Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование функций вещественного переменного дистанционные динамические расчетные проекты. Учебное пособие
.pdf
11
анализа динамики и качества выполнения различными студентами
необходимых расчетных процедур в рамках проекта.
4. Высокая степень потери и малая достоверность
информации по мониторингу расчетных проектов студентов, а
также сложность формирования соответствующих отчетов.
5. Неуверенность студентов в правильности решения
отдельных взаимосвязанных задач расчетного проекта с точки
зрения проверки корректности найденных значений необходимых
расчетных параметров, то есть промежуточных и итоговых
результатов проекта.
Реализацию трудоемких расчетных проектов студентами
вузов целесообразно осуществлять на дистанционном уровне в
силу большого количества причин, среди которых наиболее
важными являются: необходимость предоставления большого
количества времени на реализацию соответствующих
арифметических и логических операций, а также необходимость
предоставления в любой момент времени доступа студента к
выполняемому учебному проекту в удаленном режиме с
использованием сети Интернет.
При организации дистанционного процесса обучения в вузах в
настоящее время используются различные системы
дистанционного обучения («Прометей», «WebTutor», «Moodle» и
т.д.), которые применяются с целью реализации взаимосвязи между
преподавателями и студентами в процессе изучения определенной
дисциплины без привязки к пространственному расположению и
временным критериям.
12
Несмотря на видимые достоинства подобных систем
дистанционного обучения (автоматизация процесса обработки
информации о студентах, преподавателях и учебных дисциплинах,
организация общения посредством форумов и электронной почты,
представление лекционного материала в виде текстовых
документов или презентаций, реализация проверки знаний
студентов с применением статических тестовых систем и т.д.),
данные информационные системы обладают определенными
существенными недостатками.
Во-первых, в системах дистанционного обучения отсутствует
реализация единой реляционной базы данных по преподавателям и
студентам, учитывающей наименования вузов, факультетов,
специальностей, групп и учебных дисциплин. Необходимо
подчеркнуть, что данная проблема является актуальной в силу
возможностей, с одной стороны, преподавателей работать в
нескольких вузах одновременно, а, с другой стороны,
возможностями обучения студентов в различных вузах, а также по
разным направлениям и специальностям в рамках одного вуза в
целом.
Во-вторых, в рамках систем дистанционного обучения
отсутствуют динамических средства для реализации учебных
расчетных проектов. С данной точки зрения современные системы
дистанционного обучения являются абсолютно не
адоптированными для применения в учебном процессе различных
расчетных проектов. К сожалению, имеющиеся на сегодняшний
день системы дистанционного обучения позволяют реализовывать
13
самостоятельную работу студентов только по четырем
составляющим. Первая: ознакомление учащихся с лекционным
материалом, представленном в виде электронного учебника.
Вторая: тестирование студентов (предполагается использование как
непосредственно итоговых заданий, так и генерирование демоверсий) по заранее полностью составленным вручную
преподавателем вопросам и соответствующим вариантам ответов к
каждому из них (отсутствуют автоматизированные процессы как
генерации различных значений исходных данных, так и логических
цепочек в заданиях вообще). Третья: общение в рамках форумов
или гостевых книг (как правило, в рамках рассматриваемой
учебной дисциплины в целом). Четвертая: возможность экспортаимпорта файлов документов пользователя. В настоящее время с
точки зрения систем дистанционного обучения проектная
деятельность сводится к созданию презентаций и подобных
электронных документов, то есть полностью отсутствуют
расчетные проекты как таковые, что является недопустимым.
Следует отметить, что в целом имеются информационные
возможности реализации не только арифметических или
логических операций в рамках учебных расчетных проектов по
дисциплинам естественнонаучного цикла, но и применения
различных логических цепочек и операций при реализации
учебных проектов по гуманитарным дисциплинам.
В-третьих, в большинстве подобных современных
информационных систем присутствует мониторинг учебной
деятельности студентов только в рамках итогового контроля по
14
учебной дисциплине в целом. Очевидно, что получаемая в качестве
результата обучения оценка только косвенно отражает
сформированный у студентов в процессе обучения уровень знаний,
умений и навыков учащихся. Отсутствие промежуточного контроля
по каждому из разделов в рамках учебной дисциплины обусловлено
отсутствием возможности выполнения проектов и промежуточного
тестирования по каждому из разделов учебного предмета.
