Современные образовательные технологии в научной и образовательной деятельности

Содержание

Слайд 2

Автоматизированное обучение – это обучение профессии (специальности, дисциплине, курсам) с использованием

Автоматизированное обучение – это обучение профессии (специальности, дисциплине, курсам) с использованием

АСО. АСО представляют собой сложные человекомашинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и другие.
Автоматизированная система обучения (АСО) – это автоматизированная информационная система, которая включает в себя преподавателя, студентов, комплекс учебно-методических и дидактических материалов, автоматизированную систему обработки данных и предназначена для поддержки процесса обучения с целью повышения его эффективности.

Основные понятия и термины автоматизированного обучения

Слайд 3

Автоматизированная система обучения – набор информационных, программных и технических средств, предназначенных

Автоматизированная система обучения – набор информационных, программных и технических средств, предназначенных

для автоматизированной обработки и настройки компонент виртуальной среды обучения и интерактивного взаимодействия участников образовательного процесса.
Автоматизированная система дистанционного обучения - это комплекс образовательных услуг, предоставляемых широким слоям населения посредством их доступа к автоматизированным системам обучения с помощью дистанционных образовательных технологий.

Основные понятия и термины автоматизированного обучения

Слайд 4

Слайд 5

Классификация АСО На основе дистанционных образовательных технологий

Классификация АСО

На основе дистанционных образовательных технологий

Слайд 6

Электронный учебник – это информационная система (программная реализация) комплексного назначения, обеспечивающая

Электронный учебник – это информационная система (программная реализация) комплексного назначения, обеспечивающая

посредством автоматизированного управления, без обращения к бумажным носителям информации, реализацию дидактических возможностей информационных и коммуникационных технологий во всех звеньях дидактического цикла процесса обучения.
Авторская инструментальная система – набор инструментальных средств, который позволяет преподавателям (не программистам) создавать электронные учебники (курсы) в рамках ограничений и правил принятых в данной АИС.

Основные понятия и термины автоматизированного обучения

Слайд 7

Виртуальная среда обучения – открытая система, представляющая комплекс специальных взаимосвязанных и

Виртуальная среда обучения – открытая система, представляющая комплекс специальных взаимосвязанных и

постоянно обновляемых средств обучения, обеспечивающая синергию и возможность интерактивного взаимодействия со всеми участниками образовательного процесса.
Виртуальная лаборатория – аппаратно–программный комплекс с дистанционным (удаленным) доступом, имитирующий процессы, протекающие в изучаемых реальных объектах.
Компьютерный тренажер – компьютерное средство обучения для выработки умений и навыков определенной деятельности, а также развития связанных с ней способностей.

Основные понятия и термины автоматизированного обучения

Слайд 8

Автоматизированная информационная система – это организационно-техническая система, использующая автоматизированные информационные технологии

Автоматизированная информационная система – это организационно-техническая система, использующая автоматизированные информационные технологии

в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления в высшей школе.
Автоматизированная информационная система – комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационно-технических средств и персонала, предназначенный для сбора, (первичной) обработки, хранения, поиска, (вторичной) обработки и выдачи данных в заданной форме для решения профессиональных задач пользователей системы.
Автоматизированная система дипломного проектирования – автоматизированная информационная система, которая включает в себя совокупность методов и средств, позволяющих полностью или частично автоматизировать процесс дипломного проектирования.
Слайд 9

ФУНКЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Информационная поддержка процесса очного, очно-заочного

ФУНКЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Информационная поддержка процесса очного, очно-заочного и

заочного обучения (электронные учебники, базы данных и знаний, учебные программы, …);
Организационная (учебно-методическая) поддержка процесса обучения (программы курсов, учебные планы, сценарии обучения и контроля знаний, …);
Организация и контроль доступа к информационным ресурсам в процессе очного, очно-заочного и заочного обучения (разграничение прав пользователей, …);
Возможность организации проведения лабораторных практикумов в полном объеме, курсового и дипломного проектирования;
Обеспечение контроля текущей успеваемости и проведение итогового контроля знаний студентов;
Мониторинг состояния учебного процесса и управление движением контингента обучаемых (перевод с курса на курс, отчисление, восстановление, …)
Слайд 10

Основными задачами создания информационно-образовательной среды для подготовки выпускников являются: 1. Создание

