О функционировании в учебном процессе школы
 информационной среды дистанционного обучения

Лапенок М.В.,
доцент, к.т.н., декан факультета информатики,
Уральский государственный педагогический университет,
ул. К.Либкнехта, 9, г. Екатеринбург, 620151, (343) 3713527
lapyonok@uspu.ru

 

Аннотация

В статье исследуется опыт организации учебного процесса в общеобразовательной школе с использованием информационной среды дистанционного обучения (ИСДО) с целью компенсации пробелов в знаниях, вызванных вынужденными пропусками занятий учащимися. Особенностями создаваемой ИСДО являются: в социальном аспекте - ориентация на одного ребенка, выстраивание индивидуальных образовательных траекторий учащихся, в организационно-правовом аспекте - документирование точки перехода на дистанционное обучение и точки возврата на традиционное очное обучение одного школьника или всех школьников, при том, что длина периода дистанционного обучения неизвестна. В рамках проекта по созданию школьной ИСДО разработаны дистанционные учебные курсы по дисциплинам: алгебре, русскому языку, литературе, экономической географии, химии, биологии, истории, физике. В рабочие группы по созданию дистанционных учебных курсов входили учителя-предметники семи муниципальных общеобразовательных школ г. Екатеринбурга, специалисты отдела образования, преподаватели и студенты УрГПУ. Экспериментальное внедрение ИСДО в школах Чкаловского района выявило развитие познавательного интереса учащихся и повышение качества усвоения учебного материала.

This article examines the experience of organizing the teaching in secondary school using the information environment of distance learning (IEDL) to compensate for gaps in knowledge caused by the forced absences by students. Especially those created IEDL are: in the social aspect - focus on one child, the alignment of individual educational trajectories of students; in the organizational aspect - documenting the transition point for distance learning, and point back to the traditional full-time education of one student or all students at that length period of distance learning is unknown. In the framework of the project to creating a school IEDL the distance learning courses in algebra, the Russian language, literature, economic geography, chemistry, biology, history, physics are developed. Working groups on creation of distance learning courses consisted of subject teachers of seven municipal, the specialists of the department of education, teachers and students USPU. Piloting ISDO schools Chkalovsky district showed the cognitive development of student interest and improve the quality of learning.

Ключевые слова

информационная среда дистанционного обучения, дистанционные учебные курсы, общеобразовательная школа

the information environment of distance learning, distance learning courses, secondary school

Введение

Современное общество формирует требования к общеобразовательной подготовке школьников в следующих областях: самостоятельность при получении образования, ответственность за выбор режима учебной деятельности и информационного взаимодействия с источником учебной информации, спланированное продвижение в учении. На современном этапе развития образовательной практики актуализировалась проблема поиска новых, интенсивных форм организации учебного процесса, что повлекло интеграцию информационных технологий в образование, выделение среди них  дистанционных технологий обучения и формирование отдельного вида образования – дистанционного. В течение 2005-2009 г.г. специалистами г. Екатеринбурга исследуется проблема применения дистанционных технологий для организации учебного процесса в общеобразовательной школе таким образом, чтобы не допустить либо компенсировать пробелы в знаниях, вызванные вынужденными пропусками занятий учащимися.

В настоящее время учебный процесс в общеобразовательной школе построен так, что учащиеся, временно не посещающие занятия вследствие болезни, неблагоприятных природных условий либо по другим причинам, занимаются самостоятельно в домашних условиях, используя традиционные учебные пособия. Они лишены возможности получить аттестацию по пропущенным темам, выполнив  дома контрольные задания или тесты, и вынуждены «отрабатывать» пропущенные занятия после возвращения в школу. Школьники, находящиеся на домашнем обучении, в том числе дети-инвалиды, осваивают школьную программу, используя традиционные учебные пособия самостоятельно. При этом они имеют возможность получить консультацию учителя на дому и узнать, насколько успешно продвинулись в изучении того или иного учебного предмета посредством  промежуточного или итогового контроля не чаще двух-трёх раз за учебную четверть. Школьники, прибывшие из других регионов СНГ и имеющие разницу в учебных планах, также вынуждены осваивать пропущенные темы, занимаясь по традиционным учебникам и выполняя контрольные задания после уроков в часы консультаций. Учащиеся, которые не поняли материал определённой темы в ходе традиционного очного обучения, осваивают соответствующие темы с помощью тех же учебных пособий и консультаций учителя после уроков.

