Применение компьютерной техники в учебном процессе является мощным средством активизации познавательной деятельности студентов, расширения поля их самостоятельной работы. Развивающее и творческое обучение достигается за счет интерактивности взаимодействия обучаемого с компьютерной программой, за счет анализа получаемой самостоятельно информации и формулирования выводов по работе.

В последние годы Минобразования России огромное внимание уделяет проблеме информатизации образования. Постановлением Правительства РФ от 28.08.2001 г. № 630 утверждена Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001–2005 гг.)». Одной из главных целей программы является «создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий». Так в показатели аккредитации вузов включен показатель наличия электронной библиотеки. Необходимо не только наполнять электронными изданиями электронные библиотеки, но и создавать образовательную информационную среду.

Неотъемлемыми частями электронных изданий являются виртуальные модели, тренажеры и лаборатории.

Классификация виртуальных моделей, тренажеров и лабораторий

Чтобы понять, какое место занимают виртуальные модели, тренажеры и лаборатории, необходимо провести классификацию, основанную на их возможностях [1, 2].

1. Интерактивные демонстрации.В основном программы этого вида являются частью электронных учебников и играют роль либо вспомогательного средства для восприятия учебного материала, либо средства для наглядной демонстрации какого-либо эксперимента. Программы содержат небольшое число элементов интерактивности, но в то же самое время у спешно выполняют функции по показу проведения экспериментов.
2. Простые модели.Зачастую основной целью программ данного вида является описание какого-либо научного опыта. Созданные модели представляют собой набор лабораторных работ или исследований, объединенных по некоторому признаку. Коллекция простых моделей является полноценной виртуальной компьютерной лабораторией. Особенностью простых моделей является относительная простота их создания, так как в них представлен один простой процесс, описываемый одной или несколькими математическими формулами. Другой отличительной особенностью является то, что различные модели могут создаваться независимо разными программистами. Эти качества обуславливают распространенность простых моделей. При этом следует учитывать, что минусами подхода являются:
   • трудность расширения (при попытке включения в курс новой лабораторной работы требуется привлекать программиста, по существу создавая новую модель практически с нуля);
   • невозможность объединения моделей (две модели из различных лабораторных работ являются полностью обособленными и не могут взаимодействовать, описывая новое явление);
   • ограниченность обучающегося в действиях.

   Примерами виртуальных компьютерных лабораторий этого вида являются:

   • виртуальная лаборатория по общей физике (ИДО ТГУ)(http://ido.tsu.ru/russian/course.phtml?c=13&n=1);
   • компьютерный лабораторный практикум по физике (МГТА)(http://www.bitpro.ru/ITO/2001/ito/II/1/II-1-36.html).
3. Универсальные лаборатории для класса явлений.Программы данного вида имеют в основе своего функционирования мощный математический аппарат и соответственно являются сложными моделирующими системами. Универсальность таких систем обеспечивается системным подходом к моделированию и разработке моделей. Благодаря своим возможностям виртуальные компьютерные лаборатории могут быть используемы для реальных научных или производственных расчетов. Особенностью универсальных лабораторий является ярко выраженный компонентный подход. Благодаря своим характеристикам, на основе универсальных лабораторий существует возможность создавать не только сложные модели, но и достаточно простые, которые по силам для разработки одним программистом. Примерами относительно простой лаборатории, предназначенной для использования в образовательных целях, являются:
   • СhemLab for Windows от Model Science Software (http://modelscience.com);
   • «Живая» физика (http://www.int-edu.ru/soft/);
   • Сrocodile Chemistry от Crocodile Clips Ltd(http://www.crocodileclips.com/chem.htm).

   Примерами виртуальной лаборатории, предназначенной для использования в научных целях, являются:

   • Интернет-ориентированная кроссплатформенная интерактивная система визуализации математических моделей (http://mathmod.aspu.ru);
   • лаборатория исследования океана (http://gis.poi.dvo.ru/);
   • виртуальная лаборатория ядерной физики (http://nrv.jinr.ru/nrv/).