Основными задачами создания информационно-образовательной среды для подготовки выпускников являются:

1. Создание условий

для реализации образовательного процесса в системе очного, очно-заочного и заочного обучения с использованием дистанционных образовательных технологий;
2. Специализация ресурсов создаваемых комплексов (АЛК, ЭУМК);
3. Разработка комплекса учебных и методических ресурсов, обеспечивающих необходимый минимум подготовки без обращения к другим источникам информации;
4. Выбор методов и средств предоставления ресурсов;
5. Реализация функций управления обучением и управления познавательной деятельностью обучаемых;
6. Организация эффективной системы информационного взаимодействия пользователей системы с разграничением их прав и функциональных возможностей;
7. Организация самостоятельной подготовки студентов, повышения квалификации, дополнительного образования.
Слайд 11

Автоматизированные системы обучения УМК организуется по дисциплинам: УМК по математике, УМК

Автоматизированные системы обучения

УМК организуется по дисциплинам:
УМК по математике,
УМК по физике,
УМК по

теоретическим основам химии,
УМК по информатике
и процессам: УМК практика,
УМК научно-исследовательская работа и т.п.

Традиционно:
1. Учебно-методический комплекс (УМК) – это объединение программно-технических, организационных и учебно-методических средств, обеспечивающих полную совокупность образовательных услуг, необходимых и достаточных для изучения конкретной учебной дисциплины

Современный уровень – электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) или компьютерный УМК

Слайд 12

Автоматизированные системы обучения 3. Междисциплинарная АСО – это полнофункциональный комплекс информационно-образовательных,

Автоматизированные системы обучения

3. Междисциплинарная АСО – это полнофункциональный комплекс информационно-образовательных, информационно-методических,

и учебно-исследовательских ресурсов, необходимых для изучения широкого круга дисциплин всех циклов образовательных программ с использованием систем удаленного доступа

2. Автоматизированный лабораторный комплекс (АЛК) – это интегрированная информационно-образовательная среда, включающая информационно-образовательные, учебно-исследовательские и информационно-методические ресурсы для реализации образовательного процесса с использованием систем удаленного доступа и дистанционных образовательных технологий

Слайд 13

Ресурсы междисциплинарных АСО Информационно-образовательные ресурсы – это электронные учебники, электронные учебные

Ресурсы междисциплинарных АСО

Информационно-образовательные ресурсы – это электронные учебники, электронные учебные пособия,

компьютерные тексты и конспекты лекций, семинаров, базы данных и базы знаний в предметной области, внешние информационные ресурсы, организуемые в виде гиперссылок на ресурсы сети Интернет и электронные библиотеки.
Учебно-исследовательские ресурсы - это:
автоматизированные системы компьютерного моделирования, пакеты прикладных программ, необходимые для выполнения лабораторных практикумов по группам дисциплин технического или естественнонаучного профиля;
учебно-исследовательские автоматизированные системы научных исследований и проектирования.
Слайд 14

Ресурсы междисциплинарных АСО Информационно-методические ресурсы – это методические и учебно-методические материалы,

Ресурсы междисциплинарных АСО

Информационно-методические ресурсы – это методические и учебно-методические материалы, необходимые

для организации процесса обучения и контроля знаний с использованием интернет-технологий и систем удаленного доступа:
образовательные программы в соответствии с Федеральными государственными образовательными стандартами;
рабочие учебные планы вуза по специальностям, профилям и программам направлений подготовки (специалистов, бакалавров, магистров);
педагогические измерительные материалы (фонды оценочных средств) (банки тестовых заданий);
учебно-методические рекомендации по выполнению лабораторных практикумов, курсовому и дипломному проектированию.
Слайд 15

Функциональная структура междисциплинарной АСО

Функциональная структура междисциплинарной АСО

Слайд 16

ЦЕЛИ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ междисциплинарных АСО

ЦЕЛИ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ междисциплинарных АСО

Слайд 17

Модели автоматизированного обучения

Модели автоматизированного обучения

Слайд 18

Модели представления учебного материала 1) обучающие программы, в которых описываются подлежащие

