Структура за темами

  • Загальне

    • Якунін А.В.

      Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

      MOODLE-КУРС З ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ ДЛЯ АРХІТЕКТОРІВ І НАПРЯМКИ ЙОГО МОДЕРНІЗАЦІЇ

      Забезпечення якості підготовки фахівців в умовах зменшення аудиторного часу на вивчення вищої математики (ВМ) спонукає до пошуку шляхів інтенсифікації навчального процесу [1]. Важливим напрямком модернізації освітнього простору виступає впровадження інформаційно-комунікаційних технологій, зокрема дистанційного навчання [2]. Одним із загальнодоступних віртуальних середовищ, які відкривають можливість комплексної  реалізації базових навчальних функцій, є платформа LMS Moodle [3–5], що постійно оновлюється та збагачується. У системі Moodle наявний основний набір функціональних можливостей, характерних для розвинених комерційних продуктів,  а відкритість коду дозволяє її адаптувати до конкретних особливостей організації навчального процесу та доповнити новими сервісами. LMS Moodle забезпечує різні форми доставки навчальної інформації, сучасні засоби комунікації, інструменти організації індивідуальної та групової роботи студентів, засоби контролю результатів навчальної діяльності, їх фіксації, відображення та аналізу.

      Вибір технологічної платформи залишає відкритою проблему створення педагогічно виваженої структури дистанційного курсу (ДК) з ВМ, наповнення його якісним змістом, розробка ефективних особистісно-орієнтованих методик навчання у відповідності до фахового спрямування [6]. Прийнятим у ХНУМГ ім. О. М. Бекетова концептуальним підходам до синтезу та впровадження ДК як складових університетського освітнього простору відповідає блоково-модульна структура ДК з ВМ для студентів спеціальності «Архітектура та містобудування»., що включає змістовну, контрольно-моніторингову та інформаційно-комуні­каційну компоненти.

      Особливістю математичної підготовки студентів за архітектурним профілем є звужена тематика дисципліни, що обмежується розглядом лише професійно близьких питань лінійної та векторної алгебри й аналітичної геометрії. Для більшості цих студентів характерна спрямованість на розвиток образного мислення, а формування логіко-аналітичного апарату потребує додаткових зусиль. До того ж у багатьох студентів спостерігається слабка база з елементарної математики. Така ситуація вимагає більш широкого використання у навчанні наочності, ретельного підбору візуального дидактичного матеріалу високої художньої якості та індивідуального підходу до кожного студента зі створенням можливостей вхідної адаптації  [7, 8].

      Основній частині ДК з ВМ передує блок загальної інформації про курс (рис. 1), що включає анотацію курсу, робочу навчальну програму, рекомендовані друковані та електронні джерела, елементи організації комунікації, загальні рекомендації, довідкові матеріали загального призначення, базовий навчальний посібник.

      Рис.1

      Ефективність дистанційного навчання досягається тоді, коли навчальний матеріал і його подача, чітка організація навчального процесу з орієнтацією на інтерактивні методи викликають інтерес і прагнення самостійно поповнювати свої знання, стимулюють високу працездатність кожного студента. Електронний курс повинен бути простим і зрозумілим, щоб студенти освоїли основні ідеї та методи дослідження, котрі становлять фундамент кожного змістового розділу. Адаптивна організація доступу до навчального матеріалу мусить враховувати різницю у вхідній математичній підготовці студентів і особливості сприйняття інформації, поданої в електронній формі. У середовищі Moodle наявні можливості доповнювати математичні викладки наочними мультимедійними вставками, що демонструють зв'язок теоретичних положень з архітектурно-будівельними проектами та виробничими процесами. Використання аудіо та відео-інформаційних матеріалів, презентацій тощо (рис. 2) сприяє поглибленню і закріпленню знань, формуванню цілісного погляду на проблеми . При цьому необхідно дбати про збереження внутрішньої логіки математики як науки і дотримуватися розумної глибини і строгості викладання [9, 10].