   Основными плюсами универсальных компьютерных лабораторий являются:

   • простота расширения (в составе программ этого типа имеются средства для добавления новых компонентов);
   • возможность объединения компонентов для построения большого количества моделей различных экспериментов.
4. Универсальные лаборатории.В возможности данных программ заложено использование в одном эксперименте явлений различной природы.Примерами лабораторий этого вида являются:
   • Crocodile Physics от Crocodile Clips Ltd (http://www.crocodileclips.com/phys.htm);
   • Electronics Workbench (http://www.interactiv.com);
   • система моделирования МАРС (ТУСУР) (http://toe.tusur.ru/index.php?id=8).

   В качестве примеров универсальных программных комплексов, пригодных для построения виртуальных лабораторий, охватывающих конкретную предметную область, можно привести:

   • MathCAD – универсальный пакет для проведения математических и инженерных расчетов, пользующийся широким признанием среди специалистов;
   • MATLAB with SIMULINK (MathWorks Inc.) – самый развитый по своим функциональным и интерфейсным возможностям ПК для моделирования и анализа систем автоматического управления;
   • LabVIEW BasePackage – среда графического программирования;
   • FutureLab (http://www.simulations-plus.com/futurelab/index.html).
5. Имитационные лаборатории.Стержнем имитационной лаборатории является возможность моделировать абсолютно любые процессы или явления и реализовать такие эксперименты, которые в реальной жизни недостижимы из-за больших затрат на их проведение или по причине невозможности создания необходимых условий для проведения эксперимента. В ходе выполнения эксперимента существует возможность использования явлений и процессов различной природы, а также возможность применения методов оптимизации эксперимента. Технология основана на идеи, что исследуемая система, полностью имитируется с помощью совокупности программных средств. Этот набор программных средств должен содержать в себе как минимум: какой-либо язык имитационного моделирования (например, Siman, Simula, GPSS и др.), средства для визуального представления моделей, средства оптимизации построенной модели и средства для удобного представления результатов моделирования и оптимизации. Примерами лабораторий этого вида являются пакеты VSMPL, AnyLogic, Arena, GPSS-PC.

Постановка задачи

В настоящее время процесс разработки программного обеспечения, в том числе и процесс разработки виртуальных тренажеров и моделей, представляет собой сложный трудоемкий процесс. Участие в нем требует специальной подготовки специалистов, которые смогут реализовать поставленные перед ними задачи. При этом в образовательных процессах должны участвовать конкурентноспособные и качественные модели, правильно реализующие задачи. С качественным представлением задачи лучше всего может справиться преподаватель в данной предметной области. Проблема в том, что для того, чтобы реализовать модель самостоятельно, преподавателю необходимо иметь навыки использования специализированных программных средств.

Решение этой проблемы возможно двумя способами:

• представление модели специалистам, реализующим ее, и совместная многократная поправка реализованной модели преподавателем и специалистами;
• использование среды, которая позволит преподавателю без наличия специализированных знаний реализовывать какие-либо виртуальные модели.

Из приведенной классификации можно выделить два класса: интерактивная демонстрация и простые модели. Создание объектов этих классов возможно при помощи среды, работа в которой доступна для преподавателей.

Объекты остальных классов сложны и их разработка требует непосредственного вмешательства специалистов.

Требования к функциональности. Разрабатываемая система должна обеспечивать возможность создания интерактивных демонстраций и простых моделей средствами визуального проектирования с максимально простым интерфейсом задания параметров моделей.

Требования к интерфейсу. Особенностью среды является привычность интерфейса, оформленного в стиле MS Office. Привычный интерфейс необходим для наиболее быстрой адаптации преподавателей.

Требования к выходным данным. Конечным продуктом среды, в которой будет происходить разработка, является исполняемый объект. Таким образом, преимуществом работы в такой среде является тот факт, что объекты, полученные в процессе проектирования, смогут работать самостоятельно, без использования среды проектирования.

Так как обучающие материалы расположены в web-среде, то исполняемый объект должен быть в формате, удобном для встраивания в web-содержание. Такими форматами могут выступать:

• объекты flash;
• web-страницы с использованием JavaScript;
• страницы, написанные на развивающемся языке HTML5;
• и прочие форматы.

