CC BY
18
Добровольская Н.Ю.
Кубанский государственный университет, г. Краснодар, к.п.н., доцент кафедры информационных
технологий, dnu 10@ mail .ru
ПРИМЕНЕНИЕ КЕЙС-ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННОГО КОМПОНЕНТА В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ МАГИСТРОВ
МАТЕМАТИКИ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Профессиональная подготовка магистров математики, дистанционный компонент, кейс-задания.
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается набор кейс-заданий, используемый в дистанционном компоненте профессиональной подготовке магистров математики. Задания позволяют развить приобретенные и сформировать новые информационно-коммуникационные компетенции, интегрируемые с практикой применения педагогических технологий.
Одной из задач Государственной программы РФ «Развитие образования» на 2013-2020 годы является модернизация структуры программ профессионального образования для обеспечения их гибкости и эффективности. Математико-педагогические магистерские программы в рамках направлений «Математика» и «Математика и компьютерные науки» предполагают ликвидацию разрыва между навыками, приобретенными студентами на этапе бакалавриата и потребностью рынка труда в высококвалифицированных педагогических кадрах. Этот процесс предусматривает не только формирование умений применять современные компьютерные технологии в образовании, но и использовать приобретенные навыки на практике, в собственной педагогической деятельности [1]. Многие магистранты проходят обучение без отрыва от основной трудовой деятельности, поэтому целесообразно в магистерские программы включать дистанционный компонент, позволяющий не только выполнять задания и получать новые знания без непосредственного присутствия педагога, но и применять и апробировать приобретаемые навыки на практике. В качестве базовой дистанционной технологии используется кейс-технология — учебно-методические материалы комплектуются в специальный набор (кейс) и пересылаются студентам для самостоятельного изучения с периодическими консультациями у преподавателя [11, 13].
Дистанционной компонент представляет собой совокупность информационных технологий, обеспечивающих доставку магистрантам основного объема изучаемого материала, интерактивное взаимодействие обучаемых и преподавателей в процессе обучения, предоставление студентам возможности самостоятельной работы по освоению изучаемого материала, а также в процессе обучения [12].
Информационные технологии в дистанционном обучении играют роль инструментов, которые обеспечивают магистрантам удаленный доступ к учебному контенту; предоставляют студентам средства общения с преподавателем, а также между собой; осуществляют управление и контроль за процессом обучения; предоставляют возможность автоматизированного статистического анализа результатов, представления результатов в графической форме, хранения и своевременного обновления учебных материалов в электронном виде и т.д.
В учебном процессе важна не информационная технология сама по себе, а то, насколько ее использование служит достижению собственно образовательных целей. Выбор средств коммуникации определяется содержанием, а не технологией. Это означает, что в основе выбора технологий лежит исследование содержания учебных заданий, степени необходимой активности магистрантов, их вовлеченности в учебный процесс, конкретных целей и ожидаемых результатов обучения [6,7].
Дистанционный компонент в профессиональной подготовке магистров математики Кубанского государственного университета (факультет математики и компьютерных наук) является составляющей дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании». Цель
дисциплины предполагает не только углубленное изучение информационно-коммуникационных технологий, их применение в области научных исследований и образовании, но и приобретение практических навыков применения компьютерных технологий при использовании различных педагогических технологий [2,3]. Практическая часть дисциплины включает такие педагогические технологии как конструирование учебных задач, построение фрейм-опор уроков, тесты лабильности, формирование таблиц достижений и другие. Магистранты отрабатывают навыки практического применения этих технологий с использованием информационно-коммуникационных компьютерных средств и алгоритмов. При этом формируемые компетенции делятся на два класса: умения и навыки, применяемые в педагогической деятельности; умения и навыки владения электронными дидактическими средствами и информационно-коммуникационными технологиями [4].
Практический блок дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» представлен несколькими заданиями. Кейс каждого задания включает постановку задания, методические рекомендации по выполнению, описание форматов отчета и представления результатов. Кроме того, в общий кейс дисциплины включены соответствующие лекционные материалы.
