Впровадження дистанційних курсів у навчання вищої математики в контексті сучасних інтерактивних технологій

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВПРОВАДЖЕННЯ ДИСТАНЦІЙНИХ КУРСІВ У НАВЧАННЯ ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ В КОНТЕКСТІ СУЧАСНИХ ІНТЕРАКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Вишневецькии Олександр Леонідович - кандидат фізико-математичних наук, доцент, доцент кафедри вищої математики Харківського національного автомобільно-дорожнього університету

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми. Навчальні заклади вищої школи повинні забезпечувати якісну і безперервну освіту при збільшених когнітивних навантаженнях на студентів. Розуміння всіх аспектів проблеми підвищення ефективності навчання призвело до зміни освітньої парадигми, до компетентнісного підходу в навчанні, з метою наближення освітнього середовища до індивідуальних можливостей студента. Шлях до вдосконалення навчання, до зближення освітнього середовища та індивідуальних можливостей відкривають дистанційні технології. Автор розглядає дистанційне навчання як одну з можливих моделей-технологій інтерактивного характеру підготовки фахівців в сучасному технічному університеті в умовах багаторівневої вищої освіти. «Виникає необхідність модернізації існуючої системи вищої технічної освіти у напрямі створення інноваційної системи, в рамках якої кожний майбутній фахівець має можливість отримати певний обсяг необхідних знань під час навчання, а також набуває креативної здатності до самостійного опанування новими знаннями і навіть до зміни сфери професійної діяльності в потрібний момент трудового життя» [1, с. 272; 2, с. 5; 8, с. 6].

Існує два підходи до технології освітнього процесу. Традиційний репродуктивний, технологічний підхід до навчання, який спрямований, перш за все, на повідомлення учням знань і формування способів дій за зразком, орієнтований на високоефективне репродуктивне навчання. Інший підхід до освітнього процесу, пошуковий, в основу якого покладена проблемна, інноваційна технологія навчання. Базовою підставою для розмежування є закладений в них в якості основного орієнтира характер навчальної діяльності:

а) дотримання заданих стандартів (тобто репродуктивна діяльність, засвоєння і відтворення учнями фіксованих знань і способів діяльності), що відповідає традиційним дидактичним цілям навчання як засвоєння пред'явлених зразків. У «пасивній» моделі навчання студент є об'єктом навчання, який повинен засвоїти та відтворити матеріал, наданий йому джерелом знань (викладачем, текстом підручника и т.д.). За таких умов студенти лише слухають и дивляться (лекція- монолог, читання навчального матеріалу, його пояснення, демонстрація і відтворювальне опитування);

б) продуктивна, пошукова діяльність, спрямована на створення учнями нового продукту (перш за все, інтелектуального, пізнавального). В якості додаткових характеристик моделі навчання виступають наступні: характер і послідовність етапів навчання в часі, характер взаємодії вчителя і учнів, характеристика очікуваних результатів навчання (педагогічна спрямованість моделі). «Активна» модель навчання передбачає застосування методів, що стимулюють пізнавальну активність і самостійність студентів. Студент є «суб'єктом» навчання, виконує творчі завдання, вступає в діалог з викладачем. Основні методи: самостійна робота, проблемні і творчі завдання, запитання студента до викладача або викладача до студента, що розвивають творче мислення.

В сучасному педагогічному просторі значна роль належить інтерактивному характеру навчальної діяльності. Інтерактивна модель навчання є найсучаснішою і найпродуктивнішою. Це спеціальна форма організації пізнавальної діяльності, яка має конкретну, передбачувану мету - створити комфортні умови навчання, за яких кожен студент відчуває свою успішність, інтелектуальну спроможність [3, c. 31].

Однією з форм інтерактивної моделі навчання в сучасному університеті є дистанційна форма. При дистанційній формі навчання спілкування між викладачем і студентом дещо складніше, ніж при очній формі. Наприклад, при очному спілкуванні кожен учень може одночасно бачити і усі формули, написані на великій дошці, і кожну з них окремо, написану нормальним для читання шрифтом. А при спілкуванні через екран комп'ютера потрібно переключення, і вказана одночасність втрачається. Звичайно, для вміщення багатьох формул розмір шрифту на екрані можна зменшити, але тоді читати буде важко. Усе це, зрозуміло, відноситься до рисунків і тексту.

В роботі розглядається технологію дистанційного навчання як одну з можливих моделей інтерактивного характеру підготовки фахівців у сучасному технічному університеті в умовах багатоступеневої вищої освіти. Автор проводить детальний аналіз досвіду побудови дистанційного курсу та технології інтерактивного навчання однією з найважливіших дисциплін у технічному університеті.

