Секция 4 Качество образования и методы его измерения
| Вид материала | Документы |
- Секция 5 Качество образования и методы его измерения, 4057.3kb.
- Лекция Экспериментальные методы измерения равновесной адсорбции, 296.24kb.
- Секция: Химия, 115.98kb.
- Доклад «Мониторинг учебной деятельности», 68.13kb.
- Методы измерения пэмин: cравнительный анализ, 113.37kb.
- Правила записи результатов измерений. Оценка погрешностей косвенных измерений, 33.24kb.
- Системный подход как основа качества профессионального образования, 59.36kb.
- Xix всероссийская конференция, 249.97kb.
- Гост 24846-81 "Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений", 380.07kb.
- Государственный стандарт СССР гост 26824-86 "Здания и сооружения. Методы измерения, 205.34kb.
Литература
1. Грэхем И. Объектно-ориентированные методы. Принципы и практика. // М.: Издательство «Вильямс», 2004.
COMPUTERIZED TEACHING SYSTEM «T&T» FOR INDIVIDUAL STUDENTS’ WORK
Petushkova O.G., Ilyina E.A. (dar_nas@rambler.ru)
Magnitogorsk State University, Magnitogorsk State Technical University named after G.I.Nosov
Abstract
The article is devoted to the problem of using computerized teaching system in the educational process of the University. The problems are connected with the development of the essencially new program “Teaching and Testing” allows to optimize the process of individual students’ work.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА «ОИТ» ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Петушкова О.Г., Ильина Е.А. (dar_nas@rambler.ru)
Магнитогорский государственный университет, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Научно-технический прогресс вызвал бурный рост общего объема информации. Появляются новые отрасли знаний, новые дисциплины обучения. Потребность в овладении информацией, повышение скорости и продуктивности ее анализа многократно возрастает. Образование отстает от развития научно-технического прогресса. Отсюда и мировой кризис в образовании. Значимым при этом является умение студентов организовывать самостоятельную работу по поиску и освоению учебного материала. В связи с этим появился социальный заказ на новые высокоэффективные технологии обучения и подготовки кадров, которые позволят организовать самостоятельную работу студентов таким образом, что скорость усвоения информации повысится.
Одним из путей решения этой проблемы является, на наш взгляд, использование автоматизированной обучающей системы (АОС) в учебном процессе, которая позволит сократить время для студентов – в обучении предмета, для преподавателя – систематизировать и контролировать процесс обучения.
Анализ литературы по проблеме АОС свидетельствует о возросшем профессиональном интересе отечественных ученых к созданию и эффективному внедрению АОС в учебный процесс высшей школы. Анализ специальной литературы, изучение практического состояния проблемы позволяет утверждать, что на сегодняшний день процесс автоматизации учебного процесса до сих пор не стал предметом комплексного исследования. За годы компьютеризации создано огромное количество обучающих программ различного назначения и качества. Чаще всего такие программы создавались с чисто коммерческими целями в отрыве от педагогического процесса, т.е. без участия педагогов-практиков, что существенно отразилось на их качестве и эффективности.
В настоящее время существует множество обучающих систем по самым различным предметам и большое количество средств их разработки. Однако пока АОС не нашли достаточно широкого применения в учебном процессе. Основной причиной такого положения представляется высокая трудоемкость создания обучающих программ. Далеко не всегда преподаватель может воспользоваться готовой обучающей программой.
Таким образом, расхождение между требованиями научно-технического прогресса к повышению эффективности обучения и недостатки современных методов усвоения информации ставят проблему разработки таких автоматизированных обучающих систем, которые по своей эффективности были бы соизмеримы с интенсивной работой преподавателя-профессионала, но при этом он не испытывал бы повышенной нагрузки.
Нами в 2002 г начата экспериментальная работа по теме «Самостоятельная работа студентов с использованием автоматизированной обучающей программы» За этот период осуществлен анализ состояния исследуемой проблемы в теории и практике образования, оценена степень разработанности проблемы в отечественной и зарубежной научной литературе, изучено состояние проблемы в реальной практике высших учебных заведений.