На подготовительном этапе для сбора материала магистрант использует технологии поиска информации. Сюда относится поиск информации в сети Интернет с помощью специальных программ, поиск информации в электронных библиотеках и других ресурсах. Приобретаются навыки поиска по иерархическому классификатору и ключевым словам, формируется способность использовать формальный логический язык запросов наиболее популярных поисковых серверов, рассматриваются основные операторы запросов, используется поиск с расстоянием.
На следующих этапах выполнения задания магистрант классифицирует и формирует учебный материал, в соответствии с выбранной учебной темой, педагогической технологией и методическими указаниями. На завершающем этапе практической работы средствами пакета Microsoft Office создается отчет по заданию, с помощью пакета статистической обработки данных выполняется анализ результатов применения выбранной педагогической технологии на практике, делаются выводы.
Часть магистрантов математико-педагогической направленности в момент обучения работают в школах, что позволяет рассматривать реальные данные результатов применения различных педагогических технологий. Задания практического блока построены таким образом, что магистрант имеет возможность выбрать учебную тему, определить вектор применения указанной педагогической технологии. Таким образом, выполненные задания существенно отличаются друг от друга и формируют базу данных учебных материалов дисциплины. Эти материалы накапливаются у преподавателя и являются общим ресурсом для магистрантов, как текущего года обучения, так и последующих лет.
Схема дистанционного компонента в профессиональной подготовке магистров математики представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема дистанционного компонента
В дистанционном компоненте к технологиям передачи образовательной информации относятся: форум, с помощью которого студенты и преподаватели могут обмениваться комментариями к заданиям и рекомендациями; чат, используемый для коротких сообщений,
например, о сроках сдачи заданий и результатах выполнения заданий; электронная почта, необходимая для передачи кейса заданий и получения решений. Технологии представления, хранения и обработки образовательной информации в этом случае представлены электронной базой данных готовых заданий, которые можно использовать как в качестве примера, так и в собственной педагогической деятельности; дистанционным курсом лекций дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»; кейсами заданий, включающих постановку задачи, методические рекомендации, требования к оформлению результатов выполнения заданий.
Приведем примеры некоторых кейс-заданий. При этом указываются используемая педагогическая технология, применяемые при выполнении задания компьютерные средства и технологии, формируемые навыки и умения.
1. Конструирование учебных задач. Макросы Microsoft Excel. Способность структурировать учебную информацию, умение работать с электронными таблицами, применять макропрограммирование;
2. Формирование фрейм-опор учебного материала. Графические редакторы блок-схем Open Office Draw, Microsoft Visio. Способность выделять ключевые понятия учебной темы, определять взаимосвязи между понятиями, умение формировать графический конспект — схему урока, умение работать с графическими редакторами блок-схем, мастерами диаграмм;
3. Построение тестов интеллектуальной лабильности. Таблицы Microsoft Excel, графические редакторы. Способность выделять значимые умения и навыки, приобретаемые учащимися в процессе обучения, умение разрабатывать тесты лабильности, навыки работы с формулами в электронных таблицах.
Кейс-задание «Конструирование учебных задач».
Учебная задача является центральным объектом педагогической деятельности. Умение создавать учебные задачи будущими педагогами способствует более глубокому пониманию учебного материала, развивает творческую составляющую деятельности педагога [9, 14].
Способность применить известные компьютерные технологии к автоматизации процесса создания учебных задач позволяет магистрантам получать большие наборы задач, близких по смыслу. В рамках выполнения кейс-задания «Конструирование учебных задач» студент может выбрать любую технологию, позволяющую автоматизировать процесс. В качестве методической рекомендации предлагается использовать макросы Mircosoft Excel. Магистрант выбирает некоторую учебную тему математики, формирует наборы задач различной структуры. В каждой задаче можно выделить постоянные элементы и варьируемые. Таким образом, разрабатывается шаблон задачи. Например, при решении квадратного уравнения, задаваемого видом ax2+bx+c=0, a, b и c — являются варьируемыми элементами задачи. Остальная часть условия относится к постоянным элементам. На отдельном листе Mircosoft Excel магистрант заполняет различные значения варьируемых элементов и создает макрос, который позволяет на новом листе выполнить непосредственную замену варьируемых элементов на конкретные значения.
