Содержание к диссертации
Введение 3
Глава 1. Анализ организации подготовки и контроля знаний 14
студентов при дистанционном обучении в учреждениях среднего профессионального образования
1.1. Проблемы дистанционного обучения учреждений 14
профессионального образования
Анализ педагогических технологий в системе дистанционного обучения учреждений профессионального образования
Анализ методик проведения контроля и оценки 24 уровня знаний в системе дистанционного образования
Анализ требований к информационному 30 обеспечению цифровых образовательных
ресурсов. 38
1.2. Математические методы и модели обучения и
тестового контроля
Модели связности учебных материалов 41
Методы и модели тестового контроля 44
Модели оценки сложности учебной информации 48
Моделирование совместного процесса обучения и тестирования 52
1.3. Описание процесса обучения в системе
дистанционного образования 52
1.3.1. Определение процессов обучения и тестового
контроля 58
1.3.2. Понятие структуры и описание подобных
процессов 65
Выводы по первой главе 67
Глава 2. Описание модели структуры и методики разработки 67
ЦОР при дистанционном обучении в учреждениях СПО
Построение формализованного описания фрагмента и структурного элемента цифрового образовательного ресурса
Формализованное описание подсистемы предъявления учебных материалов
Разработка концептуальной модели данных
хранилища ЦОР 83
Анализ предметной области хранения и обработки информационного наполнения ЦОР 89
Анализ информационных требований пользователей
Концептуальное проектирование ИЗ
2.3.4. Построение реляционной схемы данных \ \g
2.4. Методика разработки цифровых образовательных -
ресурсов 118
Основы архитектуры ЦОР \22
Последовательность создания ЦОР 125
Выводы по второй главе 126
Глава 3. Разработка методики использования цифровых
образовательных ресурсов при дистанционном обучении в 129
учреждениях среднего профессионального образования
Методика использования ЦОР в процессе подготовки 129 обучаемых при дистанционном обучении
Открытые образовательные модульные мультимедиа 133
системы 13^
3.3. Программная реализация системы использования ЦОР
на примере дисциплины «Информатика» 139
Аппаратно-программные требования 139
Подсистема «Конструктор структурных элементов» 140
Подсистема «Конструктор курсов» 142
Среда обучаемого 144
3.4. Экспериментальная проверка эффективности
использования ЦОР 147
Выводы по третьей главе 151
Заключение 152
Список использованной литературы
Введение к работе
Актуальность исследования. Дальнейшее развитие
профессионального образования становится невозможным без широкомасштабного внедрения в процесс подготовки и контроля уровня знаний обучающихся компьютерных и информационных технологий; спутниковых систем связи; учебного телевидения; массовой телефонизации, обеспечивающей подключение к информационным системам; насыщенности рынка компьютерными учебными программами, видеокассетами с учебными программами. Важным направлением является использование инновационных технологий на базе компьютерных телекоммуникаций. Активно этот процесс идёт при дистанционном обучении (ДО), которое имеет свою историю развития как у нас в стране, так и за рубежом.
Дистанционное обучение в учреждениях среднего профессионального образования (СПО) призвано решить такую приоритетную задачу в сфере образования, как внедрение современных образовательных технологий в учебный процесс и развитие навыков квалифицированной работы с цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР) на базе использования возможностей сети Интернет. Это, в свою очередь, формирует умение искать и находить нужную информацию, анализировать полученные данные, систематизировать результаты, грамотно и качественно подготавливать и представлять соответствующую информацию.
Реализация ожиданий от информатизации образования зависит во многом от принципов и качества разработки ЦОР, используемых в ДО. Соответственно, одной из главных задач создателей электронных ресурсов для профессионального образования является максимальная эффективность нового продукта.
Известно, что компьютер дает в руки пять новых педагогических инструментов: интерактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность,
производительность, от использования которых прямо зависят эффективность и качество цифровых образовательных ресурсов. До настоящего времени первые три инструмента использовались преимущественно в электронных изданиях на локальных носителях, а два последних - в интернет-ресурсах. ЦОР нового поколения одновременно используют все названные педагогические инструменты и являются высоко интерактивными, мультимедийно насыщенными электронными учебными продуктами, распространяемыми в глобальной компьютерной сети. Решение задачи создания сетевых мультимедиа ЦОР требует разработки новой архитектуры, унификации структуры содержательных компонентов электронных образовательных продуктов, а также разработки единой программной среды функционирования.