Проведено наблюдение за процессом обучения студентов с первого по пятый курс по дисциплинам: «Информатика», «Обработка экспериментальных данных и планирование эксперимента», «Вычислительные машины, системы и сети», «Эконометрика», «Моделирование и оптимизация свойств материалов и технологических процессов», «Операционные системы», «Операционные системы реального времени», «Человеко-машинное взаимодействие».
Проведен анализ эффективности самостоятельной работы студентов при традиционной подготовке к занятиям с опорой на печатные источники (книги, учебные пособия, методические указания и т.д.), который показал следующее:
• студенты не регулярно осуществляют самостоятельную подготовку;
• студенты затрачивают много времени на поиск необходимой информации;
• некоторые этапы самостоятельного овладения информацией студентами упускаются;
• преподаватель не всегда может оценить степень индивидуального продвижения студента в овладении учебным материалом в процессе самоподготовки;
• студенты могут допускать существенные теоретические и практические ошибки при самостоятельной работе, а преподаватель лишен возможности оказать помощь в этот момент.
Программа содержит несколько основных тем, изучаемых в рамках учебной дисциплины. Каждая из тем включает: изучение теоретического материала, решение примеров и задания для контроля для проверки усвоения материала. В связи с этим программа содержит информационный блок, блок выбора и контрольный блок.
Информационный блок отвечает за обеспечение информации для пользователя при входе в систему, при получении справочного материала и при получении результатов по прохождению контрольных примеров.
Блок выбора имеет ограниченный набор тем (задаются преподавателем).
Контрольный блок несет функции по оценке верности полученного ответа, накопления данных и подведения общей статистики по ответам одного студента и целой группы.
На наш взгляд это позволит студентам полнее усваивать материал. При этом важно, что сократятся временные затраты и студент оперативно и объективно будет информирован системой об успешности его действий.
При помощи автоматизированной обучающей программы «ОиТ» возможна целенаправленная самостоятельная работа студентов по освоению содержания тех дисциплин, с получением операвной информации об уровне овладения содержанием материала и эффективности решения задач. АОС по сути является средством оптимизации самостоятельной работы студентов и может найти широкое применение в учебном процессе высшей школы.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ ОПИСАНИЯ МЕТАДАННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
Семенов А.Ю. (zmey2@mail.ru)
Московский Энергетический Институт (Технический Университет)
При разработке материалов электронного обучения, таких как электронные учебники, тесты, виртуальные лабораторные практикумы, можно до определенного момента игнорировать проблему стандартизации систем и материалов, однако при дальнейшем развитии, росте и усложнении систем, вовлечение в процесс разработки и обучения всё большего количества людей, неверная политика стандартизации может привести к краху проекта. Несмотря на то, что применение стандартов может быть затратным в плане материальных и человеческих ресурсов, а также накладывать некоторые ограничения на развитие учебных материалов, следовать стандартам всё необходимо.
Обучающие материалы могут быть разработаны на основе различных технологий, платформ и форматов данных, но все они требуют единого формата описания и стандартизации протокола взаимодействия, что позволяет осуществлять эффективный поиск и доступ к материалам, строить обучающие курсы из разнородных материалов, а также обеспечивать доступ к обучающим материалам лиц с ограниченными возможностями.
Применение стандартов позволяет обеспечивать повторное использование разрабатываемых компонентов, расширить круг лиц, способных участвовать в разработке, повысить масштабируемость системы, повысить качество и снизить в конечном итоге расходы на разработку
По типу направлений стандартизации, существующие и разрабатываемые стандартны можно поделить на следующие группы:
• Стандарты содержимого и упаковки – определяют методы упаковки и маркировки файлов для повышения управляемости учебным курсом
• Коммуникационные стандарты – определяют базовые способы коммуникации системы управления с компонентами обучающего курса
• Стандарты метаданных – определяют способы описания обучающих объектов
• Стандарты доступности – определяют способы, облегчающие доступ к учебным материалам лиц с ограниченными возможностями
Рассмотрим вкратце ситуацию в области международных стандартов образовательных материалов.
