Особенности использования дистанционных технологий при подготовке студентов информационно-ориентированных специальностей

Переход к информационному обществу требует от системы образования решения принципиально новой задачи подготовки студентов, приспособленных к быстро меняющимся реалиям окружающей действительности, способных не только воспринимать, хранить и воспроизводить информацию, но и продуцировать новую, управлять информационными данными и эффективно их обрабатывать. Изменение требований продиктовано появлением новых типов теоретических и практических задач, отличающихся системным и междисциплинарным характером, нестандартностью, не имеющих однозначных и простых решений.

Необходимость ориентации процесса освоения современных информационных технологий на самообразовательную деятельность является следствием того, что в быстро меняющемся информационном обществе диктуется необходимость подготовки не только специалиста, способного выполнять определенную деятельность, а человека, способного осваивать новое, самостоятельно принимать решения, способного преобразовывать себя.

Постоянное внедрение новых компьютерных технологий и программного обеспечения требует соответствующей подготовки и профессиональной компетентности специалистов, работающих с новыми программными комплексами. Будущий специалист должен не только овладеть конкретными знаниями и умениями в области информационных технологий, но и методами получения нового знания, научиться самостоятельно ориентироваться в сфере разработки и применения программных и аппаратных средств.

Дистанционные технологии в обучении

За последние 10 лет благодаря тотальной информатизации дистанционное обучение получило очень широкое распространение. Применение дистанционных технологий в обучении позволяет повысить эффективность учебного процесса, уровень информированности и подготовки студентов, систематизировать знания, индивидуализировать обучение. Это дает толчок к развитию навыков самообучения, определенную грамотность при работе с источниками информации, что также является необходимым условием для дальнейшего профессионального роста будущего специалиста.

К основным критериями выбора средств организации электронного обучения можно отнести следующие:

• ■   Функциональность.

• ■   Надежность.

• ■   Стабильность.

• ■   Стоимость.

• ■   Наличие средств разработки контента.

• ■   Система проверки знаний.

• ■   Удобство использования.

• ■   Обеспечение доступа.

• ■   Масштабируемость и расширяемость.

• ■   Перспективы развития платформы.

• ■   Кросс-платформенность СДО.

Во всем многообразии средств организации электронного обучения можно выделить следующие группы:

• ■    авторские программные продукты (Authoring Packages),

• ■   системы управления контентом (Content Management Systems - CMS),

• ■   системы управления обучением (Learning Management Systems - LMS),

• ■    системы управления учебным контентом (Learning Content Management Systems - LCMS).

Наиболее распространенный «способ» создания системы дистанционного обучения долгое время состоял в том, чтобы перевести учебные материалы в HTML-форму и разместить их на сайтах учебных заведений. Сейчас все участники рынка согласны с тем, что одного только доступа к учебному материалу через интернет не достаточно для того, чтобы говорить о полноценной обучающей системе. Очевидно, что обучение предполагает не просто чтение учебного материала, но также активное его осмысление и приложение полученных знаний на практике [1].

Еще несколько лет назад на российском рынке преимущественно были представлены западные системы дистанционного обучения. На данный же момент число отечественных компаний, разрабатывающих собственную продукцию аналогичного класса, насчитывает более десятка. В основном они предлагают готовые онлайн-курсы или услуги по их созданию, а не решения, предназначенные для самостоятельной разработки, создания и администрирования курсов.

Среди компаний разработчиков и провайдеров услуг в области ДО можно отметить следующие:

• ■   Система дистанционного обучения WebTutor;

• ■   Система дистанционного обучения "Прометей"( http://www.prometeus.ru );

• ■   СДО "ДОЦЕНТ";

• ■    LMS eLearning Server (http://www.learnware.ru/static.php?id=3010 ).

Среди свободно распространяемых существующих OpenSource систем LMS\LCMS можно выделить следующие:

• ■    ATutor (http://www.atutor.ca/) ;

• ■    Claroline (http://www.claroline.net/) ;

• ■    Dokeos (http://www.dokeos.com/) ;

• ■    OLAT (http://www.olat.org) ;

• ■    Sakai (http://sakaiproject.org/) ;

• ■    Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) (http://moodle.org/) .

Применение дистанционных технологий при подготовке студентов в области разработки программного обеспечения

В Университете управления «ТИСБИ» обучение с применением дистанционных технологий реализуется уже достаточно давно с использованием собственной разработанной Интегрированной системы управления вузом («ИСУ ВУЗ»).

