Содержание к диссертации
Введение 5
1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРСПЕКИВА РАЗВИТИЯ ДИСТАНЦИОННОГО
ОБУЧЕНИЯ 13
1.1 Краткая история развития дистанционного обучения 13
1.1.1 Факторы, обусловливающие развитие дистанционного обучения 15
1.2 Методические, организационные и технологические основы дистанционного
обучения 16
1.3 Сравнительный анализ систем дистанционное обучение США, Европы и
Вьетнама 21
Дистанционное обучение в США 21
Дистанционное обучение в Европе 22
Дистанционное обучение во Вьетнаме 24
Модели дистанционного обучения 25
Концепция системы дистанционного обучения в строительном комплексе Вьетнама 29
1.5.1 Необходимые характерные черты системы дистанционного обучения для
строительного комплекса 29
Необходимость применения'дистанционного обучения для строительного комплекса Вьетнама 31
Сравнительный анализ систем дистанционного обучения 32
Системы с полным наборомшнструментов 33
Полный комплект инструментов дизайна 33
Полная поддержка работы преподавателя 341
Наиболее популярные системы 35
Системы с открытым кодом 35
1.8 Цели и задачи ДО для Вьетнама в целом и для строительного комплекса в
частности 40
Цели 40
Задачи 41
Социальные группы потребителей ДО 41
Выводы 42
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ (АОС) 44
Организация автоматизированной обучающей системы 45
Создание сетевой среды автоматизированной обучающей системы 47
Особенности функционирования программного обеспечения распределительной автоматизированной обучающей системы 48
Обеспечение безопасности при работе с распределительной автоматизированной обучающей системой 53
Модели работы слушателя и преподавателя при дистанционном обучении 55
Модель слушателя 56
Модель преподавателя 60
2.6 Необходимость и принципы разработки структуры учебного курса 64
2.7 Создания электронного учебного пособия 67
2.7.1 Порядок создания электронного учебного пособия 67
Разработка концепции 68
Проектирование 68
Дизайн экранных форм и информационных блоков 69>
Подготовка учебного материала к размещению 69
Наполнение структурных элементов приложения 70
Тестирование и отладка 70
2.7.1.7 Внедрение в учебный процесе 70
2.7.2 Требования к содержанию электронного учебного пособия 70
Разработка модели предметов для дисциплин 71
Принципы формирования тестовых заданий 77
Общие требования для всех четырех форм тестовых заданий: 79
Характеристики тестовых заданий 82
Типичные ошибки при реализации тестовых заданий 88
Трудность теста и тестовых заданий 88
Вероятности случайного ввода правильного ответа 90
Рекомендации при реализации тестирования 93
Методы определения правильности выборочных ответов 94
Схема «N вариантов - из них к правильных (0
Схема «Установление соответствия» 96
Схема «Установление последовательности» 97
Вопрос в свободной форме 100
2.10 Техническое обеспечение, информационные технологии системы
дистанционного обучения 102
Информационный центр 102
Общая структура центра управления 107
Структура Локальной Вычислительной сети удаленного класса дистанционного обучения 112
Выбор сетевой ОС.'. 113
Выбор топологии и метода доступа 113
2.11 Маркетинговые исследования и формирование спроса на систему
дистанционного обучения в строительном комплексе 115
Выводы 118
3 РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ
СИСТЕМЫ 121
Описание программного комплекса 121
Модуль для администратора 122
Программное обеспечение, информационные технологии решения задач системы дистанционного обучения: : 123
3.3.1 Структура программного обеспечения 123
3.4 Эксперименты по применению системы дистанционного обучения 126
Выводы 131
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ОБУЧЕНИЕ ДЛЯ КАФЕДРЫ «ГОРОДСКОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ» В ХАНОЙСКОМ СТРОИТЕЛЬНОМ ИНСТИТУТЕ ВЬЕТНАМА.. 133
4.1 Создание курсов «Планирование и использование недвижимости» и
«Сопротивление материалов» 140
Особенность предметов в переподготовке строительных специалистов.... 141
Реализация обучения предметов «Технология программирования» и «Сопротивление материалов» в системе дистанционного обучения 142
4.2 Подсистема контроля знания для курсов «Планирования и использования
недвижимости» и «Сопротивление материалов» 150
Особенности подсистемы контроля знаний 150