Работы в области стандартизации ведутся параллельно несколькими организациями:
• Глобальный образовательный консорциум (IMS)
• Комитет по стандартизации образовательных технологий Института инженеров в области электротехники и электроники (IEEE LTSC)
• Комитет по компьютерному обучению в авиационной промышленности (AICC)
• Технический комитет по информационным технологиям Международной организации по стандартизации (JTC ISO)
Из всех спецификаций наиболее проработанным и готовым к принятию «де-юре» является стандарт Learning Objects Metadata, LOM, разрабатываемый IEEE 1484.12
Отдельно стоит отметить стандарт ГНИИ ИТТ "Информика" «Метаданные информационных образовательных ресурсов для интернет-каталогов», опубликованный по адресу u/db/portal/e-library/00000046/00000046.php , основанный на спецификации LOM, с учётом российских особенностей и существующей системы государственных стандартов.
В настоящее время на кафедре ФЭМАЭК МЭИ в рамках создания виртуального лабораторного практикума ведутся работы по стандартизации метаданных о виртуальных лабораторных работах в соответствии со спецификацией стандарта LOM. С этой целью собирается и структурируется информация о жизненном цикле каждой лабораторной работы, технических требованиях предъявляемых к оборудованию и ПО, правах интеллектуальной собственности на разработанные учебные материалы, данные о взаимосвязях работ с другими образовательными ресурсами, аннотации и классификационные индексы.
Существует ряд программных средств, позволяющих упростить и автоматизировать создание структурированного описания данных об обучающих объектах. Среди них IMS Developers Toolkit (t.org), SCORM Metadata Generator (g). Нами предпочтение было отдано продукту Macromedia Authorware, как наиболее интегрированному со средой Macromedia Flash 2004 MX, в которой велась разработка виртуальных лабораторных работ.
По окончании данного этапа работ, сформированные в соответствии со стандартом XML файлы будут сделаны доступными для поиска и войдут в состав дистрибутива лабораторных работ.
ПРОЦЕСС САМООБРАЗОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБУЧАЮЩЕЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
Суслова И.А. (ipik@mail.ru)
Российский государственный профессионально-педагогический университет (Екатеринбург)
Экспертные системы должны быть сильны знаниями, даже если они слабы методами… Сила заключается в знаниях.
Эдвард Фейгенбаум (Edward Feigenbaum), Стэндфордский университет
Для реализации задач, стоящих перед современным образованием, нужна эффективная, гибкая, модульная система самообразования, базирующаяся на наиболее передовых технологиях и средствах обучения. Роль процесса самообразования нельзя недооценивать. Специфика многих современных профессии такова, что специалистам необходимо постоянно учиться, повышать свою квалификацию, заниматься самообразованием, а в некоторых случаях – осваивать новую специализацию без отрыва от основного места работы.
Успешность самообразования во многом зависит от организации учебного материала и технологии его использования. Если курс предназначен для взаимодействия преподавателя и обучаемого, то соответственно и требования к организации такого курса, принципы отбора, построения, структурирования материала, обеспечение контроля буду определяться особенностями этого взаимодействия.
В настоящее время разработана локальная и сетевая версии экспертной системы ExpSys_2.0 для отслеживания уровня знаний обучаемых и их коррекции, проведена их апробация в учебном процессе (рис.1.)
Рис.1. Процентное соотношение результатов внедрения обучающей экспертной системы.Согласно полученным результатам можно утверждать, что данная разработка способна, с одной стороны, максимально повысить эффективность самообучения за счет адаптивного тестирования, направленного на обнаружение и устранение пробелов в знаниях по предметным областям. С другой стороны, самообучение на основе структурированного учебного материала способно полностью изменить ход процесса самообучения, что видится наиболее важным в силу сложившихся проблем образования.
Модель управления учебным процессом в условиях использования обучающей экспертной системы предполагает использование таковой как средства реализации полного цикла управления обучением или его части (рис. 2).
Рис.2. Модель управления учебным процессом в условиях использования обучающей экспертной системы.
Для создания программных средств, реализующих адаптивную систему тестирования, необходимо:
• выбрать модель представления знаний об учебном материале, раскрывающем заданную тему;
• разработать базу знаний и средства ее наполнения;
• разработать экспертную систему, позволяющую на основе существующей базы знаний и ответов обучающихся логически выводить оценку.