Таким образом, дистанционная форма организации
самостоятельной деятельности студентов вузов в процессе
обучения является наиболее оптимальной, однако при отсутствии
расчетной проектной деятельности учащихся дистанционное
обучение сводится только к изучению электронных учебников и
выполнению необходимого тестирования в качестве оценки
качества полученных знаний, что приводит к понижению интереса
и мотивации к учебной деятельности, а также отсутствию
полноценного формирования у обучаемых теоретического и
практического мышлений в рамках интеграционной взаимосвязи
получаемых во время обучения в вузе знаний, умений и навыков,
необходимых для эффективной реализации студентами будущей
профессиональной деятельности.
15
1. ДИСТАНЦИОННАЯ СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКИХ
РАСЧЕТНЫХ ПРОЕКТОВ
В данной главе представлено описание разработанной и
активно внедряемой автором в процесс обучения математике
дистанционной системы динамических расчетных проектов [4, 5,
10, 12…17, 19, 20, 22, 23], которая используется студентами при
реализации на дистанционном уровне динамических расчетных
проектов, суть которых состоит в автоматической генерации
информационной системой различных вариантов значений
исходных данных, выполнении студентами расчетных процедур,
необходимых для получения определенной последовательности
значений промежуточных и итоговых результатов и включающих
различные взаимосвязанные арифметические и логические
операции, а также реализацией дистанционной системой в
автоматизированном режиме сравнительного анализа
рассчитанными и указанными студентами значений определенных
расчетных параметров с рассчитанными в соответствии с
программными алгоритмами информационной системой
значениями данных компонентов.
1.1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ
СИСТЕМЫ
Для устранения представленных во введении настоящего
учебного пособия недостатков современных систем
дистанционного обучения может быть использована разработанная
и применяющаяся автором в настоящее время при реализации
16
процесса обучения по математике студентов вузов дистанционная
система динамических расчетных проектов, которая представляет
собой независимую программную оболочку и характеризуется
следующими особенностями:
Во-первых, в информационной системе на основе применения
системы управления базами данных (СУБД) MySQL реализована
единая реляционная база данных как по преподавателями
студентам на основе автоматизированного учета основных
атрибутов (наименования вузов, факультетов, специальностей,
групп и учебных дисциплин), так и по расчетным проектам и
работам в рамках проектов, при этом учитывается взаимосвязь
между участниками учебного процесса и расчетными проектами с
целью реализации единого учебно-методического комплекса по
изучаемым студентами дисциплинам в однородных вузах.
Во-вторых, в данной системе применяются динамические
расчетные проекты на основе использования технологий PHP и
MySQL с точки зрения необходимых дидактических и
методических составляющих проектной деятельности учащихся,
включающих описание курсав рамках учебной дисциплины,
список наименований и описание расчетных проектов в рамках
курса, список наименований расчетных работ в рамках проекта,
описание, демо-версии, список коэффициентов исходных данных и
результатов, а также расчетные задания по работам в рамках
каждого расчетного проекта. С точки зрения каждой расчетной
17
работы применяется автоматизированная генерация независимых
вариантов демо-версий (значений исходных данных,
промежуточных и итоговых результатов) для преподавателя и
студента с возможностями просмотра демо-версий
противоположными представителями учебного процесса и
администрирования только одной из сторон. Генерация заданий
(вариантов значений исходных данных) для расчетных работ
студентов производится однократно, преподаватель может
получить доступ к работе студента только в режиме просмотра,
студент может получить доступ к своей расчетной работе с
возможностью просмотра правильно указанных значений,
просмотра и редактирования ранее указанных неправильных
значений промежуточных и итоговых результатов. Следует
отметить, что реализация демо-версий расчетной работы
преподавателя и студента, а индивидуального задания для студента
осуществляется согласно разрабатываемому на программном
уровне алгоритму решения соответствующих задач в рамках
расчетной работы.