Результатом выполнения кейс-задания являются сформированные собственные шаблоны задач, которые трансформируются магистрантами в наборы задач без необходимых знаний в области программирования. Обеспечиваются педагогические условия для совершенствования имеющихся у будущих педагогов компетенций в сфере информационно-коммуникационных технологий, а также для формирования новых, таких как создание авторских учебных материалов [8, 10].
Кейс-задание «Формирование фрейм-опор учебного материала».
В последнее время особой популярностью пользуется термин системного подхода как методологии познания частей на основании целого и целостности, а также как совокупности научных методов и практических приемов решения проблем в условиях неопределенности, позволяющей принять оптимальное решение с учетом всех основных факторов и явлений, влияющих на проблему в целом. Следовательно, системное мышление целесообразно рассматривать как мышление, строго учитывающее все положения системного подхода — всесторонность, взаимосвязь, целостность, многоаспектность и влияние всех значимых для данной ситуации систем и связей. Если рассматривать системное мышление как способность учащегося анализировать объект как систему связанных элементов, выделять общий принцип построения, то возникает необходимость применения формально-логических моделей в обучении. В настоящее время разработаны и нашли свое применение различные модели представления
знаний: продукционные системы, фреймы и т.д.
Фреймовый подход к организации знаний — это высокоэффективный способ сжатия информации, направленный на качественное обучение в короткие сроки [5]. Применение фреймового подхода к организации и представлению знаний позволяет в ограниченные сроки сформировать базисный понятийный аппарат, обеспечивает формирование специфических коммуникативных умений, знаний, опыта исследовательской деятельности, усиливает эффективность обучения, так как стимулирует мотивацию и поддерживает интерес учащихся.
Изучение математики в средней школе одинаково важно для учащихся классов любого профиля. Однако многие школьники испытывают затруднения при изучении этого предмета. Одним из решений этой проблемы может быть фреймовый подход. Особенность математики как дисциплины такова, что математика содержит огромное количество обобщённых знаний. Обобщение представляется как вид сравнения или как вид синтеза. Обобщением является любое правило, закон, выделенный на основе наблюдения одних и тех же фактов, явлений или зависимостей в разных условиях. Необходимо целенаправленно формировать и развивать у учащихся умения к обобщению в процессе изучения математики. Средством формирования обобщенных знаний и развития обобщённых умений, а также средством визуализации фреймового подхода могут служить фреймовые схемы-опоры.
Фреймовые схемы представляют собой новое поколение опор более высокого уровня обобщения по сравнению с опорными конспектами и структурно-логическими схемами. Если последние составляются на каждую тему, то фреймовых схем может быть несколько на весь изучаемый курс, так как они имеют глобальный характер обобщения. Фреймовый подход к представлению математических знаний способствует более быстрому усвоению программы, то есть интенсификации обучения.
При выполнении кейс-задания «Формирование фрейм-опор учебного материала» магистрант выделяет основные понятия ряда уроков, определяет их свойства и характеристики. Например, при изучении тригонометрических функций в фрейм-опоре геометрическими фигурами выделены характеристики функций, причём за каждым свойством закрепляется определённая фигура. Можно использовать однотипные фигуры, но с разной цветовой заливкой. Важно, чтобы мысленно учащиеся привязывали определённые свойства функций к типам фигур или цветам. В каждую фигуру включены ключевые слова, которые обозначают характеристики функции: знаки по четвертям, периодичность, график функции, исследование на четность, основные формулы. Кроме того, ключевые слова используются учащимися при устном изложении материала. Фигура фрейма представляет собой пустое окно (слот), которое заполняется учащимся с помощью учителя или самостоятельно.
При подготовке фрейм-опор учебного материала магистранты используют возможности различных графических редакторов, например, редакторов блок-схем Open Office Draw и Microsoft Visio. Тем самым расширяются навыки применения технологий обработки графической информации при подготовке учебных материалов урока.