Для разработки новой архитектуры и унификации структуры ЦОР предлагается использовать компетентностный подход и технологию модульного обучения, которые решают задачу формирования конкретной профессиональной компетентности, дают возможность управлять качеством подготовки выпускника учреждения СПО.
Вопросы дистанционного обучения, компетентностного подхода в профессиональном образовании разрабатываются многими учеными-педагогами:
теоретические основы использования ДО исследуются в работах А.А. Андреева, П.П. Беленького, A.M. Бершадского, С.А. Бешенкова, В.В. Вержбицкого, В.Г. Кинелева, Е.С. Полат, С.А. Щеннйкова и др.; [36]
вопросам организации учебного процесса с использованием технологий ДО посвящены труды СВ. Алексахина, Е.В. Бурмистровой, В.И. Байденко, Л.А. Березовской, В.П. Беспалько, В.В. Гура, Ю.Л. Деражне, В.Д. Шадрикова, СЕ. Шишова, В.А. Яровенко и др.; [7, 8,12,15,17, 85,86]
практические проблемы информационного обеспечения учебного процесса, разработки ЦОР представлены в работах В.В.Голубова, М.И.Жалдака, Н.Д. Жилиной, В.М. Зуева, Е.В.Кашириной, А.В. Осина, Н.А. Резник и др.; [66,67]
понятия «компетентность», «компетентностный подход» раскрыты в трудах В.И. Байденко, Г.В. Безюлевой, В.А. Болотова, А.Т. Глазунова, С.А. Ефимовой, И.А. Зимней, Э.Ф. Зеера, Н.В. Ивановой, А.А. Кивы, А.Н. Лейбовича, И.Ю. Ляпиной, Д. Мертенса, Е.А. Рыковой, И.В. Чаплыгиной, О.В. Читаевой и других; [6,13,22,26, 35,48,49, 55]
развитию представлений о роли информационных и коммуникационных компетенций в образовании посвящены работы А.А. Кузнецова, К.К. Колина, И.В. Роберт, А.Л. Денисовой, Н.Г. Астафьевой и ряда других. [58,61]
В исследованиях показано, что в традиционной дидактике в основном преобладают объяснительно-иллюстративные формы и методы обучения с незначительной по объему по отношению ко всему методическому инструментарию активно-познавательной и самостоятельной работой студентов.
Использование компетентностного подхода при разработке ЦОР позволит создать структурированную и ориентированную на результат учебную документацию, учебные материалы и сам образовательный процесс в учреждениях СПО. При этом индивидуализация обучения может быть обеспечена за счет всестороннего использования процедур компьютерного тестового контроля, обеспечивающих динамическую идентификацию уровня подготовленности студентов. Однако в данном направлении отсутствуют работы по созданию комплексных методик и моделей анализа эффективности процедур тестового контроля. Проведение экспериментов на такой модели требует ее программной разработки с присущими ей методами
планирования экспериментов по оценке как механизмов предъявления тестовых заданий, так и процедур классификации и оценивания.
Проведенный анализ позволил выявить следующие основные противоречия, обуславливающие актуальность диссертационного исследования между:
потребностью учреждений СПО в развитии дистанционного обучения и отсутствием необходимых электронных ресурсов;
существующими объяснительно-иллюстративными формами электронных учебных комплексов и технологией проектирования образовательных программ на основе компетентностного подхода;
необходимостью повышения эффективности компьютерного тестирования и отсутствием работ по созданию комплексных методик и моделей анализа эффективности процедур тестового контроля;
необходимостью использования педагогами возможностей дистанционного обучения и недостаточной их практической готовностью к этой деятельности.
Актуальность проблемы и недостаточная ее проработанность определили тему исследования «Методика разработки и использования цифровых образовательных ресурсов при дистанционном обучении в учреждении среднего профессионального образования». Основные понятия, использованные в диссертации: Дистанционное обучение - образовательная технология, реализуемая в основном с применением информационных и телекоммуникационных технологий при опосредованном (на расстоянии) или не полностью опосредованном взаимодействии обучающегося и педагога.
Цифровой образовательный ресурс - информационный, хранимый и передаваемый в цифровой форме элемент образовательной среды, используемый студентом и педагогом непосредственно в учебном процессе.
