Автоматизация управленческих действий в образовании. Системы оценки знаний и умений. Их теоретические основы и практическая реализация.
Любой автоматизированный учебный курс – это полноценный учебный процесс.
Сетевое обучение необходимо для тех случаев, когда возникают сложности с качественным обеспечением учащихся очными формами обучения (для детей- инвалидов, для детей Крайнего Севера и сельской местности, а также для студентов и взрослого населения, желающих повысить свой профессиональный уровень, сменить профессию и т.д.). В этом случае создаются специальные, автономные курсы дистанционного обучения, т.е. по отдельным учебным предметам, разделам или темам программы или целые виртуальные школы, кафедры, университеты. Автономные курсы больше предназначены для овладения отдельным учебным предметом, углубления знаний по этому предмету или наоборот, ликвидации пробелов в знаниях.
Что же касается виртуальной школы, то здесь имеется в виду создание хорошо структурированного информационно-образовательного пространства или среды, в которой содержатся все учебные курсы, предусмотренные учебным планом или программой обучения, библиотека таких курсов (по классам, по разделам программы и т.д.), лабораторные и практические работы, дополнительная информация (виртуальные библиотеки, экскурсии, словари, энциклопедии, пр.). Здесь предусматривается и возможность использования различных педагогических и информационных технологий для организации совместной деятельности учащихся в малых группах сотрудничества на разных стадиях обучения, контакты с преподавателем, обсуждение вопросов в рамках телеконференций, форумов, организация совместных проектов, пр. В сетевой модели дистанционного обучения используются электронные сетевые или на компакт-дисках мультимедийные электронные учебники или учебные пособия. В любом сетевом варианте дистанционной формы обучения важной составляющей является административный блок (регистрация участников курса, мониторинг их обучения, личные дела, пр.).
Эта модель обучения может полностью заменить очную форму обучения и быть самодостаточной для получения качественного образования при условии грамотной ее организации. Востребованность такой модели обучения по данным ЮНЕСКО уже сейчас в России достаточно высока, как среди взрослого населения, так и детей, особенно подростков. Эта востребованность будет с годами расти, поскольку все большее количество людей желают получить полноценное образование или углубить свои знания по отдельным предметам, не имея возможности посещать очные учебные заведения, или будучи не удовлетворены качеством образования на местном уровне. Информационно-предметная среда представляет собой целостную образовательную систему школьного курса (с дифференциацией) или той или иной вузовской специальности с полным набором всего информационного массива, необходимого и достаточного для достижения поставленных задач обучения в данной образовательной системе.
Сетевое обучение и кейс-технологии.
Модель сетевого обучения и кейс-технологий предназначена для дифференциации обучения. Дело в том, что в большом количестве случаев нет необходимости в создании электронных сетевых учебников, если существуют уже утвержденные министерством образования и науки РК печатные пособия. Гораздо эффективнее строить обучение, опираясь на уже изданные учебники и учебные пособия и с помощью дополнительного материала, размещаемого в сети либо углублять этот материал для продвинутых учащихся, либо давать дополнительные разъяснения, упражнения, пр. для слабых учеников. При этом предусматриваются консультации преподавателей, система тестирования и контроля, дополнительные лабораторные и практические работы, совместные проекты, пр.
Схема № 4. 
Интерактивное телевидение (Two-way TV).
Последняя модель (интерактивное телевидение) связана с телевизионными технологиями и пока очень дорогая. Это трансляция занятий с помощью видеокамер и телевизионного оборудования на расстояние. Эта модель распределенного класса, о которой говорилось выше. Время покажет, что окажется более доступным – интерактивное телевидение или видеоконференции в сетях.
Каждая модель имеет свою специфику и предназначена для решения конкретных дидактических задач. Каждая модель имеет своего пользователя. Поэтому трудно отдать предпочтение той или иной модели. Специфика каждой модели дистанционного учебного процесса обусловливает отбор и структурирование содержания обучения, методов, организационных форм и средств обучения. Прежде чем перейти к собственно дидактическим проблемам организации учебного процесса в дистанционной форме, рассмотрим более подробно наиболее сложную и вместе с тем, одну из наиболее востребованных и перспективных моделей дистанционной формы обучения – виртуальную школу и виртуальный университет повышения квалификации учителей.
Одним из важнейших направлений развития современных образовательных технологий является разработка систем дистанционного обучения и научных исследований и внедрения на их основе стандартов открытого образования.
