Текст книги "Высшее образование: методология и опыт проектирования"

Глава 6. Инструментальные средства разработки учебно-методического обеспечения образовательного процесса[30]30
  Глава 6 написана канд. техн. наук В.И. Солнцевым.


[Закрыть]

При проектировании образовательного процесса и создании учебных программ преподаватель, как правило сталкивается с проблемой выбора адекватного задаче комплекта инструментальных средств. В современных условиях при огромном многообразии аппаратно-программных средств и технологий такой выбор, чаще всего, происходит случайным образом из более узкого, но доступного преподавателю набора. Бессистемный подход к выбору инструментальных средств разработки учебно-методических материалов существенно ограничивает возможности не только разработчика отдельного модуля, но и проектировщика образовательного процесса, в задачу которого входит интеграция всех элементов в единую систему.

В данной главе обсуждаются практические аспекты использования современных информационных технологий при разработке учебно-методического обеспечения ОП, в частности, ПУД, методического пособия, в также иллюстративного и расчетно-графического материала для проведения учебных занятий.

Рекомендованные в книге инструментальные средства рассматриваются в связи с их широким распространением в российских и зарубежных высших учебных заведениях. Не являясь обязательными, данные инструментальные решения позволяют практически решать весь спектр задач, связанный с оформлением отдельных учебных модулей и всего процесса в целом. Они удовлетворяют требованиям Государственного учебного стандарта и рекомендациям Министерства образования и науки по документированию образовательного процесса.

Кроме того, при выборе учитывался тот факт, что при внедрении новых технологий в учебный процесс у профессорско-преподавательского и учебно-вспомогательного состава могут возникать достаточно сильные психологические барьеры. Ведь в этом случае требуется пересмотреть привычную методику преподавания, освоить новые методы и средства, разработать наглядные и раздаточные материалы. Велики первоначальные затраты, однако практика показывает их быструю окупаемость, если не в денежном выражении, то в форме экономии времени преподавателя и в повышении эффективности ОП.

Предлагаемые средства достаточно известны и давно используются в работе преподавателей и руководителей вузов. Однако рассмотрение их с точки зрения практики использования при разработке учебно-методического обеспечения и проведении учебных занятий может представлять интерес для преподавателей, желающих перейти на качественно новый уровень предоставления студентам содержания учебных дисциплин.

В ходе реализации в МГТУ им. Н.Э. Баумана программы повышения квалификации преподавателей вузов часто возникают вопросы, связанные с методикой проведения занятий, правилами составления учебно-методических материалов, оформления программы курсов, разработкой наглядных пособий и проведения занятий с использованием современных информационных технологий и технических средств обучения. Ответить на эти вопросы бывает весьма непросто, поскольку методических пособий, посвященных им, мало, к тому же, в связи с развитием технологической базы, они довольно быстро теряют актуальность. Это значительно снижает активность преподавателей по совершенствованию ОП и не позволяет им в полной мере реализовать свои возможности.

В главе рассмотрены этапы процесса проектирования ОТ, предусматривающие подготовку и проведение учебных занятий с использованием информационных технологий: от разработки программы курса и методических материалов до представления учебного материала на занятиях. Излагаются вопросы, связанные со спецификой организации учебного процесса с использованием информационных технологий и технических средств обучения.

Инженерное образование в техническом университете XXI в. невозможно представить без практического использования в учебном процессе новейших достижений научно-технического прогресса.

Компьютерные технологии позволяют наиболее гибко реагировать на растущие потребности современного студента в создании удобной информационной среды. Для него уже не являются новинкой глобальная телекоммуникационная сеть Интернет, дистанционное обучение, видео – и аудиокурсы, мультимедиа-журналы, гипертекстовые энциклопедии и библиографические базы данных. Студент умеет «плавать» в океане информации порой лучше, чем преподаватель, однако часто теряет так необходимые на пути к знаниям ориентиры.

Для того чтобы получить фундаментальное инженерное образование, одной информации, как бы много ее ни было, явно недостаточно. Бессистемное и хаотичное блуждание студента по виртуальной реальности не приводит к образованию устойчивых знаний по своей инженерной специальности. Видимо, в условиях информационного пространства преподавателю университета приходится стать навигатором, умеющим точно рассчитать по «карте знаний» оптимальный для каждого студента «курс следования».