Фрагмент ЦОР - организационно-методическая единица структуризации учебного материала на самом низком уровне.
Компетентностный подход - образовательная стратегия,
направленная на конструирование образования не только «от знаний», но и от «способа» деятельности и предполагающая такую организацию учебного процесса, при которой в качестве цели выступают сформированность совокупности профессиональных компетенций студента.
Модульная технология - организация учебного процесса, структурирующая содержание профессионального образования в виде модулей, состоящих из логически завершенных частей учебного материала для определенной профессиональной деятельности, сопровождаемых контролем знаний и умений студентов.
Цель исследования: создание и экспериментальная проверка использования цифровых образовательных ресурсов, разработанных на основе модульно-компетентностного подхода для дистанционного обучения учреждений среднего профессионального образования.
Объект исследования: образовательный процесс при дистанционном обучении в учреждении среднего профессионального образования.
Предмет исследования: формирование и использование цифровых образовательных ресурсов, разработанных на основе модульно-компетентностного подхода при дистанционном обучении в учреждениях среднего профессионального образования.
Гипотеза исследования: эффективность обучения и уровень овладения профессиональными компетенциями при дистанционном обучении в учреждениях среднего профессионального образования будут более высокими, если:
создать методику разработки и использования ЦОР, в основе которой лежит сочетание компетентностного подхода к структурированию учебного материала и современных информационных технологий с
разветвленным алгоритмом программирования для обеспечения модульного обучения;
разработать принципы автоматической генерации индивидуальной образовательной траектории при обучении с использованием ЦОР на основе формализованных математических методов и моделей;
увеличить наглядность представления учебных материалов за счет использования современных мультимедийных технологий при разработке ЦОР;
разработать методику процедур тестового контроля и программно-методическое обеспечение системы компьютерного обучения и тестирования;
разработать концептуальную модель компьютерного хранилища ЦОР.
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы предполагается решить следующие задачи исследования:
провести анализ процесса дистанционного обучения в учреждениях среднего профессионального образования, определить принципы модульного структурирования учебных материалов на основе компетентностного подхода;
выявить логические связи между цифровыми образовательными ресурсами для реализации образовательного процесса, корректировка которого осуществляется при помощи адаптивного компьютерного контроля усвоения знаний, умений, навыков;
теоретически обосновать, разработать и экспериментально проверить методику формирования и использования ЦОР при дистанционном обучении в учреждениях среднего профессионального образования для обеспечения индивидуализации обучения на примере дисциплины «Информатика»;
разработать структуру хранилища ЦОР с учетом особенностей модульно-компетентностного подхода их организации и макет интегрированной среды для обучения и контроля уровня усвоения учебного материала с комбинированными информационными и коммуникационными технологиями использования ЦОР;
провести опытно-экспериментальную проверку методики использования разработанных ЦОР при обучении дисциплине «Информатика».
разработать методические рекомендации для педагогов учреждений СПО по использованию ЦОР в процессе профессионального обучения.
Теоретико-методологическими основами исследования являются:
теория профессионального образования (С.Я. Батышев, Б.С. Гершунский, А.Т. Глазунов, А.Н. Лейбович, A.M. Новиков, П.Н. Новиков, И.П. Смирнов, Е.В. Ткаченко), основные положения теории и практики информатизации образования (В.П. Беспалько, Л.И. Долинер, И.Г. Захарова, М.М. Поташник, И.В. Роберт, П.И. Третьяков); теоретические подходы к разработке стандартов нового поколения на модульно-компетентностной основе (А.Н. Лейбович, Е.А. Рыкова, О.Б. Читаева); теория и методика педагогических исследований (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, А.Т. Глазунов, М.Н. Скаткин и другие).
положения, определенные в Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2006-2010 годы (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28.01.07 № 79-р), в Федеральной целевой программе «Электронная Россия» (Распоряжение Правительства Российской Федерации 12.02.2001 №207-р);
теория проектирования информационных систем, основы моделирования сложных систем, методология создания и развития информационных систем и технологий (А.А. Андреев, Л.В. Апатова, Е.Б. Баранова, С.А. Бешенков, Н.А. Гейн, И.Б. Готская, СВ. Панюкова, А.Б. Николаев). Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретический анализ литературы, практики работы учреждений СПО, Интернет-ресурсов по проблеме исследования;
анализ государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования с целью изучения характера и содержания деятельности специалиста, выявления профессиональных компетенций в их структуре;
методы теории систем, случайных процессов, экспертного оценивания;
методы факторного и многомерного статистического анализа, с привлечением математических пакетов Excel и Statistica;
обобщение и систематизация педагогического опыта, наблюдение, изучение результатов учебной и профессионально-педагогической деятельности.