Интересен опыт использования фрейм-опор на уроках математики, проводимых магистрантами. Построение фрейм-опоры изучаемого учебного материала на уроке позволяет повысить положительную мотивацию к обучению. Включение образной памяти и образного мышления в арсенал мыслительных операций, учащихся увеличивает эффективность обучения. Анализ использования этой педагогической технологии на уроках магистранты включают в отчеты кейс-задания.
Кейс-задание «Построение тестов интеллектуальной лабильности».
Под интеллектуальной лабильностью понимают способность переключения внимания, умение быстро переходить с решения одних задач на выполнение других, не допуская при этом ошибок. Определение интеллектуальной лабильности учащегося как педагогическая технология направлена на формирование оценки сформированности навыков умственной деятельности, умений преобразовывать знания и использовать их в новых ситуациях. Технология нацелена на развитие концентрированного внимания, оперативной и долговременной памяти, способности анализировать и сопоставлять элементы учебной информации, моделировать простейшие учебные ситуации. Выполнение магистрантами кейс-задания «Построение тестов интеллектуальной лабильности», с точки зрения педагогической деятельности, позволяет приобрести способность выделять простые задачи учебной темы, характеризующие уровень сформированности полученных навыков у обучаемых; составлять правильные последовательности подобных задач; выполнять анализ результатов тестирования. С точки
зрения формирования компьютерных компетенций, магистранты получают опыт творческого применения возможностей графических пакетов и электронных таблиц.
Рассмотрим фрагмент теста интеллектуальной лабильности «Информатика». Тест требует от испытуемого высокой концентрации внимания, прочитанные задания не повторяются. Учащиеся должны выполнить задания за ограниченное время. Каждый участник получает специальный бланк ответов. Содержание теста:
• (квадрат 4) Выделите область пересечения двух кругов;
• (квадрат 7) Напишите количество бит, содержащихся в одном байте;
• (квадрат 1) Вычеркните все цифры, кратные 3;
• (квадрат 9) Выделите область объединения двух квадратов;
• (квадрат 2) Вычислите конъюнкцию выражения;
• (квадрат 5) Если оба числа четны, то поставьте между ними знак «+», если хотя бы одно число четно, то поставьте между ними знак «-»;
• (квадрат 3) Формула копируется на один столбец вправо. Запишите полученную формулу;
• (квадрат 8) Вычислите дизъюнкцию выражения;
• (квадрат 6) Формула переносится на одну строку ниже. Запишите полученную формулу. Магистрант при выполнении данного кейс-задания определяет учебную тему, по
результатам изучения которой будет проводиться исследование. Подбирает содержание теста — набор простых заданий. С помощью электронных таблиц Microsoft Excel строится таблица, соответствующая бланку ответа учащегося. В бланке цветом выделяются зоны для внесения ответов учащихся, которые связываются формулами =ЕСЛИ() с листом результатов. При необходимости бланк ответов снабжается графическими изображениями (используются различные средства графического представления данных). При заполнении во время тестирования бланка ответов учащимися все результаты автоматически регистрируются в листе результатов как верные или неверные, подсчитывается количество ошибок.
Магистрант во время подготовки кейс-задания «Построение тестов интеллектуальной лабильности» формирует тест, согласовывает его с преподавателем, выполняет автоматизацию и за тем может применить тест на уроках, обобщить и проанализировать результаты тестирования.
Применение кейс-технологии в профессиональной подготовке магистров математики позволяет формировать практические задания, легко трансформируемые в дистанционную форму.
Интеграция педагогических и информационных технологий в дистанционном компоненте дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании» позволяет не только усовершенствовать навыки в области компьютерных технологий, приобретенных студентом в бакалаврском цикле, но и научиться использовать преимущества компьютерных технологий в учебном процессе.
Литература
1. Глущенко Т.Б. Повышение профессиональной квалификации преподавателей как педагогическое условие подготовки будущего учителя к использованию новых информационных технологий в формировании имиджа образовательного учреждения / Т.Б. Глущенко. — Научные труды SWorld. Т. 14. № 1. С. 77a-79.
