ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕПОДАВАНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
Шкумат Е.В. (БГТУ, г.Брянск, РФ)
A generalized approach to content design of electronic educational resources (EER) on the basis of unified technique of teaching special engineering disciplines with wide application of modern information technologies is viewed. Key words:electronic educational resources, EER design, content creation, content object display.
В процессе обучения важно сформировать у студента целостную структуру учебной деятельности во взаимосвязи всех составляющих ее компонентов. Очевидным становится усиление фундаментальности технического образования и профессиональной направленности на конкретную специальность.
Предметом специальных технических дисциплин являются теория, проектирование, конструирование, технология изготовления и практика эксплуатации реальных технических устройств и систем. Учебный процесс строится с опорой на теоретические знания, полученные из физико-математических и общетехнических дисциплин, а также на практический опыт работы с реальными техническими объектами. Сложность обучения обусловлена необходимостью понимания сущности происходящих процессов на базе ранее изученных теоретических основ, поскольку она напрямую связана с усвоением основ проектирования, производства и эксплуатации целых классов реальных технических устройств и систем. Особенно стоит отметить сложность обучения студентов на стыке двух наук, например, специальность «Системы автоматизированного проектирования (в машиностроении)», которая требует знаний в двух базовых областях: информационных технологий и технологии машиностроения. Электронные образовательные ресурсы, создаваемые в рамках образовательных стандартов, помогут решить данную проблему.
Проанализировав существующие разработки, можно сказать, что в основном все электронные варианты обучающих курсов базируются на отдельно взятом предмете, как правило, либо гуманитарном, либо экономическим, сопровождаются какой-либо системой тестирования или оценки знаний, иллюстрациями и глоссариями. В данном случае мы рассматриваем проблему воспроизведения технической информации по дисциплинам общетехнического и специально технического профиля. Создание электронно-методического пособия по любой из специальных технических и общетехнических дисциплин представляет собой более сложную задачу. Объем информации, который необходимо охватить в данном пособии, очень велик. Как правило, в подобный курс может входить до семи взаимодействующих с ним дисциплин. Анализ был проведен на основе дисциплины «Технология автоматизированного производства», преподаваемой специальности «Системы автоматизированного проектирования». Основанием для выбора послужили следующие причины: недостаточная подготовленность студентов по дисциплинам общетехнического уровня, изучение данного материала и его большой объем, необходимый для усвоения, невозможность охвата всей широты материала лектором. В связи с этим было предложено создать электронное учебно-методическое пособие по данной дисциплине, которое может применяться как дидактический материал лектором, так и использоваться в качестве справочного материала студентами во время самостоятельной работы, при подготовке к практическим и лабораторным работам и во время работы над курсовыми и дипломными проектами. Данный курс был выбран в соответствии с общеобразовательным стандартом. В него необходимо включить основные понятия и определения по таким дисциплинам, как: теория резания, режущий инструмент и основы формообразования, оборудование автоматизированного производства, производство заготовок, основы технологии машиностроения, технология машиностроения, технологическая подготовка автоматизированных производств, прогрессивные технологии.
Из основных задач, стоящих перед группой разработчиков, стоит выделить следующие: руководствуясь логикой соответствующего учебного предмета, отобрать самое существенное содержание изучаемой науки; обеспечить рассмотрение каждого нового изучаемого предмета или явления на основе диалектического подхода, то есть с учетом его развития и взаимодействия с другими предметами и явлениями; обеспечить условие для образования правильных представлений и научных понятий и для точного выражения их в определениях и терминах, принятых в данной науке; проводить изложение того или иного научного понятия в контексте соответствующей научной теории или гипотезы и сопоставление изучаемого понятия с противоположными понятиями; раскрывать историю изучаемых явлений; давать представление о методах научного поиска, посредством которого было открыто изучаемое явление.
При создании комплексов подобного рода на этапе проектирования стоит учесть следующие управляющие воздействия: наличие учебных планов, рабочих программ, созданных в рамках государственного образовательного стандарта; материалы, уже созданные в процессе обучения (методические разработки, различных уровней), опыт, накопленный преподавателями в данных областях, опыт других вузов в решении подобных задач, а также анкетирование студентов, которое позволит выявить пробелы в знаниях в определенных областях.
При создании ЭОР можно выделить следующие основные этапы производства: проектирование, компьютерная реализация, тестирование и издание. Наиболее трудо- и времязатратным является процесс проектирования, в котором закладываются принципиальные основы соответствия требованиям конкретного образовательного процесса с учетом разработки сценариев визуализации понятийного рода.
