Систематизация структуры и содержания системы программно-методического обеспечения построения электронных практикумов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Систематизация структуры и содержания системы программно-методического обеспечения построения электронных практикумов

Информационные технологии в образовательном процессе применяются не только для обучения и управления. Дистанционное образование, самообразование студентов и преподавателей, простота и мобильность Internet - все это новые возможности, для современного пользователя, участвующего в образовательном процессе. В этой статье рассматриваются структура и содержание системы программно-методического обеспечения построения электронных практикумов для систем дистанционного обучения.

Новые образовательные стандарты и сформулированные в них требования к квалификации выпускников высших учебных заведений ставят перед высшими и средними профессиональными образовательными учреждениями задачи активного использования новых информационных технологий в организации и проведении учебного процесса.

Одной из таких задач является разработка и внедрение специализированных электронных автоматизированных учебных комплексов. Одним из выбранных министерством образования и науки Российской Федерации путей решения этой проблемы является разработка и внедрение специализированных электронных автоматизированных учебных комплексов, доступных всем заинтересованным учебным заведениям и пользователям через Internet.

Одним из значимых составляющих таких комплексов является автоматизированный лабораторный практикум. Очевидно, что для профессионального становления будущего специалиста наиболее важен лабораторный практикум, формирующий основные практические умения и навыки, определяющие, в свою очередь, профессиональную подготовку этого специалиста.

Для выполнения поставленной задачи необходимо сформировать структуру системы программно - методического обеспечения построения электронных лабораторно - практических практикумов, а также содержание дидактических материалов.

Основу образовательного процесса при дистанционном обучении составляет целенаправленная и строго контролируемая интенсивная самостоятельная работа студента, который может учиться в удобном для себя месте и в удобное время, имея при себе набор (кейс) средств обучения (методические указания, учебные пособия, учебники, электронные лабораторные практикумы, аудиокассеты с установочными лекциями).

В настоящее время многие учебные заведения представляют образовательные услуги с применением дистанционных технологий, сочетая виды технологий в зависимости от «отраслевой» особенности учебной дисциплины и от степени развития компьютерной базы. Наиболее перспективными, конечно, являются сетевые технологии в информационно - образовательной среде открытого образования [1]. Это такие системы, как: WebTutor, ОРОКС 2.0, СДО Прометей 4.Х, Гекадем и многие другие. Internet представляется почти идеальным техническим средством для дистанционного образования в Российской Федерации.

Для реализации приложений в этом классе обучающие продукты используют следующие языковые программно-лингвистические средства:

Стандартный интерфейс шлюза (Common Gateway Interface) - CGI. CGI - это механизм для выбора, обработки и форматирования информации. Возможность взаимодействия, обеспечиваемая CGI, предоставляется во многих формах, но в основном это динамический доступ к информации, содержащейся в базах данных.

Язык JavaScript. JavaScript представляет собой в чистом виде интерпретируемый язык (своего рода язык сценариев) который может быть интерпретирован стандартным Web - браузером. Главной целью языка JavaScript является обеспечение активного взаимодействия HTML-документов с пользователем.

- Технологии JAVA. В узком смысле слова Java - это объектно-ориентированный язык, напоминающий C++, но более простой для освоения и использования. В более широком смысле Java - это целая технология программирования, изначально рассчитанная на интеграцию с Web-сервисом, то есть на использование в сетевой среде.

Считаем, что наиболее перспективная трехуровневая модель программного комплекса:

- клиентское приложение,

- сервер приложений,

- базы данных.

Первый уровень -- клиентское приложение, предназначенное для работы обучаемого. У большинства систем это программа - web-browser, позволяющий обучаемому работать с гипертекстовыми учебно-методическими материалами и базами данных, находящимися на сервере дистанционного обучения. В качестве клиентского приложения может быть использован web-browser Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera др. Второй уровень -- сервер приложений. Третий уровень -- базы данных программного комплекса дистанционного образования (рисунок 1)[2].

В качестве программного обеспечения для реализации системы построения лабораторно - практических практикумов для дистанционного обучения можно применить бесплатные операционные системы Linux, Internet-сервер Apache, средства для разработки приложений РНР и баз данных MySQL, что снимает вопросы приобретения дорогостоящих продуктов от MicroSoft, которые необходимы для эксплуатации известных средств дистанционного обучения.

При таком выборе программного обеспечения диалог пользователей с комплексом осуществляется с помощью интернет-страничек, формируемых скриптами, в зависимости от реакции пользователя. Ответы пользователя распознаются на основе данных форм, получаемых системой при нажатии пользователем определенной виртуальной клавиши из находящихся в страничке. Получив ответ и разобрав его, скрипт отсылает пользователю очередную страничку, являющуюся логическим продолжением для текущего режима работы.