В-третьих, в информационной системе реализована
программная оболочка виртуального общения между студентом и
преподавателем в виде форума на основе использования
технологий PHP и MySQL в рамках каждой расчетной работы, что
существенным образом повышает понятность границ обсуждаемых
в форумах проблем, при этом процесс разделения составляющих
форума по отдельным работам полностью автоматизирован.
18
Применение разработанной автором дистанционной системы
динамических расчетных проектов в рамках образовательного
процесса позволяет реализовать следующие возможности
автоматизации учебной деятельности:
1. Автоматизация процесса составления преподавателем и
сохранения информационной системой необходимых вариантов
значений исходных данных для студентов в рамках динамических
расчетных проектов с применением генератора случайных чисел в
соответствии с указанным числовым диапазоном.
2. Автоматизация процесса реализации информационной
системой необходимых расчетных процедур на основе применения
арифметических и логических операций для получения и
сохранения в информационной системе промежуточных и
итоговых результатов вычислений на основе сгенерированных
комбинаций значений исходных данных для расчетных проектов.
3. Автоматизация сохранения информационной системой
указанных студентами при реализации расчетных проектов
значений промежуточных и итоговых результатов с последующей
проверкой программной оболочкой корректности найденных
студентами значений данных расчетных параметров.
4. Автоматизация реализации мониторинга выполнения
студентами дистанционных динамических расчетных проектов с
применением необходимых статистических расчетов.
5. Автоматизация реализации общения между студентами и
преподавателями в виде форума с точки зрения формирования
сообщений в рамках расчетных проектов.
19
Организация учебного процесса с использованием
дистанционной системы динамических расчетных проектов
осуществляется согласно следующему алгоритму.
Во-первых, преподавателем формулируются необходимые
методические и дидактические составляющие учебного процесса с
использованием проектной деятельности. Требования включают:
описание курса в рамках учебной дисциплины, список
наименований и описание расчетных проектов в рамках каждого
курса, список наименований, описание и теоретический аспект по
работам в рамках расчетных проектов с последующим отражением
необходимых составляющих в рамках информационной системы.
Во-вторых, непосредственно преподавателем или
администратором совместно с преподавателем осуществляется
разработка необходимых расчетных алгоритмов и
соответствующих программных модулей для реализации
определенных арифметических и логических операций,
применяемых при решении задач в рамках расчетных работ проекта
с точки зрения определенной учебной дисциплины с последующим
отражением указанных составляющих в рамках информационной
системы.
После программной реализации расчетных работ в рамках
проектов преподавателем и студентами осуществляется
генерирование независимых вариантов демо-версий
рассматриваемой расчетной работы для преподавателя и студента с
возможностями просмотра демо-версий обоими представителями и
администрирования только одной из сторон. Получение
20
автоматически рассчитанных значений промежуточных и итоговых
результатов осуществляется на основе генерирования значений
исходных данных с использованием случайных чисел в
соответствии с указанным числовым диапазоном и
сформированного исходного кода программного модуля
реализации расчетной работы.
На четвертом этапе каждым из студентов осуществляется
активация соответствующего варианта расчетной работы в рамках
проекта, то есть генерирование значений исходных данных с
использованием случайных чисел и определенных условий в
соответствии с исходным кодом программного модуля решения
задач работы. Преподавателем может осуществляться просмотр
(без возможности редактирования) указанных студентом значений
промежуточных и итоговых результатов выполняемой студентом
расчетной работы, тогда как для студента предоставляются
возможности просмотра правильно введенных значений, просмотра
и редактирования указанных ранее неправильных значений
промежуточных и итоговых результатов расчетной работы.
Затем осуществляется реализация мониторинга проектной
деятельности студентов с точки зрения как преподавателя, так и
студента, с целью проведения анализа процесса выполнения
студентом расчетной работы и формированием дальнейшей
стратегии реализации текущей проектной деятельности.
На рис. 1 представлена логическая схема реализации
дистанционной системы динамических расчетных проектов.
Согласно данной схеме, активация виртуального пространства для
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]