Для оценки применимости информационных источников для включения в электронный образовательный ресурс можно применить методику интегральной оценки показателей качества, что позволяет повысить объективность принятия решения по каждому экземпляру.
В качестве исходных данных можно рассматривать следующие рассуждения:
Если информационный источник актуален, соответствует образовательным стандартам, его содержание пригодно для использования в учебном процессе, включает материалы, необходимые для усвоения дисциплины
То информационный источник представляет из себя качественный материал для включения его в ЭОР.
Рассуждения такого рода, зафиксированные в виде словесных инструкций (нечетких алгоритмов), присутствуют и при подборе основной литературы для включения в рабочую программу, поэтому целесообразно их использование для оценки возможности включения в ЭОР
Процесс отбора информационных источников начинается с оценки соответствия ГОС и заканчивается оценкой соответствия отдельных понятий целям преподавателя. При этом источниками первичной информации о качестве информационного источника являются: выходные данные, сравнительные данные, данные преподавателя (группы преподавателей).
Обозначим R- интегральный показатель качественности распределенного информационного источника. Для оценки этого показателя с учетом трех названных выше источников информации выделим:
X- качество информационного источника, которое оценивается на основе частных показателей, связанных с его выходными данными: x1- известность авторского коллектива; x2- рекомендации министерства; x3- гриф УМО; x4- рекомендации советов по научному направлению; x5- год издания.
Y- качество информационного источника на основе частных (субъективных) показателей, оцениваемых преподавателем (группой преподавателей): y1- актуальность; y2- качество изложения материала; y3- новизна; y4- глубина изложения материала; y5- возможность использования для теоретических и практических курсов; y6- соблюдение стандартов; y7 - качество графических материалов; y8- грамотность изложения; y9- научно-технический уровень;
Z- качество информационного источника на основе частных сравнительных показателей: z1 - количество положительных решений об использовании литературы в учебном процессе; z2- применяемость материала в учебных заведениях, научно-исследовательских и производственных организациях; z3- индекс цитирования.
Иерархия показателей качества представляется в виде дерева вывода, которому соответствует система соотношений:
, (1)
, (2)
, (3)
(4)
Этим соотношениям будут поставлены в соответствие нечеткие логические уравнения, которые позволяют определять уровень показателя R по максимуму функции принадлежности.
После отбора источников формируется понятийная база. Оценку необходимости включения элементов в образовательный ресурс можно предложить осуществлять по следующей схеме: отбор основных понятий и знаний; оценка необходимости визуализации понятий; оценка количества дополнительной (пояснительной) информации; разработка приемов визуализации понятий. В качестве возможных решений данной задачи можно выделить следующие элементы: определение (термин); схема, рисунок (пояснение); таблица (обобщение, сравнение); формула (зависимости); графики (пояснение зависимости); видео, модели (комплексное представление); текст 2-го уровня (дополнительная информация).
Для решения проблемы объема и качества визуализации понятия поэлементно рассматриваются с учетом сложности восприятия каждого из них. Чем сложнее происходит процесс передачи текстовой информации , тем более подробно следует визуализировать понятие. В качестве наиболее сложных видов будем считать 3-d модели и видеоряд. К наиболее простым объектам отнесем рисунки, схемы, фотографии, графики. Исходными данными для принятия решения является мнение преподавателей и результаты анкетирования студентов.
Поэтому было отмечено, что данное учебно-методическое пособие еще на стадии разработки переросло в сложный учебно-информационный комплекс, в который можно включить:
· Основа – курс лекций ведущего преподавателя (текст, графика, видео, учебные и обзорные ролики)
· Глоссарий (основные понятия, термины и определения преподаваемой дисциплины и связанных с ней предметов)
· Лабораторные и практические работы, выполняемые на ЭВМ, с интерфейсом, адаптированным под браузер
· Методические указания для выполнения лабораторных, практических и дипломных работ
· Ролевые кейсы для решения конкретно поставленных задач
Достаточно важным будет отметить, что данное пособие будет сопровождаться методическими рекомендациями на бумажном носителе по использованию его в учебном процессе, причем как преподавателями, так и студентами. Использование подобного комплекса в учебном процессе позволит не только расширить рамки самостоятельной работы студентов, но и предоставить лекторам возможность применять наглядные дидактические материалы для проведения занятий.
Литература
1. Аверченков, В.И. Методика проектирования содержательной части ЭОР для специальных технических дисциплин [Текст]/В.И.Аверченков, В.В.Надуваев, Е.В.Шкумат/-Вестник БГТУ.- 2009. - № 3 - 177 с.