Организация учебного процесса с использованием информационной среды дистанционного обучения в общеобразовательной школе позволили бы решить проблему компенсации пробелов в знаниях для следующих категорий учащихся:

¾    обучающиеся на дому по состоянию здоровья (напр., более сотни детей в Чкаловском районе г. Екатеринбурга),

¾    обучающиеся в форме экстерната (напр., более 30 школьников в Чкаловском районе г. Екатеринбурга),

¾    отсутствующие на занятиях более 2-х недель подряд по болезни в течение учебного года (третья часть  школьников),

¾    отсутствующие на занятиях вследствие климатических условий и/или эпидемий (напр., в 2009 году на две недели продлены осенние каникулы в г. Екатеринбурге),

¾    отсутствующие на занятиях по личным причинам (напр., участники спортивных соревнований),

¾    учащиеся, которые не поняли материал определённой темы в ходе традиционного очного обучения,

¾    школьники, прибывшие из других регионов СНГ и имеющие разницу в учебных планах.

Эффективность учебного процесса, уровень результатов обучения таких категорий учащихся, в значительной мере зависят от интенсивных форм обучения, одной из которых может стать дистанционная форма обучения. Поэтому создание и внедрение в учебный процесс общеобразовательной школы информационной среды дистанционного обучения (ИСДО) представляется актуальным.

Кроме того, информационная среда дистанционного обучения может быть основой для самостоятельной познавательной, творческо-поисковой деятельности учащихся. Самостоятельная учебная деятельность учащегося становится важнейшим компонентом учебного процесса. Ориентация на развитие личности и таких ее качеств, как способность к восприятию интегрированной информации, умение осуществлять информационно-поисковую деятельность, креативность в решении различных задач, способность адаптироваться к социо-культурной среде, требует нового подхода к содержанию и методике организации самостоятельной работы школьников. Сочетание дистанционного и очного обучения  с целью наиболее эффективного овладения учебными предметами кажется целесообразным, хотя и требует определенных организационных и административных решений [1].

Теоретическая часть

Информация, предназначенная для усвоения современным школьником, постоянно содержательно расширяется и структурно усложняется, что, несомненно, создает определенные трудности для ее представления, извлечения, усвоения и использования. Совершенствование методологии и критериев отбора содержания образования на данном этапе развития педагогической науки обусловлено необходимостью ориентироваться в образовательном процессе не на получение суммы знаний, умений, навыков, а на развитие интеллектуального потенциала, на развитие умений самостоятельно извлекать знания в условиях активного использования современных технологий информационного взаимодействия. Современные подходы в области формализации знания, структуризации учебного материала позволяют снять ограничение, обуславливаемое перегрузкой обучаемого. В отличие традиционно представляемого учебного материала (в основном в виде линейных структур) современное гипертекстовое и/или гипермедийное представление учебной информации позволяет значительно увеличить объем материала, расширив как тематику, так и спектр его представления, облегчая поиск, интерпретацию, выбор нужного аспекта.

Самостоятельная информационная деятельность учащегося предполагает обеспечение осознанного усвоения содержания, внутренней логики и структуры учебного материала, представляемого средствами информационно-коммуникационных технологий. Поэтому осуществление этой деятельности целесообразно организовывать в информационной среде, под которой  будем понимать условия информационного взаимодействия, организованные в  процессе обучения определенному учебному предмету (предметам) между учащимся, преподавателем и средствами обучения.

В случае использования средств обучения, функционирующих на базе информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), можно вести речь об информационно-коммуникационной среде, под которой будем понимать совокупность условий, способствующих возникновению и развитию процессов учебного информационного взаимодействия между учащимся, преподавателем и средствами информационно-коммуникационных технологий, взаимодействующими с пользователем как с субъектом информационного общения и личностью, и обеспечивающими:

¾    формирование познавательной активности обучаемого при условии наполнения компонентов среды предметным содержанием;

¾    осуществление деятельности с информационным ресурсом некоторой предметной области.