Контроль знаний в режиме удаленного доступа 150
4.3 Алгоритм решения задачи «Проверка имени и пароля обучаемых перед входом в
систему и предоставления ему нужной информации», проверки знаний обучаемых.... 150
Выводы 154
Заключение 155
Литература 156
Приложение 1. Выбор представителей для 5 групп систем ДО 159
Приложение 2. Описание системы дистанционного обучения Moodle 176
Приложение 3. Характеристики выбранных систем дистанционного обучения 185
Приложение 4. Описание инструкции по установке программного обеспечения 216
Приложение 5. Примеры и иллюстрации реализации предметов «Планирование и
использование недвижимости» и «Сопротивление материалов» 218
Приложение 6. Программа обучение по ДО для кафедры «Городского
планирования» 226
Приложение 7. Перечень сокращений, встречающихся в тексте 311
Введение к работе
Актуальность темы. Ежегодно во Вьетнаме около 1,5 млн. молодых людей покидают среднюю школу. И даже, если все университеты, колледжи училища и техникумы полностью открывают свои двери и ресурсы, то они могут удовлетворить всего лишь около 30% потребностей продолжать учёбу упомянутых выпускников [5]. Вследствие этого ежегодно приблизительно 700-800 тыс. молодых людей участвуют на трудовом рынке без всякой подготовки нужных знаний, навыков и умений. Более того, быстрый экономический рост предъявляет очень жёсткое требование к новой подготовке и переподготовке рабочих сил всех секторов экономики, (согласно неофициальному источнику, ныне приблизительно 80% рабочих сил нуждается в переподготовке), не упоминая потребности постоянного обновления информации и улучшения знаний населения, что является неизбежным компонентом нашей нынешней жизни. И в1 этом контексте разработка специального математического и программного обеспечения системы дистанционного обучения для Вьетнама выступает как эффективное альтернативное решение этих социально-образовательных проблем.
Дистанционное обучение, зародившись в конце 20-го столетия, вошло в 21 век как одна из наиболее эффективных и перспективных систем подготовки специалистов [54]. Появление и активное распространение дистанционных форм обучения является адекватным откликом систем обучения многих стран на происходящие в мире процессы интеграции, движение к информационному обществу. В Европе и Северной Америке создаются консорциумы ведущих университетов, представляющих широкий спектр дистанционных образовательных услуг. Так, ассоциация ДО в США объединяет в своем составе пять тысяч учебных заведений. Юнеско ведет работу по организации виртуального распределенного университета,
обучение в котором будет происходить в виртуальном пространстве, вне зависимости от расселения и границ, без ограничений по времени.
К основным достоинствам АОС относятся:
- повышение доступности образования [37, 49, 3];
- разгрузка преподавателя от ряда рутинных, повторяющихся действий
(чтение лекций, проверки контрольных работ и т.д.) [47];
возможность использования преимуществ индивидуального обучения [1];
интенсификация обучения [14, 62];
возможность индивидуальной адаптации курса обучения к потребностям обучаемых или условиям обучения [48];
возможность использования и тиражирования передового опыта [47];
обучение навыкам самостоятельной работы [43, 65];
- возможность использования в рамках дистанционного обучения,
переобучения и повышения квалификации [10].
Во Вьетнаме, в последние 10 лет принято обучение для абитуриентов, поступающих в институты через телевизионную систему. Но у этой системы есть существенные недостатки:
Обучение через телевизионную систему требует большое вложение денежных средств.
Студент может воспользоваться этой системой в жестко определенное время
Нет единых средств, позволяющих реализовать контроль знания студентов.
Информация идет только по одному направлению - от преподавателя к обучаемому.
В последние четыре года с развитием Интернет - технологий, термин Е
- Learning принят и во Вьетнаме. Фирмы и разные институты рекламируют
свои Е — Learning продуты. Например, Cisco с программой
7 CCNA/CCNP/CCIE, Intel с моделью E-learning, которая была представлена в июле 2003 года и в дальнейшем может быть главным партнером Министерства образования в области развития дистанционного обучения во Вьетнаме.
