Опыт проектирования электронного обучающего курса по математическому анализу в системе Moodle

Повсеместное внедрение в образовательный процесс информационно-коммуникационных технологий является общемировой тенденцией и, вполне возможно, представляет собой один из самых значимых процессов, произошедших в системе образования за последние десятилетия, а также новое направление в образовании.

Российские вузы пересматривают стратегии своего развития, исходя из необходимости разрешения основных противоречий между все возрастающими потребностями динамично развивающегося информационного общества и невозможностью их удовлетворения в рамках традиционной системы образования [8].

В конце 2012 г. был принят, а с сентября 2013 г. введен в действие Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации», в котором говорится, что «организации, осуществляющие образовательную деятельность, вправе применять электронное обучение, дистанционные образовательные технологии при реализации образовательных программ» [9]. Сегодня ведущие университеты при организации образовательной деятельности широко применяют технологию электронного обучения [4].

Электронное обучение (e-learning) – это обучение с применением информационно-коммуникационных технологий и электронных обучающих ресурсов. Оно основано на принципе «docendo discimus» – «учусь лишь тогда, когда сам учу». Данный принцип стимулирует развитие способностей обучающихся к самостоятельному обучению и повышает их интерес к изучаемым предметам. Системы электронного обучения, или е-learning системы, часто называются системами управления обучением (Learning Management Systems – LMS). Одной из наиболее известных и распространенных систем управления электронным обучением является LMS Moodle (модульная объектно ориентированная динамическая учебная среда) [7].

Moodle – европейская система дистанционного обучения (Learning Management System – LMS), которая реализует философию «педагогики социального конструктивизма» и направлена на организацию взаимодействия преподавателей и обучающихся через дистанционные курсы, осуществляющегося посредством Интернета. Основоположник, лидер и идеолог проекта – австралиец Мартин Доуджиамас (Martin Dougiamas). Систему отличают простота и удобство использования, широкие возможности по организации образовательного процесса и контроля знаний обучающихся [2].

Преподавателями института космических и информационных технологий (ИКИТ) Сибирского федерального университета (СФУ) ведется работа по проектированию и внедрению в учебный процесс электронных обучающих курсов (ЭОК) всех дисциплин. Электронные образовательные ресурсы СФУ размещаются в общеуниверситетской информационно-обучающей системе, функционирующей на базе платформы Moodle [5].

Организация образовательного процесса в электронной среде Moodle включает в себя три этапа (рис. 1) и позволяет создать единое информационное образовательное пространство для обучающихся и преподавателей в рамках электронного курса дисциплины [1].

• •    Разработка электронного курса ( название, цель, подход и методы обучения, учебно-методический материал, тесты и т.д. )

• •    Доставка электронного курса обучающимся ( размещение на сайте центра обучающих систем СФУ )

  J

  
  

  IM • Администрирование успеваемости монит

  
  

  электронного курса ( контроль посещаемости, анализ

  
  
  
  
  

  успеваемости, мониторинг активности обучающихся, ограничение доступа к

  
  

  курсу отдельным участникам и т.д .)

  
  

Рис. 1. Этапы организации образовательного процесса в электронной среде Moodle

С целью увеличения количества образовательных программ с применением системы электронного обучения Moodle, повышения эффективности и качества учебного процесса на основе использования различных форм его организации автором статьи был разработан и реализован

ЭОК дисциплины «Математический анализ» для студентов бакалавров ИКИТ по направлению «программная инженерия».

Разработанный ЭОК «Математический анализ» представляет собой учебно-методический комплекс дисциплины (УМКД) и содержит: рабочую программу дисциплины; фонд оценочных средств; комплект учебно-методических материалов, обеспечивающий осуществление всех видов учебной работы, предусмотренных рабочей программой дисциплины ( методические рекомендации по работе с электронным курсом, примерный перечень вопросов к зачету, экзамену по учебной дисциплине, электронный терминологический словарь, список основной и дополнительной литературы, информационный контент дисциплины ); дополнительный материал ( гиперссылки на внешние ресурсы, видеоматериалы и т. д .).

При размещении УМКД дисциплины в информационной обучающей системе СФУ создается титульный экран. Титульный экран включает в себя следующую информацию:

• •    личные данные об авторе и преподавателях электронного курса;

• •    название института;

• •    шифр и название образовательной программы;

• •    год набора и направление.

Важно отметить, что информационно-технологическая конструкция ЭОК соответствует требованию Положения об электронных образовательных ресурсах СФУ [6]. Остановимся более подробно на описании методических особенностей проектирования и реализации электронного курса «Математический анализ».

Основная задача высшего образования заключается в формировании высококвалифицированных кадров инженерных специальностей, способных к саморазвитию, самообразованию, инновационной деятельности. Решение этой задачи вряд ли возможно только путем передачи знаний в готовом виде от преподавателя к студенту. Необходимо перевести студента из пассивного потребителя знаний в активного их творца, умеющего самостоятельно добывать информацию и активно включаться в творческую исследовательскую деятельность. В свое время А. Дистервег отмечал: «Не в количестве знаний заключается образование, а в полном понимании и искусном применении всего того, что знаем» [2].

