Интеграция системы дистанционного образования с виртуальными лабораториями подготовки инженерных профессий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Представлен анализ текущего положения в Республике Казахстан относительно информатизации образования, прежде всего дистанционного образования. Также приводится анализ мирового опыта в области применения дистанционного образования. Основной упор сделан на правовые механизмы применения системы дистанционного образования. Важнейшим документом, определяющим ключевые приоритеты в информатизации вузов является Государственная программа «Цифровой Казахстан» (далее - Программа). Приводятся основные положения Программы, касающиеся цифровизации образования. На основании этого предложена Концепция открытого цифрового образовательного пространства в Алматинском университете энергетики и связи (далее Концепция).

Открытое цифровое образовательное пространство означает необходимость создания множества гибких легко заменяемых технологий вместо создания громоздких неповоротливых дорогих и быстро устаревающих систем.

Такой подход активизирует инициативу образовательных организаций по применению инновационных технологий, при этом педагоги не отторгаются от использования новых систем [1].

Ключевой принцип для эффективной информатизации образования - снижение бюрократической нагрузки за счет средств автоматизации, искусственного интеллекта в пользу сосредоточенности педагогов, образовательных организаций непосредственно на задачах образовательного процесса.

Основными компонентами открытого образовательного пространства являются:

• СДО Moodle,

• Виртуальные лаборатории,

• Тьюторский центр поддержки СДО.

Дополнительно, открытая образовательная платформа интегрирована с университетскими информационные системы управления вузом «Архит» и «Платонус».

В АУЭС происходит изменение парадигмы учебных процессов:

• Современные возможности информационных технологий создают новые формы организации учебного процесса, интеграцию педагогических и новых информационных технологий.

• Традиционное и дистанционное образование дополняются виртуальными лабораториями.

• Интеграция Moodle с электронной библиотекой, виртуальными лабораториями и компьютерными классами.

• Доступ через компьютерные классы к электронным ресурсам университета.

образовательный дистанционный индивидуализация

Рисунок 1. Архитектура образовательного пространства

В АУЭС создается модель учебной экспериментальной деятельности студентов АУЭС в виде дидактической системы с компонентами методического и технологического обеспечения при использовании новых информационных и коммуникационных технологий.

Это модель учебной экспериментальной деятельности на основе возможностей дистанционного обучения посредством лабораторных практикумов инновационного типа [3].

В АУЭС создается методическое обеспечение нового вида учебной деятельности. Он базируется на интеграции современных педагогических подходов, новых информационных технологий и дистанционных средств коммуникации участников образовательного процесса.

Разрабатывается методологическое обеспечение новых интеграционных образовательных процессов, на основе информационных технологий, дистанционного обучения, инновационного лабораторного практикума и современных педагогических практик.

Рисунок 2. Компоненты образовательного пространства

Рисунок 3. Формы обучения в АУЭС

В АУЭС создана модель учебной экспериментальной деятельности студентов на основе автоматизированного лабораторного практикума, интегрированного в СДО Moodle.

Как и Moodle, основными составляющими являются: модуль обучения, модуль тестирования и модуль управления лабораторным экспериментом.

Механизмы дистанционного обучения студентов, основанные на использовании виртуальных лабораторий, положены в основу проектирования инновационных информационных образовательных технологий.

В главе приведена структурная схема и принципы Концепции открытого информационного образовательного пространства. Центральным компонентом цифрового пространства является СДО Moodle, с функциональностью, расширенной возможностями виртуальных лабораторий [2].

Методологическая и педагогическая поддержка производится пециальным тьюторским центром поддержки дистанционного образования.

СДО Moodle внедрена в АУЭС и сейчас реализуется проект интеграции с виртуальными лабораториями. В качестве пилотного проекта реализуется подключение к СДО виртуальной лаборатории кафедры

Рисунок 4. Архитектура дистанционного образования АУЭС

Таким образом, в первой главе даны системные принципы реализации открытого цифрового образовательного пространства в АУЭС. Также предложена системная архитектура построения цифрового пространства в АУЭС и дано детальное описание основных ее компонентов.

Система дистанционного обучения должна отвечать следующим требованиям:

• Доступность: способность предоставлять доступ к учебным компонентам из точки удаленного доступа.

• Адаптируемость, то есть способность адаптировать учебную программу согласно индивидуальным потребностям образовательных программ.

• Эффективность: способность увеличивать эффективность и производительность, сокращая время и затраты на доставку учебных материалов.

• Долговечность: способность соответствовать новым технологиям без дополнительной и дорогостоящей доработки.

• Интероперабельность: способность использовать учебные материалы вне зависимости от платформы, на которой они созданы.

• Возможность многократного использования: способность использовать систему в разных контекстах.

Требования к Платформе разделены на несколько функциональных блоков, каждый из которых определяет свой уровень ответственности к системе:

• Требования к цифровой образовательной платформе для организации учебного процесса в целом.

• Требования к функциям цифровой образовательной платформе для организации учебного процесса, некоторые другие нефункциональные требования.

• Техническое задание на систему дистанционного обучения.

• Требования к пользователям системы.

• Требования к организации механизма взаимодействия пользователей.

• Требования к модулю накопления данных.

• Требования к проведению образовательных процессов в системе.