У дистанційного методу є свої переваги, і вони добре відомі, але мета цієї статті - вказати способи уникнення складнощів, органічно присутніх дистанційній формі навчання. Такі складнощі є, і треба їх враховувати задля успішного втілення в життя дистанційного методу. Це вимагає від розробників дистанційного курсу вказаних нижче організаційних заходів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Сутність інтерактивного навчання полягає у тому, що навчальний процес відбувається за умов постійної, активної взаємодії всіх студентів і, звісно, викладача. Ця модель навчання досліджувалася у роботах [3 - 7], причому у роботах [3; 4] - на прикладі дисципліни математика. В роботі [4, 6] було доведено, що ця модель сприяє вихованню творчої особистості майбутнього фахівця.

Актуальність підходу до організації навчального процесу, як вказано в [5, с. 31], зумовлена наявністю у вищому освітньому просторі України суперечностей між:

- об'єктивною необхідністю впровадження особистісне зорієнтованих технологій і методик викладання різних дисциплін у освітній процес ВНЗ (О. Асмолов, І. Бех, Г. Балл, І. Якиманська та інші) і недостатнім рівнем психолого-педагогічної компетентності викладачів;

- існуванням у теорії та методиках викладання різних навчальних дисциплін сукупності методів демократизації, гуманізації, мотивації і стимулювання творчої навчально-пізнавальної діяльності студентів та використанням під час навчання, в основному, методів контроля.

Мета статті є висвітлення технології дистанційного навчання як однієї з моделей інтерактивного характеру навчальної діяльності в сучасному університеті, та складнощів, що виникають при детальній розробці дистанційного курсу, на прикладі дисципліни «Теорія ймовірностей та математична статистика».

Методи дослідження. Для досягнення мети були використані загальнонаукові методи дослідження технології освітнього процесу у системі багаторівневої вищої освіти.

Виклад основного матеріалу дослідження. Курс «Теорія ймовірностей та математична статистика» розрахований на студентів транспортного факультету (напрям підготовки «Транспортні технології») і автомобільного факультету (спеціальність - «Автомобільний транспорт»).

Мета вказаного курсу визначена наступним чином: «формування уявлень про методи теорії ймовірностей і математичної статистики; отримання знань з різних їх розділів; отримання відомостей про межі їх застосовності; розв'язання задач, що виникають у фахівців з дисциплін: «Організація перевезень і управління на транспорті», «Організація і регулювання дорожнього руху», «Транспортні системи», «Автомобілі та автомобільне господарство».

Загалом курс містить такі підрозділи:

1) презентація курсу;

2) глосарій;

3) форуми: питання - відповідь, форум новин;

4) сторінки: цілі і завдання курсу, відомості про автора, зміст розділів дисципліни, навчально- методичне забезпечення курсу (література та посилання на сайти в Інтернеті), вимоги до оформлення поточних контрольних робіт і відповідей на форумі, форма підсумкового контролю, список літератури;

5) файли: завдання для виконання підсумкової контрольної роботи, графік навчання, робоча програма.

Розглянемо зазначені пункти докладніше. Презентація повинна містити не тільки структуровану інформацію про викладання дисципліни, а й формувати у студентів розуміння значущості дисципліни в освоєнні обраної спеціальності. Тому у презентації повинні бути представлені завдання прикладного характеру, розв'язання яких вимагає використання методів і прийомів досліджуваної дисципліни. У презентації стисло вказані: послідовність викладення тем курсу, мета навчальної дисципліни, завдання курсу, рекомендації щодо роботи з курсом, короткі відомості про автора, його робочий телефон та адреса електронної пошти.

Глосарій включений до курсу згідно загальних вимог до усіх навчальних курсів. Глосарій дистанційного курсу як тлумачний словник термінів, повинен містити визначення і тлумачення термінів, а також приклади їх використання з коротким поясненням. На думку автора, ці загальні умови дуже корисні для курсів математичного змісту (одним з яких є теорія ймовірностей). Невід'ємною частиною математичних курсів є точні визначення усіх нових термінів (наприклад, ймовірності випадкової події, невизначеного інтеграла або диференціального рівняння). Декілька повторень тлумачення математичних термінів протягом усього дистанційного курсу збагачує гуманітарний аспект технології інтерактивного навчання.

На форумі «питання - відповідь» студент може поставити викладачу питання та одержати на нього відповідь. Це спрощує спілкування здобувача та викладача, яке відбувається дуже просто і швидко і є дуже важливою складовою навчання.