      Першочергове значення при розробці ДК приділяється навчальному контенту, який готується відповідно до робочої програми дисципліни і призначається для безпосереднього сприйняття користувачем, Існують різні підходи до створення навчальних матеріалів для електронного навчання. Тут особливо важлива дозована подача інформації – розбивка контенту на тематичні мікроблоки згідно цілей навчання, які повинні чітко формулюватися на початку кожного компонента, що відповідає змістовому модулю. Для полегшення орієнтації студентів у навчальній інформації необхідно суворе узгодження порядку проходження мікроблоків з робочою програмою та зручна система навігації в межах ДК з використанням внутрішніх переходів і гіперпосилань на допоміжні зовнішні ресурси. Кожен мікроблок включає: теоретичні відомості і до них питання для самодіагностики; ілюстративний матеріал для забезпечення наочності; типові практичні завдання і зразки їх виконання; тест з питаннями для автоматизованого контролю засвоєння фактичних даних.

      Рис. 2

      Для адаптації ДК до студентів різного рівня початкової підготовки та обліку особистісної множинності цілей навчання подача навчального матеріалу повинна бути багатошаровою, але з відображенням загальної канви і фактичної основи предметної області.  Краще в основному викладі давати лише план теми та її вузлові моменти (рис. 3). Основний текст потрібно розширити роз'ясненнями двох рівнів: для студентів з математичним складом розуму викладки повинні бути достатньо обгрунтованими, а для основної частини аудиторії слід запропонувати більш «живе» подання, забезпечене посиланнями на ресурси курсу або Інтернет для уточнення окремих понять і положень. Використання чітких математичних формулювань, знакових схем і геометричних образів і перенесення вступної інформації та другорядних коментарів у примітки і доповнення дозволяє стиснути інформацію та акцентувати увагу на істотних моментах.

      Рис. 3

      Обмеженість обсягу тексту і його націленість на вузлові моменти, що подані в стислій формі з використанням знакових математичних конструкцій, дозволяє кожному студенту сконцентруватися на важливому для нього матеріалі, вибрати відповідну глибину занурення в його суть і спланувати індивідуальний маршрут навчання, що забезпечує комфортність роботи з ДК для кожного студента.

      У практичній частині курсу для основної маси студентів можна обмежитися розглядом типових задач, проте такий підхід залишає поза увагою розвиток їхньої математичної культури. Елемент Moodle «завдання» дозволяє варіювати терміни його виконання, кількість спроб і способи подачі звітної інформації. Наявність коментарів оживляє оцінювання результатів і допомагає студенту усвідомити причини помилок, що сприяє глибокому освоєнню відповідних тем. Педагогічно правильно організоване математизоване завдання виступає інтелектуальним утрудненням, яке вимагає розумового та психологічного напруження сил для його виконання. Необхідність подолання перешкод стимулює пізнавальну мотивацію, прагнення до особистісних досягнень. Логіка перетворюючих дій націлена на отримання нового навчального результату і розвиває культуру розумової праці. У кожному змістовому модулі ДК додатково розміщуються спрощені приклади вступного характеру, а також нестандартні математичні завдання для поглибленого вивчення математичних структур та завдання з практичним  змістом. Виконання як допоміжних підготовчих, так і ускладнених творчих завдань контролюється індивідуально поза сайтом і оцінюється призовими балами.

      Розвитку комунікаційних компетенцій сприяє участь у групових формах роботи таких як «форум», «чат», «вікі», «обмін повідомленнями». Форум застосовується для організації консультацій в режимі of-line (рис. 1), а також тематичних дискусій (рис. 3). До повідомлень у форумі можна прикріплювати файли довільних форматів, що дозволяє передавати математичні викладки. Форум новин використовуються для об’яв та організації роботи поза сайтом. Форум зауважень і пропозицій дозволяє залучити студентів до роботи з удосконалення ДК. Чат застосовується для організації консультацій в режимі on-line. Обмін повідомленнями можна використовувати для конфіденційного спілкування, щоб запобігати психологічним травмам. Для критичного самоаналізу роботи у рамках кожного змістового модуля використовується «робочий зошит» (рис. 4).