В 2002 г. рынок ДО в США оценивался в 10,3 млрд., к 2011 г. ожидается его увеличение до 212. (Оценка американского университета г. Феникс, специализирующегося на дистанционном обучении взрослых).
Значительную часть мирового рынка ДО составляет корпоративное электронное образование. Специалисты компании International Data (США)* так оценивают его: от 6,6 млрд. долл. в 2002 г. до 23,7 млрд. долл. в 2006 г. В США, по оценке этой компании, на корпоративное обучение в 2001 г. было потрачено 4,2 млрд. долл., к 2005 г. эта сумма увеличилась до 18 млрд. долл.
В Канаде затраты на корпоративное электронное обучение в 2006 г. достигли 1,5 млрд. канадских долл.
По данным Американского общества образования и развития, доля времени, которое американские организации тратят на электронные тренинги, возросло с 10,5% в 2001 г. до 25% в 2004 г.
В Японии, по данным Министерства государственного управления, внутренних дел, почты и средств связи в 2003 г. доходы от электронного обучения составили около 716 млн. долл., а в 2006 г. - 1,73 млрд. долл.
Чем же система дистанционного обучения на сегодняшний день лучше, выгоднее, интереснее и эффективнее традиционного обучения? В чем его преимущество по отношению к традиционным формам обучения?
Во-первых, система дистанционного обучения позволяет удовлетворить потребности граждан в образовательных услугах в том жизненном режиме, в котором это им наиболее удобно и комфортно [20].
8 Во-вторых, особенно привлекательными чертами учебного процесса! в дистанционном образовании является его гибкость, адаптивность, модульность, ориентация на потребителя, опора на передовые коммуникационные и информационные технологии. В-третьих, проведенный экономический анализ показывает, что система дистанционного обучения экономичнее традиционной практически на 20%. В-четвертых, создание во Вьетнаме системы дистанционного обучения для решения проблем образования для всех отраслей народного хозяйства, и в частности для строительного комплекса позволяет обеспечить:
широкомасштабную подготовку, переподготовку и повышение квалификации специалистов для кадрового обеспечения строительного комплекса, и других государственных и общественных программ;
качественно новый уровень академической мобильности студентов, предоставляя им возможность для перехода с одной образовательной программы на другую, из одного учебного заведения в другое для продолжения образования, одновременного обучения в различных заведениях, в том числе зарубежных;
предоставление возможности получения образования лицам с физическими недостатками, не имеющим возможность обучаться в традиционной системе;
высокое качество обучения за счет реализации комплексных образовательных программ, основанных на лучших традициях отечественного обучения, международном опыте использования передовых информационных технологий;
расширение географии высшей школы Вьетнама, выход на новые рынки образовательных услуг в стране и за рубежом;
снижение социальной напряженности в крупных городах, возникающей в связи с миграцией молодежи с целью получения
І і
9 образования в ведущих вузах страны; - возможность получения образования по месту жительства1 и решения тем самым проблем, связанных; с существующей диспропорцией в размещении высших учебных заведениях по территории Вьетнам
Вместе с тем до последнего времени остается нерешенным' ряд экономических, технологических, научно-методических проблем разработки специального математического и программного обеспечения системы ДО для Вьетнама в частности строительного комплекса. Это совершенно новая форма, обучения для Вьетнамской высшей школы, которая сразу же поставила перед ней ряд вопросов.
Во-первых, необходимо исследовать возможности' развития широкого круга различного вида образовательных учреждений (непосредственно университеты, их филиалы, региональные центры подготовки и переподготовки кадров, школы бизнеса и пр.) в условиях конкуренции.
Во-вторых, необходимо формирование материальной базы для проведения учебного процесса, соответствующего применяемой методике преподавания.
В-третьих, необходимо разработать методическое обеспечение для дистанционного обучения, связанное с трансформацией учебных и учебно-тематических планов и программ по отдельным дисциплинам в комплекте с видео- и аудио - материалами, дидактическими планами, обеспечить студентов модульными рабочими учебниками.
В-четвертых, разработать адекватную систему контроля знаний и аттестации обучающихся в контексте повышения качества подготовки. Внедрить модульный и текущий контроль знаний и аттестацию курсовых и экзаменационных работ.