Модели представления учебного материала

1) обучающие программы, в которых описываются подлежащие усвоению

знания, умения, навыки, а также алгоритмы овладения ими. Обучающая программа может представлять собой последовательность команд, выполняемых ЭВМ, либо некоторую структуру данных, интерпретируемую машиной по заданному алгоритму;
2) семантические сети, представляющие собой ориентированные графы, узлы в которых соответствуют отдельным понятиям курса обучения или учебным занятиям, а дуги – отношениям между понятиями или заданиями;
3) процедурные модели, т. е. совокупности процедур, хранящихся в базе данных и формирующих в случае их активизации ответ, используемый для сравнения с ответом обучаемого.
Слайд 19

Сценарии автоматизированного обучения: программно-управляемое и структурно-управляемое Схема управления диалогом между АСО и обучаемым

Сценарии автоматизированного обучения: программно-управляемое и структурно-управляемое

Схема управления диалогом между АСО и

обучаемым
Слайд 20

В программно-управляемом обучении система интерпретирует или выполняет некоторую обучающую программу, построенную

В программно-управляемом обучении система интерпретирует или выполняет некоторую обучающую программу, построенную

определённым образом из связанных между собой кадров. По способу связи кадров обучающая программа может быть линейной, разветвленной и смешанной. Основной целью программно-управляемого сценария для обучаемого является приобретение и закрепление новых знаний.
В структурно-управляемом обучении учебный материал организуется в виде разветвлённой компьютерной обучающей программы, представляющей собой некоторую иерархическую структуру данных. Для каждого уровня определяется локальная цель обучения и предпосылки её достижения, выраженные в терминах локальных целей того же структурного уровня.

Сценарии автоматизированного обучения

Слайд 21

Свободный метод обучения структурно-управляемого типа Обучаемый: определяет режим работы с АСО

Свободный метод обучения структурно-управляемого типа
Обучаемый:
определяет режим работы с АСО в

соответствии с индивидуальными способностями;
свободный выбор тем, режима самоконтроля;
Собственное принятие решений о дальнейшей стратегии обучения
Модели процесса обучения
Линейная модель предполагает жесткую последовательность изучения материала по темам, разделам, параграфам в соответствии с учебным планом и учебно-методическими рекомендациями преподавателя.

Сценарии автоматизированного обучения

Слайд 22

Дисциплинарная модель обучения предполагает комплексное изучение дисциплины в различных формах (теоретический

Дисциплинарная модель обучения предполагает комплексное изучение дисциплины в различных формах (теоретический

материал, практическая подготовка, контроль или самоконтроль знаний). Дисциплинарная модель в АСО (электронных учебниках, электронных учебных пособиях, АСКЗ и др.) подразумевает, что процесс обучения основан на использовании обучаемым того или иного компьютерного средства обучения, в котором разработчиками (проектировщиками и методистами) в процессе создания этих систем заложены методика и сценарии обучения по конкретному курсу. При этом индивидуальные способности обучаемого и уровень его подготовки либо не учитываются вообще, либо учитываются незначительно в адаптивных АСО.

Модели процесса обучения

Слайд 23

Дисциплинарная модель обучения Традиционное обучение Обучение с использованием АСО Источники информации

Дисциплинарная модель обучения

Традиционное обучение

Обучение с использованием АСО

Источники информации на бумажных носителях

Источники информации

(АСО)

Преподаватель - интерпретатор знаний

Студент

Преподаватель

Студент

контроль знаний

контроль знаний

разработчик (предметный специалист)

Слайд 24

Информационная модель обучения Информационная модель включает как источники информации (учебные пособия,

Информационная модель обучения

Информационная модель включает как источники информации (учебные пособия, моделирующее

программное обеспечение, базы данных и знаний предметной области, справочно-информационные и экспертные системы), так и активных участников образовательного процесса: преподавателя, внедряющего новые методы обучения (автоматизированные обучающие и тренажерные системы, автоматизированные лабораторные практикумы, автоматизированные системы контроля знаний и другие) и использующего новые учебно-методические разработки для обеспечения учебного процесса, и студента как объекта получения информации и интерпретации ее в виде собственных знаний, умений, навыков.
Слайд 25

Информационная модель обучения Интерактивность процесса обучения при этом существенно повышается и