      Рис. 4

      Контрольно-моніторингова частина є безпосереднім продовженням практичної складової ДК з ВМ. Її ядром слугує система тестування, що включає вхідний, проміжний (рис. 4) і вихідний (рис. 5) контроль і дозволяє оцінити якість засвоєння матеріалу кожним студентом і визначити напрямки коригування його траєкторії навчання. Кожний тематичний тест подається у двох цільових формах – для навчання (з м'якими часовими обмеженнями, необмеженою кількістю спроб, розгорнутими коментарями і відкритими відповідями) і для контролю (з жорстким обмеженням часу, числа спроб і закритими відповідями) [3, 11].

      Рис. 5

      Навчальні тести студенти можуть проходити неодноразово, при цьому кожна спроба оцінюється окремо [3]. Для кожного користувача кількість спроб проходження контрольного тесту може бути встановлено викладачем, а це допомагає здійснити індивідуальну підхід до кожного зі студентів. Після здачі ком­п’ютерного тесту студент має можливість відразу ж дізнатися свій результат, чого він не може зробити під час виконання аудиторної контрольної роботи. Періодичне тестування в м'яких умовах знижує гостроту психологічної напруги, але не дає розслаблятися, змушуючи працювати постійно і в прийнятному темпі.

      Moodle дозволяє використовувати широкий спектр типів тестових питань. Усі тестові питання зберігаються в базі даних в окремих категоріях і можуть бути використані при створенні різних тестів. Вибір питання для включення в тест, а також організація по-рядку подання питань у тесті здійснюються за принципом випадкової генерації. Відповідно формуються і варіанти відповідей, що ускладнює можливість списування і механічного проходження тесту.

      LMS Moodle дозволяє отримувати розгорнуту інформацію про проходження тестування, а також протокол з описом допущених помилок. Moodle створює і зберігає портфоліо кожного студента: виконанню ним роботи; одержані оцінки та коментарі до них; повідомлення на форумах. Існує можливість контролювати час перебування на ДК кожного студента та його активність. Усі дані можна використовувати для дослідження функціонування ДК з ВМ та вироблення рекомендацій для його покращення. 

      Можливість варіювання різних ресурсів і елементів Moodle дозволяє гнучко реагувати на особливості студентського контингенту та відповідним чином організовувати вивчення вищої математики в рамках ДК. Для оптимізації навчального процесу можна залучати інші програмні засоби та мобільні додатки [12], що суттєво розширюють освітній простір студентів.

      Система дистанційного навчання як і навчальний процес загалом не є чимось остаточно завершеним. Це динамічний об’єкт, що постійно трансформується відповідно до перманентно мінливих вимог стосовно змісту, мети і завдань програм фахової підготовки  та зростаючих технічних можливостей і інноваційних педагогічних технологій.. На даний час на випускаючій та споріднених спеціалізованих кафедрах спостерігається переосмислення ролі математичних методів та їхньої комп’ютерної реалізації у підготовці сучасних архітекторів, що відповідають перспективам сталого розвитку [9, 13, 14]. Розширення переліку архітектурно-будівельних задач, до яких застосовується сучасний математичний апарат, поповнення засобів пізнавальної діяльності активним використанням комп’ютерного моделювання та обчислювального експерименту  потребує посилення уваги до викладання ВМ.

      Сумісно з кафедрою ВМ проводиться ревізія необхідного тематичного та операційного рівня математичних компетенцій, що незабаром потягне за собою зміну робочої програми з ВМ і відповідного наповнення ДК. Передбачається доповнення курсу ВМ вивченням тем диференціального та інтегрального числення та диференціальних рівнянь, а також елементів диференціальної геометрії. Необхідність такого розширення тематики є відображенням запитів практики, що усвідомлюються вже навіть на рівні студентських колективів.