При этом следует отметить важный момент. В отличие от любой прикладной программы, комплексу не нужно знать, какой вид деятельности ведет тот или иной пользователь, когда от него приходит запрос; он, будучи четко запрограммирован на то, что должен отослать пользователю в зависимости от полученного ответа, формирует необходимую страничку. Поэтому программный комплекс может обрабатывать серию запросов от ряда пользователей, занятых выполнением разных работ из всех возможных видов предусмотренных для любых категорий пользователей.

На основе существующих подходов можно определить следующую концептуальную структуру предлагаемых средств построения лабораторных практикумов.

Рисунок 1 - Структурная модель программного комплекса

Функциональная структура комплекса:

1. Разработка лабораторно - практического практикума:

- Разработка теоретического материала (разрабатывается и формируется краткий обзор теоретического материала, который необходимо знать для успешного выполнения лабораторно - практических заданий);

- Разработка заданий (разрабатываются и формируются лабораторно - практические работы, периоды и технологии их выполнения, виды отчетов, составляемых по результатам выполнения работ);

- Разработка системы контроля выполнения работ и оценки результатов (разрабатываются и формируются различные тестирующие материалы, которые необходимы для проверки и контроля усвоения теоретического материала, необходимого для успешного выполнения лабораторных работ, а также разрабатывается система оценивания результатов по выполненным практикумам).

2. Система управления процессом выполнения лабораторно - практических заданий:

- Освоение теоретического материала и знакомство с технологией выполнения (выполняется подготовка обучаемого по освоению теоретического материала, который необходимо знать для успешного выполнения лабораторной работы, а также его знакомство с технологией выполнения лабораторно - практической работы);

- Выполнение лабораторных работ (выполняются лабораторные работы, которые были определены для обучаемых, в ходе чего у них формируются практические навыки по дисциплинам);

- Система подготовки отчета о выполнении лабораторных работ (помимо выполнения лабораторных работ, обучаемые должны составить отчет о ходе выполнения, а также указать результаты, которые были получены).

3. Система организации оценки результатов выполненных лабораторно -практических работ:

- Предоставление информации о ходе выполнения лабораторных работ (для оценки уровня подготовки обучаемых о практических знаниях полученных в ходе выполнения лабораторных работ, преподаватель просматривает и изучает отчеты о ходе выполнения практических работ, а также результаты, полученные в ходе тестирования);

- Принятие решения преподавателем (в ходе анализа предоставленных отчетов и данных по тестированию, а также на основании разработанной системы оценки преподаватель принимает решение об уровне подготовки студентов).

4. Система управления ходом выполнения учебных работ (в ходе выполнения лабораторно - практических работ происходит отслеживание информации о сроках выполнения работ, их проверки, об уровне подготовки обучаемых и т.д., на основании которой может корректироваться процесс выполнения лабораторных работ)

При анализе существующих сетевых систем для дистанционного обучения можно сделать вывод о том, что систему для построения электронных практикумов лучше всего реализовать в виде набора самостоятельных модулей:

Модуль пользовательского интерфейса

Техническая реализация системы для построения электронных лабораторно -практических практикумов для дистанционного обучения представляет собой достаточно сложный программно-аппаратный комплекс. С программным обеспечением работает несколько категорий пользователей, среди которых:

преподаватели;

студенты;

авторы учебных курсов;

администраторы (менеджеры) - управляют и контролируют процесс обучения;

технические специалисты.

Для каждой из категорий пользователей системы должен быть реализован свой пользовательский интерфейс.

Модуль регистрации

Обеспечивает интерфейс регистрации на сервере, ведение базы данных по зарегистрированным пользователям, выполняет процедуру авторизации пользователя при повторных входах в систему.

Модуль разработки дистанционного занятия

Обеспечивает разработку и наполнение теоретическими, тестирующими и практическими материалами и их дальнейшее хранение в базе данных для проведения дистанционного обучения.

Модуль тестирования знаний

Обеспечивает контроль знаний и навыков учащегося на основе тестовых последовательностей вопросов.

Тестирование проводится в интерактивном режиме, используя разнообразные формы ответов (ввод текстовой или числовой информации, выбор решения из набора альтернатив или подмножества решений из множества и т.п.) на вопросы, представленные в различных формах (в виде текстов, графических образов и т.п.).

Каждый вопрос сопровождается набором параметров (весовой коэффициент сложности; максимально допустимое время на обдумывание учащимся; ссылки на информационные разделы, связанные с этим вопросом, и т.п.). Аналогично, каждый ответ также сопровождается набором параметров. При этом модуль допускает не только простую форму ответа, но также и ответы с коэффициентом полноты (неполные ответы, частично правильные ответы и т.п.).

Модуль позволяет проводить тестирование учащихся различными способами:

- контрольная работа -- тестовая последовательность с заранее заданным
набором вопросов;

- тест со случайным порядком - учащийся получает случайно сгенерированную
последовательность вопросов.