• Требование к интерфейсам пользователей.

• Применение уже созданного программного обеспечения.

• Требования к возможностям модернизации.

• Технические требования к реализации системы.

• Технические требования к реализации системы.

Требования к цифровой образовательной платформе регулируются Правилами организации учебного процесса по дистанционным образовательным технологиям, утвержденными приказом МОН РК (№ 137 от 20 марта 2015 года).

Главными задачами организации учебного процесса в университете с использованием ДОТ являются:

• индивидуализация обучения.

• повышение эффективности (качества) обучения.

• предоставление образовательных услуг людям, для которых традиционные формы обучения являются недоступными.

Для организации и правильного функционирования ДОТ в университете необходимо:

• предоставление учебного материала обучающимся посредством информационных технологий (возможно на бумажных носителях).

• организация и проведение консультаций в режиме «on-line».

• организация обратной связи с обучающимися в режиме «off-line».

• контроль учебных достижений обучающихся в режиме «on-line», «off- line».

При организации учебного процесса по ДОТ должны соблюдаться следующие принципы:

• единство образовательной и развивающей функции обучения,

• применение коллективных или индивидуальных форм обучения,

• системность и последовательность в обучении,

• доступность образовательных ресурсов,

• создание максимально благоприятных условий для овладения обучающимися знаниями, развития и проявления творческой индивидуальности,

• целесообразность применения новых информационных технологий,

• безопасность, включающая широкий спектр мероприятий, касающихся защиты секретной информации, не распространения ложной информации, исключения недобросовестности и фальсификации обучения и др.

Учебный процесс с использованием цифровой образовательной платформы основан на приоритетном применении системы дистанционного образования Moodle.

Далее описан подробный процесс реализации этой системы и ее администрирования, с учетом приоритетности инженерного аспекта.

Рисунок 5. Взаимодействие между системами дистанционного обучения и виртуальными лабораториями

Современный уровень развития информационно-коммуникационных технологий создал уникальные виды коммуникаций, которые значительно изменили организацию образовательного процесса. Во всех образовательных учреждениях доминируют системы дистанционного обучения. Однако, одними лишь техническими средствами, пусть даже самыми передовыми, современную и полноценную систему дистанционного образования не создать.

В АУЭС, как и во всех технических вузах особенно важно создание учебных экспериментальных лабораторий и практикумов, основанных на использовании коммуникационных технологий и микропроцессорной техники, создаются автоматизированные лабораторные системы с удаленным доступом. Возникла необходимость дополнить дистанционное образование новыми лабораторными системами, с практическим проведением инженерных расчетов и опытов на стендах и лабораторных установках.

Также для создания новой дидактической системы помимо разработки аппаратной и программной составляющей, необходимо построение новых педагогические моделей, которые отражают новые тенденции в этой сфере.

Таким образом, используется синергетическое преимущество интеграции всех новых компонентов, основанных на платформе СДО Moodle.

Рисунок 6. Схема виртуальной лаборатории LabVIEW

Предлагается алгоритм построения системы дистанционного образования, основанной на платформе Moodle и дополненной новыми системами - виртуальными лабораториями, с практическими занятиями, а также современными педагогическими системами поддержки дистанционного образовательного процесса. Кроме того, дается описание интеграции с информационными система АУЭС.

В заключении:

1. Исследованы различные архитектуры, системные принципы и прикладные методы построения таких систем на основе изучения мирового опыта.

2. Проведен анализ взаимодействия и интеграции системы дистанционного образования Moodle с виртуальными лабораториями на примере прикладных задач в системе LabVIEW.

3. Исследованы вопросы интеграции СДО Moodle с другими информационными системами вуза для создания полноценной образовательной среды.

4. Проведено исследование педагогической, методической и дидактической поддержки дистанционного образования в виде тьюторского центра поддержки дистанционного образования.

5. Произведен расчет экономической эффективности по государственному стандарту.

6. Информационные образовательные ресурсов в виде целостной системы открытого образовательного пространства успешно реализована в Алматинском университете энергетики и связи.

7. Предложен комплекс мероприятий по дальнейшему расширению пилотного проекта на другие инженерные направления.

Таким образом, цели настоящего исследования (разработка информационных образовательных ресурсах для профилирующих дисциплин в техническом вузе) являются достигнутыми, а сформированные учебные процессы и информационные подсистемы могут использованы для внедрения в других информационных образовательных системах.

Список литературы

1. Загидуллин Р.Ш. Антипов В.Ю. Объединение LabVIEW 2009 И MOODLE для организации удалённых лабораторных работ на оборудовании NI PXI. Инженерные, научные и образовательные приложении на базе технологии National Instruments ? 2011 // Сб. трудов X Междунар. научн.-практич. конф. (Москва 8?9 декабря 2011 г.). М.: ДМК-пресс. 2011. С. 309?310.

2. Poncela A.A Blended Learning Approach for an Electronic Instrumentation Course // International Journal of Electrical Engineering. 2013. V. 50. P. 1?18.

3. Агеева Т.И. и др. Информационная управляющая система МГТУ им. Н.Э. Баумана «Электронный университет»: концепция и реализация / Под ред. И.Б. Федорова, В.М. Черненького. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2009. 376 с.

Размещено на Allbest.ru