По результатам экспериментального тестирования были сделаны следующие выводы:
1. при разработке тестов для экспертной системы необходим анализ учебного материала с его представлением в виде семантической сети, что обуславливает полноту и глубину охвата познаний темы тестирования, однако увеличивает трудоемкость составления тестовых заданий;
2. экспертная система показывает «провалы» в познаниях учащегося, формируя упорядоченный список неизвестных ему понятий;
3. экспертная система позволяет существенно сократить временной интервал тестирования за счет адаптации к уровню знаний учащегося во время тестирования;
4. надежность и валидность тестов определяется качеством тестовых заданий и не зависит от схемы тестирования.
Литература
1. Андреев А.Б., Акимов А.В., Усачев Ю.Е. Экспертная система анализа знаний «Эксперт-ТС». // rector@pti.ac.ru.
2. Андреев А.Б., Усачев Ю.Е. Экспертная система анализа знаний как инструмент контроля усвоения зачетных единиц. // andreev@pti.ac.ru.
ORGANIZATION THE WORK OF PUPILS WITH THE VIRTUAL LEARNING OBJECTS
Hudyakova A.V. (Hudyakova@yandex.ru)
Perm State Pedagogical University (PSPU)
Abstract
In article is considered main points of the methods of training the skills of pupils to work with the virtual learning objects in process of the teaching the school physics.
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ШКОЛЬНИКОВ С УЧЕБНЫМИ ОБЪЕКТАМИ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ ОБУЧЕНИЯ
Худякова А.В. (Hudyakova@yandex.ru)
Пермский государственный педагогический университет (ПГПУ)
Процесс обучения может осуществляться как в форме усвоения обучаемым «готового» знания, так и в форме учебного исследования. Большую часть учебной информации школьники приобретают в «готовом» виде. Книга на сегодня – главный источник «готовой» учебной информации. «Готовое» учебное знание представлено и в виртуальной информационной среде. В этих двух средах используются общие для них формы представления предмета учения: текст, рисунки, фотоиллюстрации, графики, таблицы и т.п. При этом в виртуальной среде обучения задействованы весьма специфические для нее формы представления учебного материала: гипертекст, анимации, демонстрационные и манипулятивные динамические модели объектов и процессов, элементы «виртуальной реальности» (тренажеры, конструкторы, имитаторы), аудиоинформация и видеосюжеты.
Обращаясь к строгой научной лексике, следует сказать, что предмет учения представлен и описывается в виртуальной среде качественно новой совокупностью учебных объектов. Концепцию учебного объекта (learning object) предложил в 1992 г. Вэйн Ходжинс [1]. Комитетом стандартов обучающих технологий IEEE учебный объект определяется как «… любая сущность, цифровая или нет, которая может быть использована в одном и более контекстах, или на которую может быть сделана ссылка во время технологически обеспеченного обучения» [2].
На образовательном рынке России в последнее время появилось достаточно большое число электронных учебных изданий. Задействованные в них медиаформы представления учебной информации существенным образом влияют на состав умений, которыми должен владеть современный школьник для того, чтобы успешно осваивать учебный предмет в новых условиях обучения. Умения в работе с объектами традиционной среды обучения (например, объектами учебной книги) при потреблении «готового» знания должны дополниться соответствующими умениями в работе с объектами виртуальной информационной среды. Каждое умение имеет сложный процедурно-операционный состав и формируется поэтапно. Первоначальное формирование значительного числа умений работы с информацией виртуальной среды обучения осуществляется в курсе информатики. Их закрепление, конкретизация и дальнейшее развитие должно происходить уже в предметных учебных курсах. Для предметной области «физика» к таким умениям относятся:
• умение работать с гипертекстом (ГТ);
• умение работать с электронными таблицами и графическими объектами виртуальной среды обучения;
• умение работать с аудио- и видеоинформацией;
• умение работать с виртуальными динамическими моделями;
• умение работать с поисковыми системами ЭУИ и сети Интернет;
• умение создавать в виртуальной среде собственные файлы, документы, презентации, Web-страницы.
