CC BY
21
11. Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2012 г. № 597 «О мероприятиях по реализации государственной социальной политики» // Российская газета. - 2012. - 9 мая.
12. Конвенция о признании квалификаций, относящихся к высшему образованию в Европейском регионе (ETS № 165) (Заключена в г. Лиссабоне 11 апреля 1997 г.) // Собрание законодательства РФ. - 2000. - № 39. - Ст. 3836.
13. Болонская декларация «Зона европейского высшего образования» (Совместное заявление европейских министров образования, г. Болонья, 19 июня 1999 г.) [Электронный ресурс]: Электронная версия декларации. - Режим доступа: http://www.msmsu.ru/userdata/manual/images/fac/ped_obr/ Bolonskaja_ deklaracija.pdf (дата обращения: 26.10.2016).
УДК 371.1
Н.В. Васильева*, Н.Б. Кунтурова**, Н.А. Яковлева***
Создание и педагогические условия использования электронных средств обучения математическим дисциплинам в образовательных организациях силовых структур
В статье рассматриваются возможности использования электронных средств обучения в образовательном процессе. Обсуждаются вопросы разработки электронных учебников, предназначенных для внедрения элементов дистанционного образования в учебный процесс по очной форме: основные требования, предъявляемые к ним, анализ составляющих электронного учебника, способы повышения его эффективности и педагогические условия его использования.
Ключевые слова: дистанционное обучение, интерактивный учебник, педагогические условия, система тестирования, математика.
N.V. Vasileva*, N.B. Kunturova**, N.A. Yakovleva***. Creation and pedagogical conditions of use of electronic tutorials to mathematical disciplines in the educational organizations of power structures. The article discusses the possibility of using e-learning tools in the educational process. In the paper discusses the development of electronic textbooks for the introduction of elements of distance learning into educational process: basic requirements, analysis of the components of the electronic textbook, ways of enhancing its effectiveness and pedagogical conditions of its use.
Keywords: distance learning, interactive tutorial, pedagogical conditions, system testing, mathematics.
В условиях повсеместной компьютеризации современного информационного общества использование электронных средств в процессе обучения является весьма актуальным, что особенно востребовано в образовательных организациях силовых структур. Это связано с особенностями организации образовательного процесса, сопряженного с рядом трудностей определяемых спецификой образовательных организаций.
Использование в обучении электронных средств: компьютеров, планшетов и т.п., а также компьютерных технологий позволяет применять более эффективные способы передачи учебной информации и автоматизировать некоторые составляющие управления учебным процессом. Реализация применения электронных средств обучения может осуществляться: - в рамках использования компьютера в отдельных частях курса изучаемой дисциплины;
* Васильева, Наталья Викторовна, кандидат технических наук, доцент 111 кафедры Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. Адрес: Россия, 197198, Санкт-Петербург, ул. Ждановская, д. 13. Тел. 8 (812) 347-96-31. E-mail: nww13@mail.ru.
** Кунтурова, Надежда Борисовна, доктор педагогических наук, профессор 111 кафедры Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. Адрес: Россия, 197198, Санкт-Петербург, ул. Ждановская, д. 13. Тел. 8 (812) 347-96-31. E-mail: giz26@rambler.ru.
*** Яковлева, Наталья Александровна, кандидат психологических наук, начальник кафедры математики и информатики Санкт-Петербургского университета МВД России. Адрес: Россия, 198206, Санкт-Петербург, ул. Летчика Пилютова, д. 1. Тел. 8 (812) 744-13-13, 89214152233. E-mail: kumirova@mail.ru.
* Vasiljeva, Natalia Viktorovna, candidate of technical biciences, associate Professor of the Department 111 Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky. Address: Russia, 197198, St. Petersburg, Zhdanovskaya, str.,13. Ph.: 8 (812) 347-96-31. E-mail: nww13@mail.ru.
** Kunturova, Nadezhda Borisovna, doctor of pedagogical sciences, professor of the Department 111 Military Space Academy named after A.F. Mozhaisky. Address: Russia, 197198, Saint-Petersburg, Zhdanovskaya, str.,13. Ph.: 8-(812) 347-96-31. E-mail: giz26@rambler.ru.