Экспериментальная база исследования: колледж Российского Нового Университета, колледж СНГ Российского Нового Университета, кафедра «Корпоративные информационные системы» Российского Нового Университета, ГОУ СПО Строительный колледж № 1 г. Москвы. Этапы исследования.
1. Поисково-познавательный (2000-2001 годы): изучение состояния
дистанционного обучения в учреждениях среднего
профессионального образования и определение путей повышения эффективности образовательного процесса. На этом этапе выполнен
разносторонний анализ литературы по проблеме исследования с
целью обоснования актуальности проблемы в теоретическом аспекте
и выбора исходных теоретических установок, произведено
обобщение собственного опыта применения новых
информационных технологий в образовательном процессе.
Основной (2002-2005 годы): проверка и уточнение рабочей гипотезы, совершенствование логики эксперимента, разработка структуры и макета интегрированной среды для обучения и компьютерного контроля с комбинированными формами локального, сетевого и WEB-вариантов предъявления ЦОР на примере дисциплины «Информатика».
Заключительный (2005-2006 годы): уточнение и теоретическое обобщение результатов эксперимента, корректировка отдельных параметров, формулировка выводов, разработка методических рекомендаций.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования: разработаны принципы и методика формирования ЦОР нового поколения при дистанционном обучении в учреждении СПО на основе модульной технологии как средства реализации компетентностного подхода, состоящую из трех этапов: разработка структуры ЦОР, разработка дидактического обеспечения занятий, размещение курса в системе дистанционного обучения;
обосновано, что индивидуализация обучения ' при сохранении целостности учебного процесса реализуется за счет программируемое и динамической адаптируемости учебных материалов на основе использования ЦОР;
создана концептуальная модель компьютерного хранилища, которая включает в себя совокупность сетевых учебных мультимедиа ЦОР, обеспечивающих реализацию учебной
программы в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта. Практическая значимость исследования заключается:
в разработке и внедрении специализированной программной среды, обеспечивающей создание индивидуальной образовательной траектории и функциональную полноту системы компьютерного обучения в целях повышения доли самостоятельной работы студентов с использованием комбинированных информационных технологий;
в разработке ЦОР для дисциплины «Информатика», методика формирования которых может быть использована в учреждениях начального и среднего профессионального образования при изучении других дисциплин;
в разработке методики использования ЦОР, которая позволяет преподавателю эффективно реализовывать эти ресурсы при проведении учебных занятий;
в разработке формализованного описания существующих ЦОР и реализации компьютерного хранилища, которое позволяет их систематизировать, обеспечивая при этом быстрый поиск по заданным критериям.
Основные положения, выносимые на защиту:
модульная технология структуризации ЦОР, как средство реализации компетентностного подхода, которая определяет структуру содержания обучения и последовательность предъявления элементов дидактической системы (целей, содержания, способов управления учебным процессом) в форме модульной программы;
методика использования ЦОР нового поколения для дистанционного обучения в учреждениях СПО и возможность ее использования при традиционном обучении;
процесс формирования индивидуальной образовательной траектории
по предложенной методике разработки и использования ЦОР,
учитывающей предшествующие знания, умения, навыки, уровень
познавательной самостоятельности, степень действенного интереса к
обучению.
Апробация работы
Содержание разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:
на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2003-2007 гг.);
на заседаниях кафедры «Корпоративные Информационные Системы» Российского Нового Университета, методических советах колледжа РосНОУ, колледжа СНГ РосНОУ, Строительного колледжа № 1 г. Москвы, лицея №1550 г. Москвы.
Достоверность и обоснованность результатов и выводов.
Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием математических методов и моделей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей процессов обучения и компьютерного тестового контроля. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы в ряде учебных заведений среднего профессионального образования.
Структура диссертации. Общий объем диссертационной работы 183 страницы, она состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 103 источника, и приложений.
Похожие диссертации на Методика разработки и использования цифровых образовательных ресурсов при дистанционном обучении в учреждении среднего профессионального образования