      При реалізації ДК з вищої математики потрібне не тільки грамотне використання переваг електронних освітніх технологій, а й педагогічно правильне вирішення наявних дидактичних і виховних проблем як складових підготовки високо кваліфікованих спеціалістів. 

      Список використаних джерел

        Ориентиры высшего образования постиндустриального общества / В. В. Лунев, Т. А. Лунева, А. И. Бакшеев, Д. В. Рахинский, Э. В. Савина // Вестник КГПУ им. В. П. Астафьева. – 2016. – № 1 (35). – С. 76–80.
      2. Мычка С. Ю. Применение инновационных методов обучения при организации математической подготовки студентов / С. Ю. Мычка, М. А. Шаталов // Актуальные направления научных исследований XXI века : теория и практика. – 2015. – Т. 3. – № 9-1 (20-1). – С. 196–200.
      3. Анисимов А. М. Работа в системе дистанционного обучения Moodle / А. М. Анисимов. – Харьков : ХНАГХ, 2009. – 292 с.  
      4. Ниязова Г. Ж. Особенности использования lms moodle для дистанционного обучения / Г. Ж. Ниязова, Г. А. Дуйсенова, Б. А. Иманбеков // Молодой ученый. – 2014. – №3. – С.991–994. 
      5. Болдовская Т. Е. Использование Moodle в процессе обучения высшей математике / Т. Е. Болдовская, Е. А. Рождественская // Сборники конференций НИЦ Социосфера. – 2013. – № 28. – С. 125–128.  
      6. Горбунова Т. Н. Влияние информационных технологий на изменение методики преподавания / Т. Н. Горбунова // Новые информационные технологии в образовании: Материалы VIII междунар. науч.-практ. конф., Екатеринбург, 10–13 марта 2015 г. – Екатеринбург : ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2015. – С. 61–65.  
      7. Ференчук Л. В. Проблемы преемственности  в  обучении математики между школой и вузом / Л. В. Ференчук // Территория науки. – 2013. – № 5. – С. 20–25. 
      8. Якунін А. В. Проблеми базової математичної підготовки першокурсників і підходи до її коригування / А. В. Якунін // Наукові праці : Наук. журн. – Т. 323. Вип. 311. Педагогіка.  – Миколаїв : Вид-во ЧНУ ім. Петра Могили, 2019. – С. 49 – 55.  
      9. Якунін А. В. Математизація як аспект випереджаючої освіти для сталого розвитку / А. В. Якунін // Сталий розвиток в умовах глобальних викликів : матеріали Всеукраїн. наук.-практ. інтернет-конф., Харків, 7–8 квітня 2017 р. / Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова та ін. – Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2017.  – С. 331–332.  
      10. Якунін А. В. Математизація та її роль в електронному навчанні / А. В. Якунін // Математика. Інформаційні технології. Освіта : [зб. статей]. – Луцьк : СНУ ім. Л. Українки, 2018. – С. 151 – 161. 
      11. Клинцевич С. И. Технологии педагогического дизайна : разработка заданий в тестовой форме для LMS Moodle / С. И. Клинцевич, Е. Я. Лукашик, А. К. Пашко // Перспективы развития высшей школы : материалы VIII Междунар. науч.-метод. конф. / редкол: В. К. Пестис [и др.]. – Гродно : ГГАУ, 2015. – С. 236–239.   
      12. Кудрявцев А. В. Основные возможности использования мобильных устройств в системе высшего образования / А. В. Кудрявцев // Педагогическое образование в России. – 2016. – № 6. – С. 66–70.
      13. Лабеев В. И. Рекомендации по оптимизации курса высшей математики для технических специальностей / В. И. Лабеев, Т. А. Шамшина // Актуальные направления научных исследований XXI века : теория и практика. – 2015. – Т.3, № 9-1 (20-1). – С. 120–125.
      14. Дьяченко С. А. Интеграционное развитие профессиональных компетенций в процессе обучения математическим дисциплинам / С. А. Дьяченко // Территория науки. – 2015. – №6. – С. 31–34.