*** Yakovleva, Natalia Aleksandrovna, candidate of psychological sciences, chief of chair of mathematics and informatics of the Ministry of Internal Affairs Saint-Petersburg university of Russia. Address: Russia, 198206, Saint-Petersburg, Lyotchika Pilyutova str., 1. Ph.: 8-(812)-744-48-22; 8-921-415-22-33; kumirova@mail.ru.
© Васильева Н.В., Кунтурова Н.Б., Яновлева Н.А., 2016
- как основная, наиболее значимая составляющая образовательного процесса;
- как монотехнология учебного процесса, т.е. дистанционное обуче-ние.
1. Использование электронных средств в лекционной составляющей дисциплины
В лекционной аудитории, оснащенной необходимой компьютерной техникой, предпочтительной является демонстрация лекционного материала в виде презентаций Power Point или в виде разделенного на «экраны» макета лекций в формате .doc или .pdf.
Подобная форма чтения лекций дает возможность преподавателю:
- не делать больших записей на доске;
- наблюдать за восприятием нового материала как всей аудиторией, так и отдельными курсантами;
- давать пояснения, дополнения, обсуждать наиболее сложные понятия.
Для курсантов чтение лекций «с экрана» удобно, поскольку:
- весь материал хорошо виден и легко читается;
- есть возможность задать вопрос преподавателю;
- даёт больше времени для понимания нового материала, т.к. не надо торопиться записать лекцию - пропущенные куски можно будет легко восстановить с компьютера.
Рис. 1. Построение эллипса и гиперболы в анимационном виде
Демонстрация лекции с экрана требует большой предварительной подготовки, поэтому многие преподаватели предпочитают по-прежнему использовать экран лишь частично, для демонстрации различных рисунков.
На рис. 1 показано построение эллипса и гиперболы в анимационном виде. Помимо самого процесса «рисования» кривой из этих анимационных рисунков наглядно видны их механические свойства.
Возможности анимации позволяют демонстрировать также построение поверхностей методом сечений, при котором соответствующие сечения появляются выделенными цветом (рис. 2).
Рис. 2. Построение однополостного гиперболоида методом сечений
2. Использование электронных программных средств для организации самостоятельной работы обучающихся
Основной составляющей образовательного процесса с использованием электронных программных средств является организация самостоятельной работы обучающихся, доля которой постоянно увеличивается в учебном процессе при уменьшении количества аудиторных часов. В таких условиях самостоятельная работа обучающихся (выполнение индивидуальных домашних заданий курсовых проектов, подготовка к контрольным испытаниям) должна быть обеспечена большим количеством электронных методических материалов: методических указаний по решению задач курса, по выполнению лабораторных и курсовых работ, доступных обучающимся через различные мобильные средства: планшеты, смартфоны, и.т.д. Технологии компьютерного обучения создают не только основу для организации самостоятельной деятельности обучающихся, но и способствуют анализу, обобщению и контролю усвоения материала преподавателем.
Особенностью современного общества является доступ обучающихся к огромным информационным ресурсам, что создает сильнейшую мотивацию для их самостоятельной познавательной деятельности. Роль преподавателя в такой познавательной деятельности обучающихся состоит в том, чтобы координировать и систематизировать огромный поток информации: рекомендовать полезные сайты и ссылки, обсуждать с обучающимися полученную информацию.
Многочисленные социологические исследования показывают, что успеваемость в учебных группах возрастает на 15-17 %, если в группе после изучения каждой темы дисциплины проводится контрольное тестирование.
Организация самостоятельной работы обучающихся наиболее эффективна, если преподавателями кафедры проводится компьютерное тестирование по изученным промежуточным темам. Для проведения сеансов тестирования в компьютерном зале или в учебной аудитории, через мобильные средства, требуется программа тестирования и база тестов.
На рис. 3 показан фрагмент сеанса тестирования на основе программы тестирования разработанной авторами. В программу тестирования внедрены и элементы обучения, поскольку при оглашении результатов указываются вопросы, в которых обучающимся сделаны ошибки.
Тест можно пройти повторно и исправить ошибки. Большим удобством программы является авторизация пользователя и сохранение результатов тестирования для преподавателя в «Дневнике пользователя».