Профессиональные знания, владение педагогическими и психологическими приемами (то, что ранее мы назвали методической подготовкой) по-прежнему остаются неизменными слагаемыми успеха преподавателя в инженерном вузе. Однако сегодня его лидирующая роль должна быть подкреплена свободным владением современными инструментальными средствами и информационными технологиями и, что еще важнее, практическими навыками их использования при разработке и проведении учебного процесса.

Современный преподаватель активно использует на занятиях новейшую проекционную и компьютерную технику (мультимедиа-проекторы, жидкокристаллические панели, оверхед-проекторы, видеоаппаратуру). Однако при этом ему приходится пересматривать традиционную методику преподавания, когда в аудитории есть только привычные доска и мел.

Преподаватель самостоятельно разрабатывает методику внедрения в учебный процесс современных технических средств обучения (видео-, аудиозаписи, компьютерные обучающие системы, электронные учебники, библиографические каталоги и др.). Конечно, подразумевается, что уже в ближайшей перспективе аудитории и библиотеки университетов будут оснащены техническими средствами на должном уровне.

Перспективным направлением работы преподавателя может также стать переложение своего курса для системы очно-заочного и дистанционного обучения и практическое освоение им телекоммуникационных технологий.

Ни одна профессия не обходится без овладения техникой мастерства. От современного преподавателя требуется умение настолько мастерски владеть инструментальными средствами, что они становятся органичными компонентами его творчества.

В квалификационном перечне для преподавателей высшей школы[31]31
  Имеются в виду положения, содержащиеся в утвержденной Министерством образования и науки Российской Федерации образовательной программе, ведущей к присвоению слушателям квалификации «преподаватель высшей школы».


[Закрыть] указаны следующие основные требования:

    • знание и владение основными исследовательскими методами (анализ литературы, поиск источников информации, сбор и обработка данных, научное объяснение полученных результатов, видение и выдвижение новых проблем, гипотез, методов их решения);

    • владение компьютерной грамотностью, что предполагает умение вводить и редактировать информацию (текстовую, графическую), пользоваться компьютерной телекоммуникационной технологией, обрабатывать получаемые количественные данные с помощью программ электронных таблиц, пользоваться базами данных, выводить информацию на печатные и другие носители;

    • владение коммуникативными навыками, в том числе навыками использования средств отображения информации и наглядных пособий;

    • умение самостоятельно интегрировать ранее полученные знания по разным учебным предметам для решения познавательных задач.

Разумеется, это не полный перечень умений в области инструментальных средств, однако овладение перечисленными позволит участнику ОП чувствовать себя достаточно комфортно и уверенно.

Техника и технология развиваются ускоренными темпами. Объем информации, который требуется охватить современноу человеку, растет еще быстрее. Однако сам человек не слишком быстро изменяется. Его скорость восприятия информации если и увеличилась, то весьма незначительно. Более того, психологический барьер между человеком и компьютером остается значимым ограничительным фактором для распространения информационных технологий в образовании.

Информационные системы могут взять на себя некоторые рутинные функции по предварительной обработке информации, ее отбору, систематизации и графического представления. Однако они не смогут поставить актуальную задачу, определить цель поиска, сформировать критерии успешного решения. Эти функции остаются за человеком и его интеллектом. Совместная работа преподавателя и студента в информационном пространстве может повысить эффективность учебного процесса, что не исключает, да и не сможет полностью исключить, личный контакт на занятиях и консультациях.

Весьма важным является обоснованный выбор инструментальных средств, общих и для преподавателя, и для студента. Такие средства должны обеспечить свободное распространение учебной информации в образовательной среде, причем в форматах, доступных всем участникам образовательного процесса.

Как отмечалось в гл. 2, образовательные технологии, реализуемые с использованием средств информационно-вычислительной техники, стали объединять общим названием: компьютерные информационные технологии, высокие технологии, информационные технологии обучения и др. Кроме информационных технологий обязательным элементом образовательного процесса были и остаются технические средства обучения (ТСО). Актуальность последних все более повышается в силу значительного прогресса в области презентационных технологий и их интеграции с компьютерными средствами.