Дистанционное обучение рассматривается как  интерактивное взаимодействие как между учителем и учащимися, так и между ними и интерактивным источником информационного ресурса, отражающее все присущие учебному процессу компоненты (цели, содержание, методы, организационные формы, средства обучения), осуществляемое в условиях реализации дидактических возможностей ИКТ. Дистанционное обучение предполагает использование современных программных средств или систем учебного назначения, специальных форм тестирования, диагностики ошибок, контроля результатов обучения, переструктурирование учебного материала, предназначенного для передачи по информационной сети. При этом общение преподавателей и учащихся осуществляется посредством функциональных сервисов системы учебного назначения, а также электронной почты, видеоконференций, chat-сессий, путем поиска и представления информации во всемирной мультимедийной среде.

Программные средства для реализации и проведения дистанционного обучения предоставляют возможность преподавателям общаться с учащимися и родителями, своевременно и адресно распространять учебные материалы, осуществлять дифференцированный и индивидуализированный подход к обучению разных учеников (групп учеников), проводить автоматический контроль учебной деятельности. Для учащихся появляется возможность изучать актуальные и содержательные учебные материалы; осваивать новые области знаний и приобретать новые навыки, восполнять пропущенные занятия. Родители имеют возможность постоянно наблюдать за успехами ребенка, из любого места и в любое время.

К недостаткам применения ИСДО относят дополнительные требования к информационной культуре преподавателей и учащихся, необходимость иметь сложное и дорогостоящее материально-техническое обеспечение учебного процесса, доступ в Интернет и возникновение большой физиологической и интеллектуальной нагрузки на школьников и преподавателей при обучении.

Особенности создаваемой ИСДО:

¾    в социальном аспекте: ориентация на одного ребенка, выстраивание индивидуальных образовательных траекторий учащихся  (тем самым реализуется ориентация на каждого ребенка),

¾    в организационно-правовом аспекте:  документирование точки перехода на дистанционное обучение и точки возврата на традиционное очное обучение одного школьника или всех школьников (школы, района, города), при том, что длина периода дистанционного обучения неизвестна.

Создание и внедрение школьных ИСДО является одним из путей разрешения противоречия между уровнем развития информационно-коммуникационных технологий, в том числе дистанционных технологий, и их реализацией в учебном процессе общеобразовательной школы, в том числе, для старшей ступени общеобразовательной школы.

Практическая часть

Исследование инициировано и финансируется администрацией Чкаловского районного отдела образования г. Екатеринбурга. Основанием для разработки научно-исследовательского проекта «Внедрение информационных технологий в общее образование через развитие условий доступности информационных образовательных ресурсов» стали результаты изучения потребностей школьников Чкаловского района г. Екатеринбурга в дистанционной форме получения полного образования (данные приведены выше).

Задачами проекта являются:

1.       Создание образовательного портала с современными электронными учебными материалами, а также средствами доступа к глобальным информационным ресурсам.

2.       Внедрение в учебный процесс технологий дистанционного обучения, современных электронных учебных материалов и методик их применения, обеспечение их интеграции с традиционными учебными пособиями.

3.       Подготовка педагогических, административных и инженерно-технических кадров образовательных учреждений и управления образованием, способных использовать в учебном процессе и управлении образованием новейшие образовательные и информационные технологии.

Авторский коллектив, задействованный в проекте по созданию школьной ИСДО, состоит из восьми рабочих групп, разрабатывающих дистанционные учебные курсы по дисциплинам: алгебре, русскому языку, литературе, экономической географии, химии, биологии, истории, физике. В рабочие группы по созданию дистанционных учебных курсов входят учителя-предметники семи МОУ г. Екатеринбурга, специалисты районного отдела образования, преподаватели и студенты УрГПУ, выполняющие функции  разработчиков содержания курса, руководителей-методистов, операторов-оцифровщиков, разработчиков мультимедиа приложений, сетевых преподавателей [2]. Содержание дистанционных учебных материалов соответствует государственным образовательным стандартам среднего (общего) образования РФ.