Эта технология обучения используется по ряду специальностей и направлений, среди которых присутствуют и такие, весьма востребованные, как «Программное обеспечение вычислительной техники автоматизированных систем» и «Информатика и вычислительная техника».

Дистанционная подготовка специалистов по разработке программного обеспечения имеет ряд особенностей, среди которых можно отметить следующие: ■ очень широкий разброс в уровне базовой подготовки студентов: некоторые уже работают и имеют определенный опыт, тогда как другие (и их немало) только начинают свой путь к освоению профессии;

• ■    наличие большого числа используемых языков программирования и средств разработки: даже самые популярные образуют целый список - C++, C#, Java, Delphi, Visual Basic и т.д.;

• ■    практическая направленность подготовки, когда от студента требуется большая самостоятельная работа по написанию различных программ без постоянного контакта с преподавателем.

Перечисленные факторы в значительной мере влияют на организацию учебного процесса с использованием дистанционных технологий и требуют от преподавателей большой методической работы. При этом основное внимание уделяется предметам, которые обеспечивают базовую подготовку программистов:

• ■    основы программирования на языках высокого уровня;

• ■   структуры и алгоритмы обработки данных;

• ■   основы объектно-ориентированного программирования;

• ■    разработка и реализация приложений с базами данных.

Основным элементом освоения программы курсов является самостоятельная работа студентов, которая включает в себя:

• ■    работу с разработанными электронными учебно-методическими пособиями;

• ■    подготовку алгоритмов решения задач по темам и написание программ в

соответствии с составленным алгоритмом.

Именно в процессе решения задач изучается максимальная доля нового материала, поэтому система заданий играет огромную роль при подготовке будущих программистов.

Учитывая особенности программирования как вида учебной деятельности, можно выделить следующие виды заданий:

• ■    на умение ориентироваться в многообразии программных продуктов при поиске новой информации;

• ■    на умение определять наиболее эффективные методы сбора и обработки информации;

• ■    на умение описывать и структурировать данные;

• ■   на умение построить алгоритм решения, как поэтапное преобразование

исходной информации в результирующую;

• ■   на умение осваивать методики использования программных средств для

решения практических задач;

• ■    на умение разрабатывать интерфейсы, модели компонентов информационных систем, включая модели базы данных;

• ■    на умение использовать современные инструментальные средства и технологии программирования[2].

Совокупность заданий для практического выполнения обеспечивает целенаправленность, разнообразие, взаимную связь, преемственность и постепенное усложнение работ.

В условиях дистанционного обучения огромное значение приобретает контроль навыков студентов, а среди всех форм контроля (тесты, зачеты, экзамены) на первое место выходят те формы, которые позволяют организовать общение с преподавателем – это контрольные работы и курсовое проектирование.

Текущий контроль заключается в выполнении контрольных работ и проверке преподавателем правильности работы написанной студентом программы (рис. 1). Контрольные задания по дисциплине представляют собой программную реализацию задачи, включающей в себя материал по всем темам курса.

Рис. 1. Проверка контрольной работы в системе дистанционного обучения

Для промежуточного контроля успеваемости студентов используется компьютерное тестирование по пройденным темам, активное использование которого помогает поддерживать нужный образовательный уровень студентов.

По каждому разделу курсов разработан и постоянно обновляется и пополняется большой банк вопросов, хранящихся в системе (боле 200 вопросов по каждой дисциплине профессионального блока). Подавляющее большинство вопросов сформулировано нетрадиционно, поэтому готовых ответов на них в учебниках нет. В такой системе исключено угадывание и списывание.

Преподаватель имеет возможность по своему усмотрению формировать сценарий теста, включая в него необходимое количество вопросов из различных тем предмета (рис. 2). Если студент набирает установленный преподавателем процент правильных ответов, то он получает допуск к следующему этапу контроля знаний.

Рис. 2. Формирование сценария тестирования

Важной составляющей подготовки является курсовая работа, как одна из форм учебной работы. Курсовое проектирование - сложный вид самостоятельной работы, требующий проявления творчества, связанный с выполнением различных описаний, проектировочной части и направленный на развитие мышления. В процессе выполнения студентам приходится использовать материал всего курса, поэтому они выявляют собственные пробелы в знаниях и самостоятельно их ликвидируют. В качестве итогового контроля по всем дисциплинам введен экзамен (рис. 3).