Терминология данной области находится в стадии становления. Поэтому в данной работе мы используем обобщающий термин «инструментальные средства», который включает в себя следующие компоненты интегрированной образовательной среды:

    • техническую (вид используемой компьютерной техники, средств презентации и телекоммуникации);

    • программно-техническую (программные средства поддержки реализуемой технологии);

    • организационно-методическую (инструкции студентам и преподавателям по организации учебного процесса и т. п.).

В ОП инструментальные средства выступают как средство:

    • автоматизации работы студентов и преподавателей с информацией различного назначения: подготовка и хранение информации с предоставлением гибких и удобных средств накопления, доступа и поиска;

    • обработки информации и получения результатов в удобной форме;

    • решения профессиональных научно-методических и учебных задач;

    • управления учебной деятельностью.

Роль компьютера как интегрирующего элемента управления действиями обучаемых проявляется в так называемых компьютерных обучающих программах (КОП) или компьютеризованных учебно-методических комплексах (КУМК), характеристика направлений и состояние развития которых приведена ниже. В этих программных продуктах методическая часть интегрирована непосредственно в саму программу.

Далее приведены некоторые практические рекомендации по применению стандартных инструментальных средств для разработки современных учебно-методических материалов на основе российского и международного опыта. Их интеграция в единую систему проектирования ОП – дело ближайшего будущего.

При разработке учебно-методических материалов может использоваться как универсальное, так и специальное программное обеспечение. Универсальные программы общего назначения не только повышают производительность труда и эффективность работы преподавателя, но и поднимают ее на качественно новый уровень.

К ним относятся следующие типы систем.

1. Системы подготовки текстов, или текстовые процессоры, предназначены для написания и редактирования документов. Диапазон таких систем очень широк – от простых экранных редакторов до сложных текстовых процессоров, предоставляющих пользователям широкий спектр возможностей. Наиболее распространенной на сегодня является программа Microsoft Word.

Практически любой документ, который ранее готовился на пишущей машинке, может быть создан с помощью текстового редактора сначала на экране монитора, а затем выведен на печать. Обработка текстовых материалов на компьютере выполняется не только быстрее и качественнее, чем на пишущей машинке, но и позволяет редактировать готовый текст, монтировать новый документ из имеющихся фрагментов, с помощью ключевых слов быстро находить в тексте нужные разделы, корректировать орфографию, вводить в текст графическую информацию и многое другое.

Для задач разработки учебно-методического обеспечения Microsoft Word, пожалуй, – самый мощный текстовый редактор, позволяющий быстро создать документ любой сложности из разрозненных заметок и довести до совершенства форму представления программы курса, учебного пособия, адаптированного конспекта курса лекций, домашних заданий и т. п. Программа Microsoft Word использует самые современные средства, такие, как проверка правописания, словарь синонимов, интеграция данных разного вида – таблиц, графиков, диаграмм, рисунков из других универсальных программ. Все это помогает преподавателю составить грамотный документ, с четкой структурой, красивый с эстетической точки зрения, удобный в использовании.

4. Системы визуальной поддержки предназначены для разработки наглядных материалов к учебным занятиям. Программный пакет Microsoft PowerPoint является одним из самых удобных средств создания учебных презентаций. Он позволяет профессионально подготовить иллюстративные и текстовые слайды, использовать разнообразные виды графиков, диаграмм, шаблоны тезисов выступлений. Удобным свойством программы является возможность преобразовать структурированный текстовый документ, подготовленный в редакторе Word, в презентацию и наоборот, импортировать презентацию в текст. Разработанный с помощью PowerPoint слайд-фильм преподаватель, как правило, проецирует на экран через проектор. Слайды можно печатать на фолиях – специальных пленках для кодоскопа (оверхед-проектор).