Информационная модель обучения

Интерактивность процесса обучения при этом существенно повышается и предполагает

интерактивное взаимодействие всех действующих лиц в различных режимах на всех стадиях подготовки выпускника с использованием ресурсов междисциплинарных АСО.
В результате качество обучения (т.е. степень соответствия знаний и умений выпускника учебного заведения заранее согласованным требованиям, обеспечивающим его конкурентоспособность на рынке труда) с использованием таких АСО зависит от интерактивности всех действующих лиц, взаимодействующих с АСО, участвующих в процессе обучения.
Слайд 26

Дисциплинарная модель обучения Технологическая часть Информационная модель обучения Источники информации Участники

Дисциплинарная модель обучения

Технологическая часть

Информационная модель обучения

Источники информации

Участники образовательного процесса

Учебные пособия

Моделирующее программное обеспечение

Базы данных

и знаний предметной области

Справочно-информационные системы

Экспертные системы

Студент (ы)

Преподаватель

АЛК
(АСО)

Автоматизированные обучающие и тренажёрные системы
Автоматизированные лабораторные практикумы
Автоматизированные системы контроля знаний
...

ИТ

ПТ

синхронное и асинхронное взаимодействие

Слайд 27

Выбор методов и типов автоматизированного обучения определяется: формой обучения, уровнем начальной

Выбор методов и типов автоматизированного обучения определяется:
формой обучения,
уровнем начальной

подготовки обучаемых,
моделями обучаемых (включающими текущее состояние знаний и их индивидуальные особенности),
целями обучения,
учебно-методическими задачами использования автоматизированного средства дистанционного обучения.
Слайд 28

Этап первый: концептуальное проектирование: разработка технико-экономического обоснования и технического задания; изучение

Этап первый: концептуальное проектирование:
разработка технико-экономического обоснования и технического задания; изучение

подходов и аналогов; анализ требований к знаниям и умениям обучаемых с использованием информационно-образовательных ресурсов АСО; разработка структуры АСО;
Этап второй: эскизное проектирование:
разработка элементов и шаблонов пользовательского интерфейса; типовых информационных компонентов (кадров, модулей, страниц и т.п.); формирование структуры информационной базы; разработка алгоритмов выполнения функций и прототипов приложений.

Этапы создания автоматизированной системы обучения

Слайд 29

Этап третий: реализация АСО: подготовка учебного материала и заданий для контроля

Этап третий: реализация АСО:
подготовка учебного материала и заданий для контроля

знаний; методическая обработка, согласование и редактирование информационно-образовательных ресурсов; разработка компьютерных графических материалов и мультимедийных компонентов; программная реализация компонентов и приложений
Этап четвертый: подготовка системы к распространению.

Этапы создания автоматизированной системы обучения

Слайд 30

Функциональные возможности работы в системе дистанционного обучения междисциплинарной АСО Перечень функций

Функциональные возможности работы в системе дистанционного обучения междисциплинарной АСО

Перечень функций студента

Свободный

доступ ко всем учебным материалам курса в любом объеме и в любое время;
Прохождение самоконтроля неограниченное количество раз;
Получение заданий для текущего контроля знаний в установленные сроки;
Многократные консультации с преподавателем в процессе выполнения лабораторных работ;
Однократная сдача результатов выполнения лабораторных работ в установленные сроки;
Получение информации о результатах текущего контроля и об ошибках с комментариями преподавателя;
Получение информации о своей успеваемости;
Общение с преподавателем по вопросам связанным с учебным материалом или текущей успеваемостью.
Прохождение процедуры "добор баллов" (при необходимости)
Слайд 31

Перечень функций преподавателя Управление составом учебного материала, сценариями обучения в зависимости

Перечень функций преподавателя

Управление составом учебного материала, сценариями обучения в зависимости

от уровня подготовки студента (группы студентов);
Управление группой студентов – добавление новых, исключение неуспевающих и т.п.;
Коммуникация с каждым отдельным студентов и группой в целом – рассылка сообщений, заданий и т.п.;
Проверка сданных студентами заданий, выставление оценок;
Управление количеством и составом контрольных точек – установка сроков проведения контроля знаний по пройденным темам.
Таким образом, для реализации АСО в системе дистанционного обучения необходимо выбрать средства реализации СДО, адекватно отвечающие поставленным целям обучения, моделям обучения и обеспечивающим гибкость в выборе и настройках сценариев обучения.

Функциональные возможности работы в системе дистанционного обучения междисциплинарной АСО