Результатом работы модуля является:

- протокол тестирования, включающий подробную информацию о каждом шаге учащегося в ходе тестирования (время обдумывания и т.п. а также ссылки на
информационные разделы, которые учащемуся следует повторно изучить). Протокол должен заноситься в специальную базу данных, используя уникальный код авторизации учащегося;

- оценка - вычисляется на основе протокола тестирования в зависимости от выбранного автором алгоритма вычисления оценки и шкалы оценивания. Модуль должен содержать несколько оценочных шкал (количественных и качественных) с соответствующими алгоритмами вычисления оценки.

Модуль учебного администратора (менеджера)

Обеспечивает возможность постоянного анализа процесса обучения учащихся для выработки рекомендаций по изменению отдельных составляющих учебных курсов с целью повышения эффективности процесса обучения. Формирование рекомендаций производится на основе заключений администратора, опираясь на анализ различных источников статистической информации (протоколов тестирования учащихся, протокола работы навигатора образовательных ресурсов и других).

Модуль консультационной поддержки

Обеспечивает учащихся возможностью запросить консультацию у специалистов. Вопрос учащегося и ответ специалиста может быть в мультимедиа представлении.

Консультационная поддержка учащихся может вестись в нескольких видах:

- «Оперативная консультация» -- позволяет учащемуся осуществлять общение с дежурным специалистом в On-Line режиме.

- «Форум вопросов и ответов» -- обеспечивает учащихся механизмом совместного обсуждения возникающих в процессе обучения вопросов и поиска на них ответов под руководством модератора форума.

- «Часто задаваемые вопросы» -- библиотека классифицированных экспертом наиболее часто задаваемых учащимися вопросов и ответов на эти вопросы. Формируется на основе предыдущих видов консультационной поддержки. Разделы данной библиотеки представляют для учащегося дополнительный информационный ресурс по изучаемой теме.

Лента новостей и доска объявлений

Модуль позволяет пользователям регулярно получать новостную информацию из области образования, науки, технологий, связанную с представленными в комплексе учебными занятиями[1, 2, 3, 4].

Таким образом, анализируя рассмотренное выше, можно сделать вывод о том, что модульная архитектура позволяет выбирать и наращивать функциональность системы.

Модули осуществляют: управление работой системы программно - методического обеспечения построения электронных лабораторно - практических практикумов для дистанционного обучения (координацию функционирования всех компонентов системы); обмен данными в системе; мониторинг процесса функционирования системы; мониторинг процесса обучения (контроль выполнения планов обучения; контроль хода лабораторно-практических занятий и др.).

Каждое лабораторно - практическое занятие содержит совокупность образовательных и информационно-справочных ресурсов, необходимых для самостоятельной подготовки к соответствующей учебной работе. Разделы занятия, которые трудно изложить и понять в текстовом и графическом виде, сопровождаются видео- и анимационными клипами и аудиофрагментами.

Также можно сделать вывод о том, что комплекс дидактических Интернет-материалов электронных практикумов должен представлять следующую структуру и содержание:

Общая информация о занятии - краткая характеристика занятия, для которого она предназначена, что необходимо знать и уметь для его успешного усвоения, цели и задачи, структура, порядок работы, практическое значение данного занятия.

Теоретический материал занятия -- представляется с иллюстрациями, выделенными ключевыми словами и определениями, ссылками на дополнительные источники информации в сети Интернет.

Блок тестирования - включает различные тестирующие вопросы и задания (для определения состояния знаний учащегося по данному занятию).

Лабораторно - практический практикум - направленный на исследование учащимся различных закономерностей в предметной области их практической подготовке, для более качественного и глубокого понимания усвоенных теоретических знаний на основе их применения в практических примерах,

Календарь обучения - оптимальные сроки выполнении лабораторно - практического задания, сроки отправки на проверку,

Глоссарий - содержит термины на русском и иностранных языках, список общепринятых сокращений и аббревиатур.

Библиография - содержит список рекомендованной основной и дополнительной литературы, адреса Web-сайтов, содержащих полезную для выполнения лабораторных работ информацию. Каждая ссылка сопровождается аннотацией.

Литература

информационный образовательный систематизация

1.Российский портал открытого образования: обучение, опыт, организация / Отв. ред. В.И. Солдаткин. - М.: МГИУ, 2003. - 508 с.

2.Лобачев С.Л., Солдаткин В.И. Российский портал открытого образования OPENET.RU: проблемы и перспективы. - Российский государственный институт открытого образования. - М.: МГИУ, 2002. - 148 с.

3.Романов А.Н., Торопцов В.С., Григорович Д.Б. Технология дистанционного обучения в системе заочного экономического образования. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 303 с.

4.Андреев А.А., Каплан С.Л., Краснова Г.А., и др. Основы открытого образования / Отв. ред. В.И. Солдаткин. - Т.1. - Российский государственный институт открытого образования. - М.: НИИЦ РАО, 2002. - 676 с.

Размещено на Allbest.ru