Полагаем, что внедрение личностно ориентированного и компетентностного подходов в процесс обучения способно вовлечь обучающегося в учебную деятельность по освоению рассматриваемой дисциплины. Для эффективной реализации задуманного необходимы адекватные формы учебных занятий, содержание учебной деятельности обучающихся и методы обучения.

Проектирование электронного курса начинается с разработки его структуры, которую автор выбирает самостоятельно, наполняя содержимое информационным контентом, который четко соответствует учебной программе изучаемой дисциплины. ЭОК дисциплины «Математический анализ» состоит из модулей курса, которые, в свою очередь, разбиты на темы. Каждая тема модуля ЭОК содержит лекционный ( теоретический ) материал по теме, задачи к лекции для самоконтроля, итоговый тест. Количество лекций совпадает с количеством недель. На каждой календарной неделе изучается соответствующая лекция. В качестве примера рассмотрена структура одного из модулей ЭОК: Модуль 5. «Интегральное исчисление функций нескольких переменных» (рис. 2).

При размещении информационного контента дисциплины система Moodle предоставляет автору возможность установить сроки их изучения ( привязать к определенным датам изучения модуля, открыть только после изучения определенной темы или прохождения теста и т. д .).

Доступ обучающихся к теоретическому материалу ( лекции, методические пособия, видеоматериал, презентации и т. д. ) в данном электронном курсе не ограничен ни временем, ни местом. Тем самым в структуру ЭОК заложена возможность перспективно-опережающего обучения, когда студент перед аудиторной лекцией знакомится с ее содержимым в электронном курсе и имеет возможность задать уточняющие вопросы преподавателю ( или обсудить их со студентами ) на форуме и получить на них ответы [5]. На каждой календарной неделе изучается одна лекция.

Специфика дисциплины такова, что все математические понятия тесно связаны между собой. Из одного понятия следует другое и пропуск какого-либо из них может вызвать непонимание последующего. Решать задачи к лекции необходимо последовательно. Поэтому решение задач в модуле имеет строгую навигацию. Только после успешного решения задачи к лекции 1 студент получит доступ к материалу задачи к лекции 2 и т. д. Таким образом, переход к следующему элементу курса происходит только после завершения предыдущего.

Рис. 2. Структура модуля в ЭОК «Математический анализ»

Теоретический материал в ЭОК представлен в виде лекции-презентации, видеолекции, лекции-конспекта ( pdf-файл) , а некоторые лекции представлены в системе Moodle как элемент курса « Лекция », представляющий собой набор страниц, где каждая страница заканчивается вопросом, на который обучающийся должен ответить ( возможно чередование страниц с теоретическим материалом и страниц с вопросом ). В случае верного ответа на вопрос обучающийся переходит на следующую страницу, в случае неверного – возвращается на предыдущую. Преподаватель, при необходимости, может комментировать неправильные ответы. Это позволяет определять маршрут обучения и не пропускать дальше без качественно усвоенного материала.

Данная форма учебного занятия относится к активным методам обучения и выполняет не только образовательную функцию, но и контрольную – обучающийся осуществляет самопроверку, а преподаватель оценивает его уровень владения теоретическим материалом, анализирует возникшие затруднения [5].

Важнейшим видом учебной деятельности, в процессе которой усваивается система математических знаний, умений и навыков, является решение задач. Роль задач в обучении математике невозможно переоценить. Они развивают логическое мышление, память, внимание, а также способствуют развитию умения кратко, правильно и четко излагать свои мысли.

Серьезное внимание при проектировании ЭОК было уделено подбору прикладных и профессиональных задач. Необычная формулировка задач, связь с жизнью и межпредметные связи вызывают интерес у обучающихся. Их увлекает процесс поиска путей решения таких задач, что приводит к более прочному усвоению информации, так как возникают ассоциации с конкретными действиями и событиями.

Каждая учебная лекция электронного курса снабжена задачами к ней в тестовой форме, которые студент самостоятельно решает дома в системе Moodle еженедельно. Тест включает не более 10 вопросов, в зависимости от емкости лекции. Проверка правильности решения осуществляется в онлайн-режиме, обучающийся видит полученный результат и допущенные ошибки. Количество повторных попыток прохождения теста не ограничено и зависит от степени мотивированности самого обучающегося.