На сторінці «цілі і завдання курсу» вказане висвітлюється докладніше, ніж у презентації, а також наведено перелік дисциплін, на яких спирається даний курс і докладні рекомендації по роботі з ним.

На сторінці «відомості про автора» наведені посада, науковий ступінь та звання, стаж роботи викладачем та фото автора.

На сторінці «зміст розділів дисципліни» наведені основні питання курсу, згруповані по модулях, але без розбиття на заняття і без прив'язки до часу. Зрозуміло, що цю інформацію можна знайти у робочій програмі, але там вона змішана з іншими даними і тому займає набагато більше місця.

Виокремлення основних питань курсу (які дуже корисні, наприклад, при підготовці до екзамену) дає студенту матеріал у зручному вигляді. Для спрощення вивчення курсу необхідно подати студенту потрібний матеріал в зручному вигляді, виключивши роздрукування і тим більше редагування навчального матеріалу. Зокрема, для такого редагування зручно копіювати текст з екрану. На жаль, не усі сайти дозволяють копіювати текст з екрану у неспотвореному вигляді, тим більше, текст з формулами. Припустимим є навіть дублювання невеликого обсягу інформації у різних навчальних матеріалах, щоб студент мав «усе, що треба» в одному документі, а якщо можливо - навіть в обсязі, який вміщується на одному екрані.

Вимоги до оформлення поточних контрольних робіт і відповідей на форумі містять важливу вичерпну інформацію, щоб виключити по можливості ситуацію, коли робота або відповідь студента по суті не містить помилок, але її оформлення незадовільне, бо не дозволяє оцінити рівень знань учня. Наприклад, незрозуміло, що є відповіддю на питання (задачу) або на чому ґрунтуються наведені обчислення, або практично відсутні пояснення.

Нарешті, графік навчання дає можливість студенту планувати темп вивчення матеріалу та строки виконання контрольних заходів.

Після вказаних розділів наведено розбитий на модулі (а кожен модуль - на тижні) увесь курс дисципліни. Для кожного тижня вказана його мета, назви лекцій, приклади розв'язання задач та задачі для самостійного розв'язання. Зауважимо, що матеріал кожної лекції розбитий на такі питання, щоб викладення кожного з них вміщалося на одному «екрані», тобто щоб учень міг одночасно бачити усе питання цілком. Контрольні заходи і їх зміст також розміщені у тижнях, у яких їх потрібно виконувати. Це впорядковує роботу студента.

Тепер зупинимося на тестах, які передбачені в курсі. Як відомо, є наступні види тестів (точніше, завдань в них):

1) питання та кілька варіантів відповідей, з яких одна вірна (найпоширеніший вид, найлегша для учнів форма);

2) питання, відповідь на яке має ввести студент;

3) співставлення. Студенту подається два набори списки, і він має співставити кожен варіант одного списку з відповідним на його думку варіантом іншого;

4) завдання по визначенню пріоритетності. Суть завдання полягає в тому, щоб розставити певні елементи в правильному порядку, порядку їх пріоритетності, або в тому щоб, певним чином, виділити елементи, що мають більшу вагу.

У розглядуваному курсі використані перші два види, бо вони найкращим чином пристосовані до курсів математичних дисциплін взагалі і теорії ймовірності зокрема.

Щодо завдань першого виду, то практично кількість варіантів відповідей, наведених у ньому, має бути від трьох до п'яти. З двох відповідей можна вгадати вірну з ймовірністю 0,5, а п'ять чи більше відповідей вимагають значного часу на їх осмислення та вибір потрібної, тому такий спосіб можливий лише тоді, коли багато з запропонованих варіантів є майже очевидно неправильними (наприклад, відповідь, у якій ймовірність випадкової події є від'ємним числом або числом більше одиниці). Взагалі завдання першого виду дають менше інформації про знання студента, ніж завдання другого виду.

Для завдань другого виду, відповідь на які є число, що може не бути цілим (наприклад, може бути ірраціональним), у умові питання вказана точність відповіді (наприклад, десятковий дріб, округлений з точністю до 0,01). Це обов'язкова умова для завдань, що перевіряються без участі викладача (комп'ютерна перевірка). Якщо ж відповіддю є формула, задача створення вірної відповіді стає набагато більш складною (для завдань другого виду). Тому у розглядуваному курсі формули є відповіддю тільки для завдань першого виду.

Наведемо приклади завдань курсу.

- Знайти число а та ймовірність Р{2,4<Х<2,8}, якщо задана щільність розподілу (щільність ймовірності) неперервної випадкової величини Х:

Відповіді округлити до 0,01.

-- Якщо щільність ймовірності випадкової величини дорівнює

Який закон розподілу має ця випадкова величина?