3. Системы ввода текстографической информации предназначены для сканирования рисунков и распознавания печатного текста для последующей передачи в текстовый процессор. Устройством ввода изображений служит сканер. Наиболее известной системой, работающей с печатными текстами на русском и английском языках, является программа ABBYY Fine Reader. Удобный интерфейс позволяет выполнить полный цикл обработки документа, включающий в себя следующие этапы: ввод изображения документа с полуавтоматической настройкой, сегментация изображения на фрагменты (текст, рисунок, таблица и т. п.), распознавание фрагментов в зависимости от их типа и преобразование документа в формат текстового процессора.

4. Системы компьютерного перевода используются для перевода текста с русского языка на иностранный (английский, немецкий, французский) и наоборот. Особую актуальность системы перевода приобретают в условиях появления современных учебно-методических ресурсов в открытом доступе и в сети Интернет. Необходимо отметить, что даже такие развитые системы, как Stylus или Prompt дают только подстрочный, грубый перевод, основанный на пословном, буквальном сопоставлении слова-источника его словарному аналогу с примитивной грамматикой, иногда искажающий смысл предложений. Однако для получения общего представления о содержании текста, системы перевода являются незаменимым инструментом преподавателя, желающего использовать мировой опыт разработки методических материалов и распространять опыт отечественной высшей школы за рубежом. Дополнительно к системе перевода текста, которая хотя и использует целый набор профессиональных словарей по разным предметным областям, но не всегда корректно, при редактировании результата целесообразно использовать программы пословного перевода (электронные словари), такие, как ABBYY Lingvo. А для работы в сети Интернет удобно применять программу быстрого перевода параграфов WebTransSite, встраиваемую в любое из универсальных приложений.

5. Системы электронных таблиц используются для систематизации информации и вычислений. По своей сути – это электронный бланк, в ячейки которого можно заносить не только текстовые символы, но и математические формулы, а расчеты проводятся автоматически. Особенно это удобно, если при разработке учебной программы необходимо просчитать объем часов, отводимых на разные виды учебных занятий, составить расписание занятий по темам, сопоставить каждой теме домашнее задание, вид контроля знаний и др. Вводить и обрабатывать исходные данные в электронной таблице значительно легче и быстрее, чем в текстовом редакторе или вручную на бумаге. Возможно также задавать зависимость одних величин от других: при изменении значения в одной из ячеек происходит автоматическая замена значений в других, связанных с ней ячейках. Сформированная электронная таблица сразу же становится документом, который может многократно использоваться, легко модифицироваться и выводиться на печать в нужном числе экземпляров. Среди функций электронных таблиц имеются основные функции баз данных, такие, как ввод, сортировка, отбор информации. Из систем подобного типа широко используются Microsoft Excel и Lotus 1–2 – 3.

6. Системы управления базами данных (СУБД) осуществляют переработку большого количества однотипной информации, ее систематизацию и выборку по нужным признакам. Примером простейшей базы данных является автоматизированная картотека литературы или источников в сети Интернет. Выбранные или вновь созданные карточки можно читать, удалять и вносить в них дополнительную информацию. Они размещаются в базе данных по какому-либо признаку, в частности по ключевым словам, по датам, по буквам алфавита. Таким образом, преподаватель может создать, например, систему автоматизированного ввода и поиска цитат из литературных источников, электронную записную книжку, картотеку рабочих файлов своего компьютера и многое другое. Наиболее известна СУБД Microsoft Access из состава пакета Microsoft Office.

7. Системы составления расписаний (электронные органайзеры) прежде всего предназначены для календарного планирования деятельности и учета выполнения запланированных заданий. Автоматизация составления и контроля выполнения планов существенно повышает эффективность использования рабочего времени преподавателя. Включенные в состав программных пакетов Microsoft Outlook базы персональных данных – электронные записные книжки – весьма облегчают поиск необходимых контактных телефонов, адресов электронной почты и другой информации. Данные легко интегрируются с портативными органайзерами, мобильными телефонами.

В данном разделе рассмотрена последовательность этапов разработки минимального учебного пакета с использованием инструментальных средств на примере условной дисциплины. В общем случае в состав учебного пакета входят следующие методические материалы:

    • программа дисциплины;

    • методическое пособие;

    • комплект наглядных пособий;

    • раздаточные материалы к занятиям;

    • тематические видео – и аудиоматериалы;

    • дискета (компакт-диск) с программными средствами;

    • методические указания по лабораторным работам;

    • методические рекомендации по дисциплине (для преподавателя) .