При выборе программного средства для реализации информационной среды дистанционного обучения были учтены следующие критерии: программное средство должно работать под управлением различных операционных систем, функционировать в локальной сети, быть надежным в эксплуатации, удобным в использовании и администрировании. Используемая методика преподавания предмета предполагает разбивку всего учебного материала на отдельные главы, и каждая глава содержит конспекты к урокам, реализованные в виде кадров, контрольные вопросы, практические задания и тесты. Контрольные вопросы к урокам, практикумы и тесты включены для обеспечения деятельностной составляющей обучения, отработки практических навыков. Результаты выполнения тестов — обучающих и итоговых, регистрируются в школьном журнале на сервере. Контроль за выполнением учебных заданий осуществляется сетевым преподавателем  курса, который следит за соблюдением сроков и качеством выполненной работы.

Другой важной составляющей ИСДО является возможность коммуникаций между всеми участниками учебно-воспитательного процесса. Взаимодействие происходит с использованием сетевых инструментов для публикации новостей, выдачи персональных учебных заданий учащимся, поиска информации, голосования, электронной почты. Для обсуждения школьных проблем на сайте открыт форум, где ученики сами могут задавать вопросы и отвечать на них. Варьируя сочетания различных элементов курса, преподаватель организует изучение материала таким образом, чтобы формы обучения соответствовали целям и задачам конкретных занятий. Программное средство должно поддерживать механизм формирования групп пользователей, позволяя объединять зарегистрированных в школьные группы. Для каждой группы заполняется журнал, имеется расписание занятий, форум и рейтинг успеваемости [3].

Дидактические возможности программного средства «Система дистанционного обучения NauLearning» соответствуют вышеизложенным критериям и позволяют рекомендовать ее применение в общем образовании при внедрении Интернет-технологий в учебный процесс [4].

За 2005-2009 годы выполнены следующие задачи создания школьных дистанционных курсов:

4.       определены цели, задачи курса, его структура;

5.       разработано содержательное наполнение дистанционных учебных курсов в объеме 10-11 классов общеобразовательной школы (анализ имеющихся материалов, поиск недостающих и т.п.);

6.       проведена методическая обработка: разбивка на учебные единицы, разработка методической системы для каждой единицы;

7.       созданы иллюстрации по сценариям разработчиков, в том числе медиаприложения и другие программные продукты (работа продолжается);

8.       электронные материалы дистанционного курса размещены на сервере;

9.       начато экспериментальное внедрение.

Рассмотрим кратко некоторые из разработанных дистанционных курсов.

Пример №1. Дистанционный учебный курс общей химии был разработан на основе учебника общей химии для 10 класса (автор: Габриелян О.С.). Материал структурирован в соответствие с функциональными возможностями системы дистанционного обучения и включает  200 кадров, в том числе 30 схем, 25 рисунков, 6 тестов, 12 исследовательских заданий.

В течение 2006-2008 учебных лет электронные материалы дистанционного курса химии (как и дистанционных курсов по биологии, русскому языку и др.) обсуждались на заседаниях районного методического объединения учителей химии (соответственно, биологии, русского языка и др.), где были одобрены и рекомендованы для экспериментального внедрения в учебный процесс школы.

Результаты экспериментального внедрения в 2007-2008 учебном году материалов дистанционного курса общей химии в СОШ №№ 102, 196 г. Екатеринбурга (сетевой преподаватель Швайко О.В.) показали, что темы: «Строение молекулы этилена. SP2 гибридизация» и «Распознавание этилена с использованием раствора перманганата калия или бромной воды» сложны для понимания и усвоения учащимися, поэтому их целесообразно дополнить анимационными роликами.

Анимационные ролики были созданы студентами факультета информатики УрГПУ по сценариям учителя химии с помощью мультимедийной технологии Macromedia Flash, позволяющей создавать насыщенные графикой и анимацией веб-ресурсы.

