она позволяет активизировать самостоятельную подготовку перед уроком в электронной среде и позволит в урочное время достигать необходимого уровня усвоения материала, повысив качество образовательного процесса. Применение управляющих воздействий со стороны информационного ресурса на обучающегося в виде геймификации, сообщений, рейтингов достижений и др. позволяет вовлекать и удерживать внимание учеников, повышать их мотивацию к изучению темы.
Рассмотренную выше концептуальную модель цифрового информационного ресурса для организации индивидуальной траектории обучения информатике, можно реализовать на основе веб-приложения. Одним из наиболее оптимальных способов является использование системы управления содержимым CMS (от анг. Content Management System), которая обеспечивает создание, редактирование и управление контентом [4]. Она является движком сайта, который строится на выбранной системе. По сути своей CMS - это программа, которая в полной мере позволяет публиковать информацию на сайте и управлять его функционалом. Ее структура обычно модульная, есть базовый движок, на который устанавливаются различные модули, темы, плагины, которые позволяют наполнить сайт необходимым функционалом. С точки зрения внутренней структуры система состоит из 2 частей - внутренней, которая отвечает за функционал и хранение информации, а также внешней, которая отвечает за взаимодействие с пользователем. Идеология CMS заключается в том, чтобы максимально упростить взаимодействие сайта и его администратора, именно поэтому интерфейс обычно интуитивно понятный. В рамках данного исследования цифровой образовательный ресурс веб-сайт для реализации индивидуальной образовательной траектории был разработан системой CMS Joomla.
Библиографический список
1. Аветисян Д.Д. Образовательный контент для дистанционного обучения // Преподаватель XXI век. 2009, № 1 часть 1, С.46-53
2. Национальная программа Цифровая экономика 2024: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://data-economy.ru/2024. -Дата доступа: 15.12.2019.
3. ХуторскойА.В. Современная дидактика. Учебное пособие. 2-е издание, переработанное. М.: Высшая школа, 2007. 639 с: ил.
4. Описание возможностей системы Joomla: [Электронный ресурс].- режим доступа: https://joomlaportal.ru/ about-joomla/features. -Дата обращения 15.12.2019).
References
1. Avetisyan D.D. Educational content for distance learning // Teacher of the XXI century. 2009, No. 1 part 1, Pp. 46-53
2. National program Digital Economy 2024: [Electronic resource]. - Access mode: https://data-economy.ru/2024. - Access date: 12/15/2019.
3. KhutorskoyA.V. Modern didactics. Tutorial. 2nd edition, revised. M.: Higher School, 2007. 639 p: ill.
4. Description of the capabilities of the Joomla system: [Electronic resource].- access mode: https://joomlaportal.ru/ about-joomla / features. - Date of appeal December 15, 2019).