Оберіть одну відповідь:

a. дискретний;

b. нормальний;

c. показовий;

d. рівномірний.

- Імовірність будь-якої випадкової події може бути рівною числу ?

Оберіть одну відповідь:

a. вірно;

b. невірно.

Взагалі, якщо відповідь на питання вимагає декількох дій з числами, результат яких не є цілим числом, то помилки округлення проміжних результатів можуть призвести до помітної помилки у відповіді. Тому цю похибку доводиться закладати у відповідь, яку вважаємо правильною. Наприклад, якщо правильною є відповідь 5,2, то треба вважати правильною відповіддю будь яке число в деякому числовому інтервалі з серединою 5,2. Ширина цього інтервалу залежить від кількості проміжних дій. Із- за можливих помилок округлення бажано також уникати завдань, розв'язання яких вимагає виконання довгих ланцюжків обчислень з наближеними числами, а також наближених обчислень, що можуть призвести до похибок. Приклади таких обчислень добре відомі у теорії чисельних методів; найпростішим з них є ділення на мале (близьке до нуля) число, яке обчислюється наближено (з похибкою, хоча б і малою).

Наприкінці курсу наводиться чат «підсумки навчання». В ньому на обговорення виносяться питання:

1. Які труднощі Ви відчували при проходженні даного курсу?

2. Скільки часу пішло на виконання підсумкової контрольної роботи?

3. Вивчення будь тим було найбільш важким для Вас?

Зрозуміло, студент може у чаті висловити і інші скарги та пропозиції.

Мета чату - знаходження «вузьких місць» курсу для його подальшого вдосконалення.

Висновки з дослідження і перспективи подальших розробок. Хоча описані вище дані відносяться, строго кажучи, до реалізації курсу «Теорія ймовірностей та математична статистика» для навчання здобувачів в галузі знань «Транспорт и транспортная инфраструктура», ті ж розділи та особливості характерні для усіх розділів курсу вищої математики і для інших спеціальностей.

Для максимальної ефективності дистанційного навчання його потрібно правильно організувати за допомогою системи організаційних, технічних, програмних і методичних заходів. Упровадження таких сучасних елементів технологій навчання, як мультимедійність, інтерактивність, надання навчального матеріалу залежно від попереднього результату, тощо, дозволяє створити ефективне навчальне середовище. Відмінності дистанційного (від очного) навчання вимагають правильної його організації, зокрема подання матеріалу у зручній для студента формі.

Останнім часом технологія дистанційного навчання сприймається як дистанційна підтримка студентів денної форми навчання. В результаті дистанційні інтерактивні технології слід сприймати як надійні засоби модернізації очного навчання, які відкривають шлях до створення нових моделей навчання, до формування нових типів взаємодії суб'єктів освітнього процесу.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ

дистанційний інтерактивний теорія ймовірність

1. Ємельянова Т.В. Темпоральні масштаби механізмів активізації когнітивного простору особистості / Т.В. Ємельянова, І.М. Климова // Педагогічні науки: теорія, історія, інноваційні технології. - 2017. - Вип. 8(72). - С. 270-278.

2. Інтерактивні технології на уроках математики / Уклад. І.С. Маркова. - Х.: Основа, 2008. - 126 с.

3. Лосєва Н.М. Активні методи навчання в курсі аналітичної геометрії / Н.М. Лосєва // Дидактика математики: проблеми і дослідження. - Донецьк, 2008. - Вип. 29. - С. 29-34.

4. Пузирьов В.Е. Викладання математичних дисциплін в контексті виховання творчої особистості майбутнього фахівця / В.Е. Пузирьов // Вісник Національної академії Державної прикордонної служби України: Серія: Педагогіка. - 2015. - Вип. 4. - С. 16.

5. Лосєва Н.М. Інтерактивні технології навчання математики: навч. посібн. для студ. вищ. навч. закл. / Н.М. Лосєва, Т.В. Непомняща, А.Ю. Панова. - К.: Кафедра, 2012. - 227 с.

6. Лосева Н.М. Розвиток ідеї самореалізації особистості / Н.М. Лосєва // Рідна школа. - № 5. - 2004. - С. 71-74.

7. Лосєва Н.М. Сучасний підхід до вивчення особистості керівника освіти / Н.М. Лосєва, Е.К. Степаненко // Педагогіка і психологія. - № 3 (68). - 2010. - С. 64-73.

8. Ярхо Т.О. Фундаменталізація математичної підготовки майбутніх фахівців технічного профілю у вищих навчальних закладах: монографія / Ярхо Т.О. - Харків: ХНАДУ, 2016. - 284 с.

Размещено на Allbest.ru