В зависимости от дисциплины могут отсутствовать или добавляться отдельные позиции общего перечня. В состав минимального учебного пакета, как правило, входят программа дисциплины и комплект наглядных пособий.

Уже отмечалось, что рабочая программа УД (в отличии от примерной) является документом, структура которого утверждается руководителями вуза. Как правило, обязательными разделами программы УД являются:

    • цели и задачи учебной дисциплины;

    • требования к уровню усвоения содержания учебной дисциплины;

    • объем дисциплины и виды учебной работы;

    • структура дисциплины;

    • содержание лекционного курса (по лекциям);

    • содержание практических и лабораторных занятий (по занятиям);

    • тематика рефератов и курсовых работ;

    • рекомендуемая литература (обязательная и дополнительная) .

При создании такого документа с использованием текстового процессора Word удобно использовать функции структурного редактирования, которые определяют иерархическую вложенность заголовков по уровням (до девяти). В этом случае приведенные выше названия разделов становятся заголовками первого уровня, а заключенные в них подразделы – заголовками второго уровня и так далее. Таким образом, развернутая структура программы будет выглядеть следующим образом.

1. Цели и задачи учебной дисциплины

   1.1. Основная цель дисциплины

   1.2. Задачи учебной дисциплины

2. Требования к уровню усвоения содержания учебной дисциплины[32]32
  Заметим, что при компетентностном подходе к формированию требований к обучающему указанные ниже понятия являются лишь элементами более интегральных требований, связанных с готовностью будущего специалиста к деятельности в той области, к которой относится конкретная дисциплина. – Ю.Т.


[Закрыть]

   2.1. Знания

   2.2. Умения

   2.3. Навыки

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

   3.1. Общая трудоемкость дисциплины

   3.2. Виды учебной работы

      Аудиторные занятия

      Лекции

      Практические занятия

      Лабораторные работы

      Другие виды аудиторных занятий

      Самостоятельная работа

      Работа с учебной литературой

      Расчетно-графические работы

      Курсовая работа

      Реферат

      Другие виды самостоятельной работы

   3.3 Вид итогового контроля

4. Структура дисциплины

Тематика лекций и семинаров

5. Содержание учебной дисциплины

   5.1. Содержание лекционного курса (по лекциям)

      Лекция 1

      Лекция 2

      …

      Лекция N

   5.2. Содержание практических занятий (по занятиям)

      Занятие 1

      Занятие 2

      …

      Занятие M

6. Тематика рефератов и курсовых работ

   6.1. Темы рефератов

   6.2. Темы курсовых работ

7. Рекомендуемая литература

   7.1. Обязательная литература

   7.2. Дополнительная литература

Вложенная нумерация разделов и подразделов производится автоматически. При структурном редактировании очень удобно работать с подразделами целиком, а не с каждым их элементом в режиме «Вид – Структура документа».

Перенос целого подраздела вызывает автоматическую перенумерацию вложенных заголовков, индексов и ссылок. В сравнении с перечнем разделов программы развернутая структура отражает целостность документа, взаимосвязанность его компонентов. Текст приобретает большую упорядоченность, повышается экономичность восприятия и запоминания информации и, что важно, появляется возможность генерировать новые структуры и новые связи.

Разработанную структуру программы дисциплины возможно преобразовать в слайд-презентацию, например, для вводной лекции или для обсуждении структуры программы на методической комиссии. Для этого в программе PowerPoint используется функция вставки структуры из файла Word. После добавления титульного слайда, небольшой редакционной правки и использования шаблона презентации получается последовательность слайдов для проецирования на экран (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Распечатка слайд-презентации

Использование графических возможностей PowerPoint позволяет значительно повысить наглядность учебного материала, улучшить качество его запоминания и усвоения ζ на основе активизации образного мышления, что иллюстрируется на примере слайда, разработанного с помощью функции «Построение диаграмм» (рис. 6.2).