Эффективная реализация данных технологий возможна на пути создания виртуальной информационно-образовательной среды вуза, объединяющей в едином информационном пространстве различные корпоративные системы управления вузом, электронные библиотеки, системы дистанционного обучения и тренинга, корпоративные системы тестирования, автоматизации научных исследований и др. В совокупности данные системы образуют виртуальные представительства учебных заведений, доступ к ресурсам которого осуществляется через Интернет. Виртуальное представительство обеспечивает централизованное управление обучением, используя корпоративные системы вуза, одновременно реализуя распределенный дистанционный процесс обучения.
Важной характерной чертой инженерного образования является большой объем лабораторных практикумов в учебном плане подготовки. В ходе выполнения лабораторных работ студенты используют дорогостоящие и уникальные стенды, установки (испытательные стенды, аэродинамические трубы, двигательные установки, пилотажные стенды, установки полунатурного моделирования, нанотехнологические установки и приборы и т.д.). В условиях дистанционного обучения реальные экспериментальные стенды заменяются моделями установок, создавая систему виртуальных лабораторий. Виртуальные лаборатории являются важнейшей составной частью виртуального представительства технического вуза, обеспечивая, наряду с другими системами, все функции обучения и управления учебным процессом.
При реализации идеологии виртуального информационно-образовательного пространства и создания системы дистанционного обучения встает задача интеграции в единой информационной среде различных компонент виртуального представительства. Эффективным подходом к решению данной задачи является создание образовательного интернет-портала вуза как единой точки входа для персонифицированного доступа к информационным ресурсам.
Рассмотрим архитектуру построения системы виртуальных лабораторий, интегрированных в структуру университетского интернет-портала и обеспечивающих удаленный доступ к выполнению виртуальных лабораторных практикумов и научных исследований.
Концепция и информационные технологии управления уникальным оборудованием и автоматизированных учебных лабораторий
Перевод на автоматизированную форму обучения возможен при условии обеспечения удаленных реальных измерений и управление физическим экспериментом, уникальной установкой или стендом и их аппаратной и программной поддержки. Таким образом, автоматизация должна обеспечивать возможность доступа к уникальным установкам и лабораторным ресурсам вуза из любой географической точки в многопользовательском режиме и в реальном масштабе времени.
Дорогостоящие уникальные экспериментальные установки и стенды в вузе, в основном, предназначены для научно-исследовательских работ, а также использования в учебном процессе при подготовке и переподготовке специалистов высшей квалификации. Степень использования таких установок в учебном процессе сильно ограничено сложностью и большими материальными затратами, а также малой пропускной способностью (не более 5-10 обучающихся в течение дня).
При создании автоматизированного управления учебным процессом на первом его этапе необходимым условием является ее локальная автоматизация, т.е. создание автоматизированной информационно-измерительной и управляющей системы для установки, стенда или лабораторного макета. На втором этапе локальная автоматизированная система установки сопрягается с сетевыми и телекоммуникационными ресурсами (локальные, мобильные, глобальные сети), обеспечивающими дистанционный доступ к установке исследователю или студенту.
При обучении студента ввиду сложности установки и опасности некорректных действий нами предлагается вести физический эксперимент на уникальных установках в режиме виртуальной реальности. Под этим термином понимается экспериментальное исследование на виртуальной модели, полностью имитирующей работу реальной установки. Для создания такой виртуальной модели предлагается использовать экспериментальные файлы и базу данных, полученные с различных датчиков при различных режимах работы реальной физической установки. Экспериментальные файлы также дополняются мультимедийной информацией, записанной в режиме реального времени (видеофильмы и звуковые файлы работающей установки в различных режимах).
При дистанционном обучении студент задает режимы работы установки, в соответствии с которыми виртуальная модель установки генерирует измерительную информацию с датчиков, а также ауди- и видеоинформацию в реальном масштабе времени, соответствующие реальным данным. Таким способом достигается полная эквивалентность эксперимента на виртуальной модели и на действительной установке.
Идентификация и аутентификация пользователей производится на основе информации, хранящейся в базе данных и доступной через СУБД MySQL. При такой реализации, регистрационные данные пользователей из базы данных можно получать как посредством приложений, разработанных при помощи скриптового языка PHP, так и посредством LabVIEW-приложений, использующих Database Connectivity Tools.
Измерительный сервер, получив запрос на измерение от главного сервера, конфигурирует устройство ввода-вывода, к которому подключен требуемая лабораторная установка и запускает процесс измерения. Результаты измерений возвращаются на главный сервер и отправляются пользователю.
Организация передачи данных
Передача данных между пользователями и главным сервером в случае функционирования автоматизированной системы как независимой компоненты организован следующим образом:
Пользователь обращается к порталу со своего компьютера через Интернет, используя стандартный браузер. Пользовательский интерфейс лабораторной работы публикуется в глобальной сети, в то время как сама программа, его реализующая, запущена на главном сервере системы, где так же работает LabView Web‑сервер, обслуживающий запросы пользователей. По запросу пользователя происходит выдача web‑страницы со встроенным в нее ActiveX‑объектом, обеспечивающим взаимодействие с сервером. В качестве протокола передачи данных используется протокол http. Получив запрос на выполнение работы, система проводит аутентификацию пользователя и осуществляет допуск его к выполнению работы.