Заключение

Предлагаемая среда позволит преподавателям самостоятельно создавать качественный программный продукт, встраиваемый в web-содержание. При этом разработка не требует многократного сотрудничества преподавателя со специалистами по реализации (программистами). Такой подход обеспечит снижение времени и трудоемкость разработки. Работа проводится в рамках магистерской диссертации.

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

1. Стародубцев В. А. Компьютерные и мультимедийные технологии в естественнонаучном образовании / В. А. Стародубцев, Ф. В. Николаев // Томск : Дельтаплан, 2002. – 224 с.
2. Ефимов Е. Н. Построение классификации виртуальных лабораторий / Е. Н. Ефимов // Вестник ИжГТУ. – 2008. – № 1(37). – С. 115.

Терминология в этой области только начинает складываться, поэтому сегодня для обозначения данных технологий используется множество разных терминов: «видеолекция», «телелекция», «интерактивная видеолекция (с синхронными слайдами)», «медиалекция», «видеосеминар», «видеоконференция», «телеконференция», «веб-конференция», «вебинар (веб-семинар)», «веб-лекция» и др. [2, 4, 6, 7, 8]

В Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ) применяются следующие технологии:

• интерактивные лекции, консультации и семинары в режиме видеоконференции;
• предварительно подготовленные лекции, которые выдаются студентам на CD / DVD или размещаются как видеофайлы в Интернете.

Представляется целесообразным обозначать технологии I группы обобщающим термином «веб-лекция», а технологии II группы – термином «видеолекция».

Веб-лекции проводятся для студентов НГТУ, обучающихся в заочной форме с применением дистанционных технологий (в комбинированной форме), с 2009 г. В качестве программного обеспечения применяется бесплатный сервис веб-конференций Dimdim. Возможности этого сервиса позволяют преподавателю использовать аудио, видео, электронные презентации, документы в форматах .pdf, .doc и др., текстовый чат, демонстрировать веб-сайты и осуществлять совместную работу над текстами и графическими объектами. В ходе веб-лекций преподаватели используют интерактивную доску и / или планшет (дигитайзер).

Организационную поддержку веб-лекций осуществляют тьюторы Института дистанционного обучения (ИДО) НГТУ. Они составляют расписание веб-лекций с учетом заявок студентов и занятости преподавателей; размещают расписание в электронной среде обучения DiSpace, разработанной в ИДО; оповещают преподавателей и студентов о времени и месте проведения лекций; координируют работу системных администраторов по программно-техническому обеспечению веб-лекций; отслеживают посещаемость и др.

Первые видеолекции были сняты в НЭТИ-НГТУ в 1970-х гг. на базе телестудии университета. Подготовка видеолекций нового поколения началась в вузе в 2010 г. Лекции записываются в видеостудии НГТУ с использованием хромакея (технологии совмещения в кадре нескольких изображений, основанной на прореживании изображения по цвету). Звукоряд представляет собой лекцию без фонового сопровождения, а видеоряд может включать информационные заставки, кадры с лектором, экраном монитора, традиционной или интерактивной доской, а также фрагменты презентаций. В подготовке видеолекций участвуют преподаватели различных кафедр университета и сотрудники Информационной службы, координирует работу ИДО НГТУ.

Таким образом, для эффективного применения веб-лекций и видеолекций в учебном процессе преподавателям и тьюторам нужны новые профессиональные компетенции, входящие в структуру информационно-коммуникационной компетенции [3]:

• представление о необходимом аппаратном и программном обеспечении, о технологии проведения лекций;
• владение основами соответствующей терминологии;
• умение осуществлять организационную поддержку лекций;
• умение выстраивать лекции в соответствии с методическими принципами, особенностями материала, характеристиками обучаемых и условиями обучения;
• визуальная компетенция, а именно – умение работать с видеорядом [5];
• умение эффективно интегрировать веб-лекции и видеолекции в учебный процесс и др.