Рис. 3. Сеанс тестирования (а) и результаты тестирования (б)
Эту программу можно использовать и для личного мониторинга учащимися в сочетании с самостоятельным изучением материала с помощью электронного учебника.
3. Создание электронных учебников как элементов дистанционного обучения
В процессе дистанционного обучения обучающийся самостоятельно приобретает знания используя предоставленные ему электронные информационные материалы, а преподаватель выступает как координатор, помогая ему осваивать знания и применять их на практике.
Обучение в удалённом формате может проходить при помощи материалов, размещаемых на сайте образовательной организации: видеозаписей, опНпе-конференций, оЙАте-диалогов, электронной почты или приложения Skype.
Элементы дистанционного обучения сочетают самостоятельную познавательную деятельность обучающихся по поиску информации, оперативное и систематическое взаимодействие с преподавателем и групповую работу.
Для успешной реализации дистанционной формы обучения в образовательных организациях должен быть разработан комплекс программных продуктов, обеспечивающих виртуальную образовательную среду дистанционного образования [1; 2].
К необходимым для дистанционного обучения программным продуктам относятся:
- разработанные в электронном виде учебные информационные и методические материалы по всему комплексу изучаемых дисциплин;
- электронные учебники с элементами интерактивного диалога;
- программы тестирования и базы тестовых заданий по изучаемым дисциплинам.
Одним из основных программных средств в системе дистанционного образования является электронный учебник, который реализует все преимущества электронного формата перед печатным изданием.
Педагогическими условиями [3], необходимыми для работы с электронным учебником, являются:
1) требование научности: соответствие содержания образования уровню современной науки;
2) требование доступности: сложность и глубина изложения учебного материала должны быть тесно связаны с уровнем подготовки и развития обучающихся;
3) требование проблематики: при использовании компьютерного обучения возможна более яркая наглядная постановка учебной проблемы и не менее яркое представление путей её решения;
4) требование наглядности: компьютерное представление учебной информации отличается высоким качеством, динамичностью, направленностью на полисенсорное восприятие информации;
5) требование активизации самостоятельной деятельности;
6) требование адаптивности: приспособление процесса обучения к индивидуальным возможностям обучающихся;
7) требование интерактивности: наличие обратной связи с обучающимися.
Современный электронный учебник разрабатывается на основе модульного структурирования
учебного материала и представляет собой такой же web-продукт, как любой информационный сайт сети Интернет. Минимальные критерии, которым должен отвечать интерфейс любого программного продукта - сайта, программы, приложения и, в частности, электронного учебника - принципы usability, названные Я. Нильсеном эвристиками, которые были сформулированы еще в 1990 г. [4].
Принципы usability особенно важны при создании приложений для мобильного обучения (m-learning) через беспроводные цепи (смартфоны, планшеты, и т.д.), являющегося следующим шагом дистанционного обучения.
Построение учебного материала в виде модулей позволяет строить последовательность изучения материала в той последовательности, которая предпочтительна обучающемуся. Разбиение учебного материала на модули, а модули - на занятия должно соответствовать тематическому плану дисциплины, а одна web-страница занятия должна умещаться на одном экране.
4. Интерфейс электронного учебника «Математический анализ. 3 часть»
Электронный учебник, удовлетворяющий принципам usability и построенный на основе модульного принципа, можно продемонстрировать на примере электронного учебника «Математический анализ. 3 часть», разработанного на кафедре математики Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, а также разрабатываемого на кафедре математики и информатики Санкт-Петербургского университета МВД России электронного учебного пособия «Специальные разделы математики. Часть 2».
Навигация по разделам и занятиям каждого модуля учебника происходит с помощью раскрывающегося меню модуля - списка занятий (рис. 4), куда учащийся попадает с начальной страницы. Web-страница каждого занятия в свою очередь содержит элемент интерфейса: список web-страниц содержимого (рис. 5), из которого можно вернуться к списку занятий изучаемого модуля (рис. 4).
Рис. 4. Главное меню модуля
Главное меню модуля и вспомогательные меню каждого занятия дают возможность свободной навигации по страницам учебника. Поскольку переход осуществляется через гиперссылки с текстовым названием пути перехода, то интерфейс понятен из вида экрана, т.е. пользователь легко и быстро находит путь перехода к нужной странице.