2. Грушевский С.П., Андрафанова Н.В., Добровольская Н.Ю. Дистанционный компонент в математико-педагогических магистерских программах на примере практикума курса «Компьютерные технологии в науке и образовании». Математическое образование в школе и вузе: теория и практика (MATHEDU-2014): материалы IV Международной научно-практической конференции. — Казань: Изд-во Казан.ун-т, 2014.
3. Грушевский С.П., Добровольская Н.Ю. Введение дистанционного компонента в профессиональную подготовку магистров математики. Проблемы теории и практики обучения математике: Сборник научных работ, представленных на Международную научную конференцию «68 Герценовские чтения» / Под ред. В.В. Орлова. — СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2015.
4. Грушевский С.П., Добровольская Н.Ю. Проектирование профессионально-педагогической подготовки студентов математических направлений на основе технологий формирования их IT-компетенций. Известия АлтГУ Серия «Педагогика и психология». — Барнаул: Изд-во Алтайского гос. университета, 2/1(78), 2013.
5. Гурина Р.В., Соколова Е.Е. Фреймовое представление знаний: моногр. — М.: Изд-во «Школьные технологии», 2005. — С. 175.
6. Давлеткиреева, Л. З. Инновационные информационно-педагогические технологии в образовании: опыт проведения ежегодной одноименной Интернет-конференции-конкурса/Л. З. Давлеткиреева,И. К. Скокова//Современные информационные технологии и ИТ-образование : сб. избранных трудов IX Международной научно-практической конференции. Под ред. проф. В. А. Сухомлина. -М.: ИНТУИТ.РУ, 2014. -957 с. -C. 573-586.
7. Давлеткиреева, Л. З., Сухомлин, В. А., Андропова, Е. В., Иванов, Н. Е., Якушин, А. В. Интернет-конференция-конкурс как технология сбора лучшей практики и творчества преподавателей//Вестник Московского университета.
Серия 20. Педагогическое образование. -2012. -№ 4. -360 с. -С. 86-98.
8. Добровольская Н.Ю., Харченко А.В. Использование технологии фасетов при конструировании задач по планиметрии. Проблемы теории и практики обучения математике: Сборник научных работ, представленных на Международную научную конференцию «68 Герценовские чтения» / Под ред. В.В. Орлова. — СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2015.
9. Добровольская Н.Ю., Харченко А.В. Применение технологии фасетов при изучении основ программирования. Математическое образование в школе и вузе: теория и практика (MATHEDU-2014): материалы IV Международной научной-практической конференции, посвященной 210-летию Казанского университета и Дню математики, 2829 ноября 2014 года. — Казань: Изд-во Казан.ун-во, 2014.
10. Добровольская Н.Ю., Харченко А.В., Кольцов Ю.В. Конструирование учебных задач на основе вычисляемых шаблонов. Труды международной научной конференции «Образование, наука и экономика в вузах и школах. Интеграция в международное образовательное пространство». — Ер.: Астхик Гратун, 2015
11. Масленникова О.Е. Анализ современного состояния исследований по проблеме разработки региональной модели индивидуальной траектории профессионального развития бакалавров и магистров / О.Е. Масленникова // Современные информационные технологии и ИТ-образование: сб. избранных трудов IX Международн. науч.-практич. конф./ под ред. Проф. В.А. Сухомлина.- М.: ИНТУИТ.РУ 2014. — 957 с. — 978-5-9556-0165-6. — С. 639-651 http://elibrary.ru/item.asp?id=22605030
12. Махмутова М.В. Интеграция традиционной и дистанционной технологий обучения в образовательной среде подготовки специалиста в университете / Электротехнические системы и комплексы. 2015. № 1 (26). С. 43-47.
13. Петеляк В.Е. Проблема незрелости системы профессионального развития бакалавров и магистров для реализации стадий создания автоматизированных систем // Современные информационные технологии и ИТ-образование — 2014. — № 10. — С. 664-670.
14. Харченко А.В. Этапы конструирования задач по информатике // Символ науки №9. — 2015.