У обучающихся по ряду причин ( низкий уровень математической подготовки, различие объема изучаемой информации в школе и вузе, высокая степень абстрактности большинства математических понятий и т. д. ) разный уровень восприятия учебного материала. Некоторые обучающиеся достаточно быстро осваивают новый материал и в состоянии решать сложные задачи, а другим необходим более длительный промежуток времени. Таким студентам требуется сначала освоить решение базовых задач, чтобы процесс перехода к сложным задачам не привел к потере интереса к учебе. Одно из достоинств системы Moodle заключается в том, что она позволяет преподавателю организовать индивидуальное сопровождение студента. В удобном месте и спокойной обстановке, в удобное время и привычном для себя темпе обучающийся имеет возможность работать с информационным контентом ЭОК до тех пор, пока это необходимо ему самому. Таким образом, система Moodle – отличный тренажер для успешного освоения дисциплины, и это еще одно ее достоинство.

Промежуточный контроль по каждому модулю осуществляется в форме тестирования с помощью элемента курса « Тест » и с проверкой в онлайн-режиме. Безусловным достоинством системы является то, что Moodle выступает мощным инструментарием для создания тестов одновременно с хорошим анализатором качества теста и его составляющих – тестовых вопросов [3].

Выполнение итогового теста как обязательное условие успешного изучения модуля позволяет проверить уровень полученных знаний с помощью электронного обучающего курса по дисциплине. Максимальное количество попыток при выполнении итогового теста равно двум. При этом студент может не использовать вторую попытку, если он получил положительную оценку. В случае использования обеих попыток всегда засчитывается средняя оценка. Итоговый тест ограничен по времени и выполняется в строго установленные сроки. С помощью встроенного календаря в электронном курсе выставлены даты ( начало и окончание ) изучения каждого модуля дисциплины, после чего обучающимся доступен только его теоретический материал.

За решение задач к лекциям и выполнение итогового теста по модулю студенты набирают баллы, которые в сумме формируют оценку за работу в семестре. Критерии оценивания всех видов работ, выполняемых в ЭОК, были известны и доступны для обучающихся, что позволило избежать разногласий между студентом и преподавателем по вопросам полученных баллов.

ЭОК организован таким образом, что обучающиеся не имели возможности приступить к изучению следующего модуля, не получив определенное количество баллов за текущий, что стимулировало своевременное выполнение заданий и получение максимального количества баллов.

ЭОК состоит из двух частей и сопровождает изучение дисциплины «Математический анализ» в течение первого года обучения. Итоговой аттестацией по дисциплине в первом семестре является зачет, во втором – экзамен.

Система Moodle обладает еще рядом полезных возможностей, которые преподаватель курса может использовать при организации учебного процесса в электронной среде.

• •    Общение в ЭОК. Используя элементы курса « Пояснение » и « Форум », преподаватель может в любое время разместить объявление. Вся информация хранится в ЭОК, а значит, никуда не теряется и доступна всегда. Участники ЭОК могут обменяться сообщениями друг стругом, обсудить предложенную тему ( лекцию, задачу и т. д .).

• •    Контроль посещаемости . У преподавателя есть возможность отслеживать посещаемость и активность студента в электронном курсе: когда заходил и в течение какого времени работал, с

каким материалом и т.д. Также преподаватель может вовремя обратить внимание на «отстающих» студентов и принять меры.

• •    Контроль успеваемости . Позволяет отслеживать достижения обучающихся ( баллы за все виды работ в ЭОК ) с помощью «Электронного журнала». Отчет успеваемости представлен в виде таблицы, в которой баллы можно редактировать: уменьшить или увеличить в зависимости от работы студента в электронном курсе. Как показала практика, регулярная работа в ЭОК с учебным материалом положительно сказывается на успеваемости по дисциплине.

• •    Размещение всего информационного контента в одном месте , что вряд ли возможно при традиционном обучении. Это позволяет преподавателю использовать ЭОК для организации самостоятельной работы: изучение теоретического материала, решение задач по темам лекций, прохождение итоговых тестов по модулю. Студент, пропустивший занятия, получает возможность самостоятельно изучить материал и «нагнать» группу, так как не имеет препятствий для доступа к информационному контенту, вызванных временем или местом.

• •    Корректировка всего информационного контента в ЭОК возможна на протяжении всего процесса изучения дисциплины. Преподаватель может разместить дополнительные методические пособия, демонстрационные варианты аудиторных контрольных работ, видеоматериалы, презентации и т. д.

Разработанный ЭОК «Математический анализ» внедрен в учебный процесс в рамках модели электронного обучения, называемой обучением с веб-поддержкой [8].

Электронная среда Moodle используется в качестве дополнения к традиционному процессу обучения и доставки обучающимся информационного контента, организации самостоятельной работы и контроля знаний. Электронный курс является образовательным элементом, который, несомненно, обогащает традиционное обучение.

Мы полагаем, что в системе Moodle создана образовательная среда, позволяющая в корне изменить традиционные формы обучения и дающая большие возможности для повышения качества образования. С развитием Интернета и технологий электронное обучение будет все больше проникать в нашу жизнь. Электронное обучение – актуальное решение в современном стремительном экономическом мире.