Рис. 5. Окно просмотра электронного учебника
Вид экрана каждой web-страницы отвечает принципу минимализма: учебник не требует «прокрутки» при чтении страницы - она умещается на экране, поскольку открыто и выделено цветом ядро информации, а вся дополнительная информация (доказательства теорем, условия и решения задач) открывается нажатием соответствующих кнопок.
Необходимой составляющей электронного учебника является наличие в нем элементов тренинга и тестирования. Элементами тренинга в учебнике «Математический анализ» являются наборы задач для самостоятельного решения в конце каждого занятия. Задачи снабжены ответами (рис. 6), а сложные задачи дополнены «подсказками».
Вид и принцип работы программы тестирования показаны на рис. 3. Электронный учебник вместе с программой тестирования и тестовой базой задач образуют учебный комплекс программных продуктов, обеспечивающий образовательную среду дистанционного обучения. Этот комплекс может быть использован при любой форме обучения: очной, заочной или дистанционной.
Педагогические условия использования электронного учебника и принципы usability также являются основой разработанного виртуального учебника «Элементарная математика. Повторительный курс» [5; 6], который используется для повторения базового курса элементарной математики в процессе самостоятельной работы обучающихся со слабой школьной подготовкой.
Таким образом, применение в образовательном процессе электронных учебников повышает его информативную ёмкость, способствует усилению мотивации и активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся, формирует их математическую компетентность [7; 8]. Эффективность внедрения электронных учебников в образовательный процесс связана с реализацией следующих условий:
Рис. 6. Элемент тренинга по материалу изученного занятия
- организация специализированной универсальной инструментальной среды для их создания;
- структурирование учебного материала в виде замкнутых пакетов - модулей электронного учебника;
- позиционирование электронного учебника как средства организации учебного процесса, способствующего решению задач профессиональной подготовки специалистов образовательных организаций силовых структур.
Список литературы
1. Григорьев-Голубев, В. В., Васильева, Н. В. и др. Элементы дистанционного обучения математическим дисциплинам в системе высшего образования для кораблестроительных специальностей и направлений // Морские интеллектуальные технологии. — 2014. — № 4 (26). — Т. 1. - С. 136-141.
2. Григорьев-Голубев, В. В., Васильева, Н. В. и др. Комплекс информационных материалов и электронных ресурсов для использования элементов дистанционного обучения в преподавании математических дисциплин // Образовательные технологии и общество. — 2016. — V. 1. — № 4. — С. 484—498.
3. Волков, С. В. Педагогические условия использования электронного учебника в образовательном процессе технического вуза : дис. ... канд. педагог. наук: 13.00.08. — Ставрополь, 2003. — 150 с.
4. Usability Engineering by Jacob Nielsen. Morgan Kaufmann. — 1993; 362.
5. Kunturova, N. B, Vasilieva, N. V. Use of the distance learning technologies in full-time education // Materials of the XII international research and practice conference «European Science and Technology».
— 2015. — Р. 240—247.
6. Булекбаев, Д. А., Васильева, Н. В., Кунтурова, Н. Б. Виртуальный учебник "Элементарная математика. Повторительный курс" // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов «Наука и образование». — 2016. — № 1 (80). — С. 17—18.
7. Васильева, Н. В., Кунтурова, Н. Б. Использование электронных образовательных ресурсов при формировании математической компетентности у будущих военных специалистов // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. — 2016. — № 651. — С. 189—193.
8. Кунтурова, Н. Б., Яковлева, Н. А. Подход к оцениванию профессиональной компетентности специалистов силовых структур по видам деятельности при организации контроля формирования профессиональной компетентности // Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России. — 2016. — № 2 (70). — С. 146—150.
9. Большакова, Л. В., Шалагинова, О. Б., Яковлева, Н. А. Специальные разделы математики.
— Ч. 1 : учебное пособие. — СПб.: Изд-во СПб ун-та МВД России, 2015.
10. Алтухов, А. И., Багрецов, С. А., Карпинчук, Н. А., Чебурков, М. А. Методика оценивания временных затрат на изучение курса учебной дис-циплины с применением автоматизированных обучающих систем // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ. — 2016. — Т. 7. — С. 32—37.