Методика формирования у учащихся перечисленных выше умений включает в себя следующие положения:
• обучение в комплексной информационной среде должно строиться с учетом принципа дополнительности форм представления информации с помощью различных учебных объектов;
• формирование умений в потреблении и обработке учебной информации должно быть организовано на основе принципа преемственности, связанного с согласованным (на содержательном и методическом уровнях) развитием у школьников опыта работы с однотипными для двух сред (книга, виртуальная среда) учебными объектами; должны использоваться единые подходы к анализу однородной учебной информации, представленные в данных средах;
• обучение школьников умению работать с учебными объектами комплексной предметной среды должно осуществляться поэтапно, необходим поэлементный подход к формированию учебных умений;
• формирование умений в работе с учебными объектами комплексной среды обучения должно строиться на основе широкого использования обобщённых моделей деятельности;
• в процессе обучения необходимо активно использовать методы и приемы развития устной и письменной речи учащихся как ключевого средства развития их мышления и навыков саморегуляции учебной деятельности.
Литература
1. Сайт Комитета стандартов обучающих технологий IEEE (Learning Technology Standars Commettee, Institute of Electrical and Electronics Engineers) // .org/
2. Quinn, C. Learning Objects and Instruction Components / C. Quinn, S. Hobbs // e.org/periodical/vol_2_2000/
РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ
Черткова Е.А. (eachertkova@mail.ru)
Московский государственный университет инженерной экологии, г. Москва
Составной частью компьютерных технологий обучения являются электронные средства обучения с программными компонентами, в том числе — компьютерными обучающими системами, которые относятся к классу программных систем. Тенденции развития современных информационных технологий определяют постоянное возрастание сложности программного обеспечения компьютерных технологий обучения. Учитывая современные тенденции мировой программной индустрии в переносе основного акцента в разработке программных систем с программирования на проектирование [1-3], особое значение приобретают исследования в области разработки объектно-ориентированной методологии проектирования компьютерных обучающих систем, обеспеченного соответствующей инструментальной поддержкой.
Проектирование компьютерных обучающих систем представляет собой сложный процесс и связано с необходимостью решения научных, методологических, технологических и организационных проблем, которые в настоящее время требуют системно-комплексного исследования в их взаимосвязи и взаимодействии. Это обуславливает актуальность развития методологии компьютерных средств обучения для образовательной сферы, основанной на системном подходе к использованию современных методов программной инженерии.
В работе обосновываются следующие принципиальные положения методологии проектирования компьютерных обучающих систем.
1. Проектирование компьютерных обучающих систем необходимо осуществлять в соответствии с современными тенденциями программной инженерии на основе объектно-ориентированного подхода для результативного воплощения дидактических, функциональных и технологических решений.
2. Метод формирования модели итеративного и инкрементного технологического процесса объектно-ориентированного анализа и проектирования компьютерных обучающих систем должен быть основан на архитектуре и прецедентах системы.
3. Дидактические, функциональные и технологические решения, воплощаемые в компьютерных обучающих системах, должны быть формализованы путем компьютерного визуального моделирования модулей, информационные модели которых на любом выбранном уровне абстракции будут представлены визуальными проекциями на семантическую сущность [4].
4. Для возможности многократного использования проектных решений с целью значительного сокращения сроков проектирования при повышении его качества и снижении стоимости программных продуктов для сферы образования необходимо применение проектных паттернов.
5. Создания компьютерных обучающих систем на основе объектно-ориентированного подхода должно осуществляться в разработанных и внедренных интегрированных средах, ориентированных на прикладную область — образовательную сферу, с согласованием проектных абстракций с соответствующими стандартами, определяющими вычислительную инфраструктуру этой прикладной области.
Развитие методологии проектирования компьютерных средств обучения должно способствовать созданию инвариантных к языкам программирования объектно-ориентированной среды разработки и инструментария для предпроектных исследований, анализа и проектирования компьютерных обучающих систем путем компьютерного моделирования информационных, технологических и технических решений. Совокупность внедрения разработанных на основе объектно-ориентированного подхода моделей, методов и инструментария проектирования обеспечит повышение качества компьютерных обучающих систем и эффективности их использования в образовательной сфере.
Работа выполнена в рамках Межвузовской комплексной программы «Наукоемкие технологии образования» (МКП НТО) в 2001-2005 гг.