10 В-пятых, разработать специальное математическое программное обеспечение1 системы ДО применительно к особенностям Вьетнама. В частности ориентировано» на методические особенности преподавания во Вьетнаме с возможностью использования Вьетнамского языка.
Общие сведения о системах дистанционного обучения
Многие специалисты считают что, методы дистанционного обучения создадут революцию в области обучения во всем мире. Дистанционное обучение базируется на развитии информационных технологий и предоставляет обучаемым нужную им информацию для5 самообучения через сеть Интернет или Интранет. Основное преимущество - ДО - это открытая система и возможность многократного использования объектов обучения. Это позволяет экономить 60%) расходов и одновременно экономить. 20-40% времени по сравнению с традиционными способами обучения: ДО дает обучаемым «живые» уроки5 обучения с помощью мультимедийных средств. Студенты или сотрудники компании могут выбрать интересные ими курсы и самостоятельно заниматься в любое удобное им время, не выходя их дома или офиса.
Цель работы. Основной целью диссертации является разработка специального математического и программного обеспечения системы дистанционного образования для строительного комплекса Вьетнама.
В диссертационной работе решены следующие задачи: — проведен сравнительный анализ существующих автоматизированных обучающих систем и тенденций их развития и выявлен основные требования, которые предъявляются к распределительной автоматической обучающей системе (РАОС) как, к средствам специализированного программного обеспечения, ориентированным на работу в компьютерной сети.
- проведен анализ необходимости применения дистанционного обучения (ДО) в строительном комплексе и эффективности педагогических
технологий дистанционного обучения на примере программы обучения кафедры «городского планирования Ханойского Строительского университета», вывод о коэффициентах эффективности работы преподавателя в системе дистанционного обучения.
разработаны методы анализа" и дифференцированной оценки ответов обучаемых, разработано математическое, информационное и программное обеспечение РАОС.
проведено экспериментальное подтверждение эффективности предложенных решений в части математического информационного и программного обеспечения РАОС.
созданы программы обучения для кафедры «Городского планирования Ханойского Строительского университета» по дистанционному обучению, разработка дистанционных курсов «Планирование и использование недвижимости» и «Сопротивление материалов». Методы исследования
Основаны на использовании положений теории множеств, теории вероятности, комбинаторики и методов инженерии знаний.
В разработке программного обеспечения использовалась новейшая технология объектно-ориентированного программирования
Научная новизна диссертации состоит в следующих результатах, полученных лично автором:
На основе сравнительного анализа существующих автоматизированных обучающих систем и их многокритериальной оценки предложен новый подход к организации контроля знаний в распределенных автоматизированных обучающих системах.
Проведен анализ особенностей применения ДО в строительном комплексе и расчет эффективности применения ДО в строительном комплексе Вьетнама; в том числе расчет коэффициентов работы преподавателей и обучаемых в условиях ДО.
12 Разработаны модели обучаемых и преподавателей в системе дистанционного обучения, критерии оценки эффективности обучения.
Практическая ценность результатов диссертации заключается в
том, что в рамках диссертации, на основе созданных математических моделей, разработан ряд алгоритмов и комплекс программного обеспечения, адаптированный к условиям дистанционного обучения во Вьетнаме. Созданный программный комплекс позволяет реализовать в режиме дистанционного обучения все этапы о владении знаниями и навыками, в том числе контроль полученных знаний на базе разработанной автором оригинальной методики.
Создана программа обучения для кафедры «Городского планирования* Ханойского строительного университета» по дистанционному обучению. Реализованы дистанционные курсы «Планирование и Использование недвижимости» и «Сопротивление Материалов».
Достоверность и обоснованность результатов, полученных в диссертации подтверждаются их согласованностью с современными и перспективными технологиями построения систем ДО, корректными математическими выводами при построении моделей, а также данными полученными в ходе экспериментального исследования эффективности разработанного математического и программного обеспечения системы ДО в Ханойском строительном университете.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на одиннадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности». Конференция проводится в рамках реализации Федеральной программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса «У.М.Н.И.К.-2008».
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 печатных работ, отражающих основные результаты работы.