В работе над веб-лекциями преподавателям помогает памятка, разработанная в ИДО [1]. Тем не менее, очевидно, что вышеперечисленные компетенции нужно специально развивать у преподавателей и тьюторов в рамках системы повышения квалификации.

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

1. Андрюшкова О.В., Паршукова Г.Б. Памятка преподавателю по проведению видеомероприятий (видеолекций, видеоконсультаций) в ИДО НГТУ. – Новосибирск: НГТУ, 2009.
2. Ахромушкин Е.А. Классификация видеолекций по педагогическим и технологическим признакам. // Образовательная среда сегодня и завтра. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции (Москва, 27.09 – 30. 09.2006). – М.: Рособразование, 2006. – С. 63-66.
3. Бовтенко М. А. Профессиональная информационно-коммуникационная компетенция преподавателя иностранного языка: монография / М. А. Бовтенко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005.
4. Киселев М.Н., Паршукова Г.Б. Видеоконференции в образовательном процессе // Информационные технологии в образовании. – 2008. – №1. – http://bit.edu.nstu.ru/archive/issue-1-2008/videokonferentsii_vnbspobrazovatelnom_190
5. Кочетурова Н.А. Визуальная компетенция преподавателя иностранного языка: электронные презентации и видео // Межкультурная коммуникация: лингвистические и лингводидактические аспекты. Материалы I городской научно-методической конференции (Новосибирск, 22.04.2010). – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. – С. 251-259.
6. Куклев В.А. Управление качеством аудиовизуальных технологий обучения // Современные технологии учебного процесса в вузе. – 2007. – http://www.nmk.ulstu.ru/index.php?tezis=255&item=4&god=2007
7. Серов В.Н. Основные концепции создания видеолекций для электронного учебника // Сборник научных трудов «Дистанционные образовательные технологии» – М.: ТГУ, 2004. – с. 240-242.
8. Толоконников С.В. Системы компьютерной видеоконференцсвязи в профессиональной подготовке студентов : дисс. … к. п. н. : 13.00.08. – Ставрополь, 2001.

Обзор, выполненный на всестороннем изучении существующих источников, описывающих интересующие нас процессы в зарубежных и российских университетах и колледжах, позволил бы достаточно обоснованно дать некие прогнозы и рекомендации, как по краткосрочному, так и среднесрочному планированию. Но, к сожалению, автору неизвестны подобные исследования. Поэтому представляется интересным рассмотреть основные подходы к такому анализу.

Сегодня, когда говорят об электронном обучении, зачастую отдельно описывают результаты, достигаемые в формальном (formal) или в неформальном (informal или nonformal) обучении, т. е. в обучении, имеющем различные конечные цели. Как уже говорилось, ЭО также различается в корпоративном обучении и академическом образовании, на различных уровнях профессионального образования.

С точки зрения используемых ресурсов, естественно, в первую очередь всегда описываются новации в использовании технических средств и программно-технических разработок.

Важным аспектом исследования в последние годы становится социально-культурная среда внедрения ЭО, хотя политико-экономические условия, очевидно, учитывались всегда.

В рамках высшего профессионального образования наиболее значимыми аспектами исследования процессов электронного и дистанционного обучения (зачастую эти понятия не различаются) в наше время можно считать следующие.

1. Управление электронным обучением в традиционном вузе (включая такие направления, как теория и практика оценивания качества и эффективности электронного обучения).
2. Развитие технического и технологического обеспечения.
3. Формирование новой педагогической теории и практики, соответствующих современным технологиям.
4. Особенности использования и развития ЭО в различных социокультурных средах.

В рамках первого направления отмечается, например, что образование «он-лайн» означает новые организационные изменения, вплоть до институциональных изменений, что конкуренция на рынке высшего образования подталкивает университеты к усовершенствованию организационной структуры для обеспечения эффективности, что новые модели требуют изменения традиционных функций, так как электронное обучение, как правило, не подгоняется в существующую университетскую структуру /1/; что «без административного лидерства дистанционное образование в вузе развивается медленно или не развивается вообще» /2/.