Использование карт виртуального мира В последние несколько лет в компьютерной картографии началось формирование нового направления виртуального моделирования и картографирования. В современной компьютерной картографии виртуальная реальность предстает как некое искусственное построение, модель реального или абстрактного (мысленного) объекта или ситуация, которая, существует в программно-управляемой среде, что позволяет взаимодействовать с этим объектом или ситуацией, управлять ими, проигрывать какие-то задачи и принимать решения. Как всякое геоизображение, оно предстает в графической образной форме, имеет проекцию, масштаб и обладает генерализованностью. Сам процесс создания подобных геоизображений называют виртуальным моделированием (иногда, как синоним, употребляют термин виртуальное картографирование). Визуализация виртуальной реальности опирается, прежде всего, на применение эффектов трехмерности и анимации. Именно они создают иллюзию присутствия и перемещения в реальном "объемном" пространстве. При этом четыре главных свойства характеризуют виртуальное геоизображение: компьютерная генерированность, сочетание в одном геоизображений свойств карты, перспективного снимка, блок-диаграммы и анимации; возможность программного управления этим синтезированным геоизображением; интерактивное взаимодействие с самим геоизображением и окружающей его виртуальной средой; уменьшение свойств знаковости и условности геоизображения, придание ему реалистических черт "портретности" и "натуральности". Создание виртуальных геоизображений позволяет по топографическим картам, аэро- или космическим снимкам создавать цифровую модель рельефа, т.е. изображение рельефа, построенное по цифровым значениям высот, обычно расположенным в узлах регулярной сетки. Затем на эту рельефную блок-диаграмму можно накладывать предварительно откорректированное фотоизображение местности, полученное в результате дистанционной съемки. Таким образом, виртуальное геоизображение включает изображение самого объекта, окружающей его виртуальной среды, а также средства взаимодействия их между собой и с наблюдателем (пользователем), который получает возможность интерактивно управлять и объектом и средой. В технологиях виртуального моделирования большую роль играет анимационное картографирование, которое представляет собой одну из ветвей оперативного компьютерного картографирования. Речь идет о создании и анализе карт в реальном пли близком к реальному. Современные компьютерные программы содержат наборы модулей, обеспечивающих самые разные варианты и комбинации анимации:
- перемещение всего картографического изображения по экрану;
- мультипликационный показ последовательности карт-кадров или блок-диаграмм;
- изменение скорости демонстрации, покадровый просмотр, возврат к избранному кадру, обратная последовательность ;
- перемещение отдельных элементов содержания (объектов, знаков) по карте;
- изменение отдельных элементов карты, их размеров, формы, ориентации и др.;
- мигание знаков, варьирование окраски, изменение ее интенсивности, создание эффекта вибрации цвета;
- изменение освещенности или фона, "подсвечивание" и "затенение" отдельных участков карты;
- панорамирование, изменение проекции и перспективы (точки обзора, ракурса, наклона), вращение блок-диаграмм;
- масштабирование изображения или его части, использование эффекта "наплыва" или удаления объекта; создание эффекта движения над картой ("облет" территория), в том числе с разной скоростью.
ҮЙДЕ ОҚЫТЫЛАТЫН БАЛАЛАРДЫ ЖАЛПЫ БІЛІМ БЕРУ МЕКТЕБІНІҢ ОҚУ БАҒДАРЛАМАЛАРЫМЕН ОҚЫТУ
Мемлекет тарихы институты
12 жылдық білім беруде бастауыш сыныптарда ана тілін оқытудың белсенді шығармашылық іс-әрекет негіздері
Қашықтықтан оқыту технологиялары негізінде студенттердің танымдық іс- әрекетін қалыптастыру
Бастауыш мектепте математиканы оқыту ерекшеліктері
Оқу үрдісін жүргізуде MS Excel бағдарламасын қолданудың тиімділігі
Студенттердің педагогикалық практикасын кешенді тапсырмаларды құрастыру және қолдану негізінде жетілдіру
Информатика пәні бойынша критерийлі-бағытталған тест тапсырмаларын жасау әдістері.
Жаңа тұрпатты мұғалімді қалыптастыруда ақпараттық технологияларды қолданудың педагогикалық шарттары
Болашақ жоғарғы мектеп оқытушыларының кәсіби-педагогикалық біліктілігін Университет магистратурасының білім беру жүйесінде қалыптастыру