Для того чтобы облегчить работу слушателей и не заставлять их переписывать содержание слайдов или перерисовывать схемы, целесообразно подготовить раздаточные материалы. Преподавателю наиболее удобно сначала подготовить наглядные пособия (слайды), использовать их в качестве структуры своего выступления, а в начале или конце занятия раздать ксерокопии распечатанных слайдов слушателям. Возможен вариант распечатки слайдов в виде адаптированного конспекта, когда рядом с изображением имеется свободное место для записей, пояснений и т. п.

Наглядные пособия можно использовать также как основу для выступления, для написания статьи или раздела пособия. Действия над объектами производятся аналогично редактированию в известном текстовом процессоре Word.

Рис. 6.2. Иллюстрация графических возможностей PowerPoint

Разработка методического пособия по дисциплине, как правило, требует ввода значительного объема информации и преобразования ее в электронную форму. Основу его могут составлять, опубликованные ранее в книге авторские материалы, заготовки, отпечатанные на пишущей машинке или принтере. Если файлы соответствующих документов отсутствуют или утеряны, необходимо провести сканирование распечаток с помощью считывающего устройства – планшетного или роторного сканера. Затем проводится распознавание графического изображения текста с помощью специальных программ, и в результате получается файл в формате текстовых редакторов. Процедура занимает значительно меньше времени, чем ввод заново через клавиатуру. Даже при плохом качестве исходного текста страница распознается в течение 1–2 мин., количество опечаток на итоговой странице не превышает уровня допустимого для оператора-машинистки (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Распознавание печатного текста: слева – оригинал; справа – текст после распознавания (выделены слова, где есть ошибки распознавания)

Рисунки также могут быть отсканированы для включения в текст пособия или в слайд-презентацию. К рисункам для книг, издаваемых на полиграфическом оборудовании, в редакциях предъявляются довольно высокие требования по качеству изображения и форматам данных. Однако для методических пособий и раздаточных материалов качество отсканированных рисунков вполне удовлетворительное. Основные программы ввода и распознавания текстографической информации на русском языке – уже упоминавшийся ранее пакет Fine Reader и программа CuneiForm. Эти же программы работают с текстами на иностранных языках (английском, немецком, французском) с учетом специфических особенностей шрифта «латиницы», используемого в разных странах.

Из программы FineReader документ на иностранном языке можно после распознавания текста отправить на перевод в систему электронного перевода, а после корректировки русского текста – в программу Word.

В учебно-методических материалах, кроме текста и рисунков используются таблицы. Конечно, средства текстовых редакторов позволяют создавать табличные формы, однако ввод численных значений и математические операции над ними лучше производить в так называемых электронных таблицах (табл. 6.1, 6.2).

Таблица 6.1 Пример расчета общей трудоемкости условной дисциплины в программе Excel

Таблица 6.2 Пример планирования учебных занятий по учебным группам с использованием функции генерации регулярного расписания, копирования, суммирования объема часов

Для составления расписания занятий также используются электронные органайзеры – программы и устройства календарного планирования. Так, расписание занятий с помощью программы Outlook вводится простым копированием записи календаря (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Регулярная запись в календарь Outlook

После ввода записи в календаре будет отмечено, что время с 15 до 17 ч. в течение девяти понедельников подряд выделено под учебные занятия и не может быть использовано для других целей.

Конечно, в данном разделе раскрыты только некоторые основные возможности универсальных программных средств, помогающих преподавателю разработать учебно-методические материалы и спланировать расписание занятий. По оценкам экспертов, пользователь активно реализует, как правило, лишь 5… 10 % полного спектра возможностей любой прикладной программы. Однако для решения большинства профессиональных задач преподавателю вполне достаточно овладеть описанным набором.

Специализированные программные средства существенно более разнообразны и зависят от предметной области, для которой разрабатываются методические материалы. Поэтому выбор таких средств остается за преподавателем. В данном разделе автор не ставил цель рассказать обо всех существующих программах, которые можно использовать в учебном процессе. Только их перечень занял бы весь объем раздела. Рассмотренные программные средства лишь очерчивают круг чрезвычайно широких возможностей профессионального использования современных компьютерных программ при разработке учебно-методических материалов.