Рис. 3. Контрольные точки по дисциплине в системе дистанционного обучения

На данный момент основными компонентами практического освоения элементов программирования, поддающимся непосредственному контролю со сторон преподавателя являются контрольные и курсовые работы. Наибольший эффект при этом дают курсовые работы, и в частности – механизм поэтапного выполнения работы. Этот механизм дает возможность преподавателю контролировать ход выполнения работы, оперативно делать замечания по присылаемому материалу и в конечном итоге достаточно объективно оценивать уровень подготовки студента.

Поэтапное выполнение курсовых работ встроено в «ИСУ ВУЗ». При этом реализованы все необходимые механизмы общения:

• ■    Выбор темы и ее утверждение руководителем

• ■    Отправка студентом материала по очередному этапу без использования стандартных механизмов электронной почты

• ■    Получение руководителем этих материалов через свое Автоматизированное рабочее место (АРМ) с возможностью либо закрыть текущий этап, либо отправить материал на доработку с необходимыми замечаниями

• ■    Получение необходимых консультаций по курсовой работе

Преподаватель-руководитель работы может установить для своего предмета любое число этапов (обычно 3-5), задать контрольные сроки выполнения этапов и сформулировать задание на каждый этап. Вся эта информация вносится в информационную систему и используется при общении со студентами.

Реализацию поэтапного выполнения курсовой работы можно рассмотреть на примере предмета «Структуры и алгоритмы обработки данных». Стандартная тематика курсовой работы включает в себя разработку набора подпрограмм для реализации основных операций с заданной комбинированной структурой.

Для своевременного контроля над ходом выполнения курсового проекта, работа разбивается на несколько этапов с обязательным отчетом по каждому этапу в установленные сроки. Типовой набор этапов включает в себя:

• 1.    Описание используемых структур данных и заголовков необходимых подпрограмм.

• 2.    Программную реализацию и отладку всех подпрограмм.

• 3.    Оформление пояснительной записки.

В свою очередь, студент с помощью своего рабочего кабинета может задавать преподавателю вопросы по курсовой работе и присылать результаты выполнения каждого этапа (рис. 4). Преподаватель либо зачитывает этап, либо отправляет присланные результаты на доработку, указав студенту на его недочеты. Весь процесс общения фиксируется в системе и преподаватель в любой момент может просмотреть протокол взаимодействия с каждым студентом. Многолетний опыт использования такого механизма показал его безусловное удобство и эффективность.

Рис. 4. Поэтапное выполнение курсовой работы в системе дистанционного обучения

Аналогично реализуется управление курсовым проектированием и по остальным предметам.

За время использования поэтапного механизма выполнения курсовых работ по каждому основному предмету было выполнено более 50 работ и накоплен некоторый статистический материал, в частности – по количеству контактов на каждом этапе. Например, по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» среднее число контактов по каждому этапу и по работе в целом представлено в таблице 1.

Таблица 1

Среднее число контактов за время выполнения курсовой работы

этап 1	этап 2	этап 3	этап 4	Всего
4,67	4,13	3,55	2,16	14,6

Как видно, среднестатистический студент за время выполнения курсовой работы получает около 15 консультаций от преподавателя, что с одной стороны, позволяет повысить качество выполняемой работы, а с другой дает преподавателю возможность более адекватно оценивать знания студентов.

Автоматизированные рабочие места студента и преподавателя реализованы в рамках Информационной системы управления учебным процессом как Web-приложения с удобным дружественным интерфейсом и могут использоваться как на стационарных компьютерах, так и на ноутбуках и планшетах.

В настоящее ведется работа внедрению в систему поэтапного механизма выполнения и дипломных работ, в том числе с учетом особенностей дипломного проектирования студентов по специальности «Прикладная информатика в экономике»[3]. Разработано и закачано в систему электронное наполнение, включая контрольно-измерительный материал, по всем дисциплинам для подготовки по направлению «Прикладная информатика».

Заключение

Использование дистанционных технологий активизирует самообразовательную деятельность студентов, повышает интенсивность и системность учебной работы, регулирует контроль учебной деятельности студентов в течение семестров, усиливает мотивацию студентов к изучению учебного материала, что в конечном итоге приводит к повышению качества подготовки будущих специалистов в области информационных технологий.