В публикациях российских авторов управление ЭО рассматривается преимущественно как управление учебным процессом и формирование ресурсной базы (в первую очередь, технологической) /3,4/. Важность организационных изменений в университетском управлении в связи с развитием ЭО рассматривается в большей степени в постановочном плане /5/.

Понимание необходимости комплексного управления процессами, формирующими электронное обучение, пришло еще в самом начале нового века, вследствие распространенности негармоничного развития отдельных составляющих ЭО (например, общеизвестно, что сначала закупается оборудование, а только после этого обучаются преподаватели). По словам автора обзора /6/ Канаво В.А., если вы опубликовали электронный учебник в Интернете, это еще не электронное обучение, ведь дистанционное и электронное обучение характеризуется наличием персонального тьютора, средствами коммуникаций типа «преподаватель-студенты» и «студент–студенты», средств оценки знаний и т. д. Несистемное управление электронным обучением отмечается не только в высшем образовании: так в /4/ хоть и отмечается количественный рост консолидированного рынка инструментария ЭО для корпоративного обучения и академического образования, в то же время подчеркивается отсутствие качественного роста вследствие неосознанности целей, непоследовательности внедрения, недостатка специалистов у покупателей, т.е у корпораций, обучающих свой персонал, у учебных центров, у вузов.

К вопросам управления относятся и формирование инвестиционного портфеля ЭО, важнейшей составляющей которого является выбор платформы, реализующей функции системы управления обучения (Learning Management System – LMS) /7/. Неправильный выбор системы управления обучением приводит не только к излишним финансовым издержкам, но и к неоправданным затратам преподавательского труда, возможному разочарованию, отсутствию заинтересованности со стороны преподавателей.

Анализ и прогнозирование развития процессов, обуславливающих качественное и эффективное электронное обучение в профессиональном образовании, необходимые для принятия управленческих решений, позволяет уменьшить не только материальные, но и моральные потери при реализации различных организационных моделей электронного обучения в традиционном университете.

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

1. Casanovas I. Exploring the Current Theoretical Background About Adoption Until Institutionalization of Online Education in Universities: Needs for Further Research // El. Journ. of e-learning. 2010, Volume 8, Issue 2, pp. 73–84. [Электронный ресурс: http://www.ejel.org]
2. Wiesenmayer R. Lori Кupczynski L., Iсе Р. Тhе Rоlе оf Pedagogical Guidance provideb to Faculty in Online Pгоgrams: Соnsiderations fоr Highеr Education Administrators // Оnline Jornal of Distance Learning Administration. 2008. Vol. 11, № 4. Winter. University of West Georgia, Distance Education Center Back to the Online Journal of Distance Learning Administration Contents.
3. Журавлева О.Б., Крук Б.И., Соломина Е.Г. Управление Интернет-обучением в высшей школе / Под ред. Крука Б.И. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 224 с.
4. Соловов А.В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология. – Самара: Новая техника, 2006. – 464 с.
5. Casanovas I. Exploring the Current Theoretical Background About Adoption Until Institutionalization of Online Education in Universities: Needs for Further Research // El. Journ. of e-learning. 2010, Volume 8, Issue 2, pp. 73–84. [Электронный ресурс: http://www.ejel.org]
6. Тихомирова Н.В. Управление современным распределенным университетом: концепция, инструменты, методы //Высшее образование в России, 2010, № 4. С. 8–16.
7. Дистанционное обучение в СНГ. Тренды развития 2010–2013. Автор обзора Канаво В.А., 2010 [Электронный ресурс: http://www.smart-edu.com]
8. Brown M. and others. The VLE as Trojan Mouse: Policy, Politics and Pragmatism // El. Journ. of e-learning. 2010, Volume 8, Issue 2, pp. 63–72. [Электронный ресурс: http://www.ejel.org]
9. Hall Br. Five Learning Trends for 2009 [Электронный ресурс] Helmer J. E-learning trends for 2010 [Электронный ресурс: http://www.line.co.uk/viewpoints/ e-learning-trends-for-2010/]