В анимационном ролике, иллюстрирующем строение молекулы этилена и образование двойной связи, показаны оба атома углерода, связанные двойной связью и находящиеся в состоянии SP2 гибридизации. В этом состоянии атом углерода имеет три SP2 гибридные орбитали и одну негибридизованную P орбиталь. Каждый атом за счет перекрывания SP2 орбиталей образует три сигма связи: с двумя атомами водорода и соседним атомом углерода. При параллельном расположении осей P орбиталей двух атомов возникает их боковое перекрывание с образованием второй углерод-углеродной связи пи-типа. Все элементы находятся в движении и взаимодействуют между собой (Рис.1-2).

Данный анимационный ролик включает 1300 кадров, 20 слоев, большое количество различных фигур, букв, линий и т.д. При этом размер файла невелик порядка 15 Кбайт.


Рис. 1.  Создание кадра «S и P орбитали»

Рис. 2. Создание кадра построения sp2 гибридизации


Пример № 2. Дистанционный учебный курс общей биологии был разработан на основе учебника общей биологии для 10-11 классов (под ред. академика В.Б. Захарова) и включает  250 кадров (165 кадров – 10 класс и 85 кадров – 11 класс, соответственно), в том числе 10 схем, 10 таблиц, 40 рисунков, 3 группы вопросов для размышления, 19 тестов (промежуточные и итоговые), 12 исследовательских практических заданий.

Результаты экспериментального внедрения в 2007-2008 учебном году материалов дистанционного курса общей биологии в СОШ №№ 102, 142 г. Екатеринбурга (сетевые преподаватели Петрова И.А. и Булыкина Н.А.) показали, что темы: «Синтез полипептидной цепи на рибосоме. Трансляция» и «Схема удвоения ДНК» сложны для понимания и усвоения учащимися, поэтому их целесообразно дополнить анимационными роликами.

В анимационном ролике, иллюстрирующем синтез полипептидной цепи на рибосоме и трансляцию, т-РНК, аминокислоты, рибосома, и-РНК смоделированы посредством кружков, крестиков разного диаметра и цвета, а также букв русского  алфавита (Рис. 3-4).

 


Рис. 3.  Создание кадра взаимодействия рибосомы, и-РНК и т-РНК

Рис. 4.  Создание кадра  завершения синтеза белка и отделение его от рибосомы


 

Пример № 3. Материал дистанционного учебного курса по русскому языку  включает  160 кадров, в том числе теоретический материал, более 310 тренировочных упражнений  с ключами, более 20 таблиц, 3 итоговых теста, звуковые диктанты, 5 творческих заданий, вопросы для самоконтроля.

Результаты экспериментального внедрения в 2007-2008 учебном году материалов дистанционного курса русского языка в СОШ №№ 91, 197 г. Екатеринбурга (сетевые преподаватели Петренко Л.В., Степаненко Т.В.) показали, что тема «Приставки пре- и при-» сложна для усвоения учащимися, поэтому целесообразно дополнить ее анимационными роликами.

Анимационные ролики были созданы студентами факультета информатики УрГПУ по сценариям учителей русского языка. Учебный материал видеоролика «Приставки пре- и при-» включает разделы: теория; тренировочные упражнения; проверка знаний; ключ (Рис. 5-6).


Рис. 5. Кадр анимации. Сюжет «соревнование глаголов»

 

Рис. 6. Кадр «кораблик знаний»


Общее количество кадров ролика составляет 3800, с частотой 30 кадров/сек. Размер файла составляет около 214 Кбайт.

Результаты экспериментального внедрения  в 2008-2009 учебном году в СОШ №№ 91, 102, 142, 196, 197 дополненных анимацией дистанционных курсов общей химии, биологии и русского языка показали,  что использование на уроках мультимедийных приложений способствует развитию познавательного интереса учащихся и повышает качество усвоения учебного материала.

За время использования представленных электронных материалов повысилась мотивация изучения учебных курсов химии, биологии и русского языка, что нашло отражение в результатах опросов, проведенных как с использованием сетевого сервиса «Голосование», так и анкетированием на уроке в школе. Данные опроса свидетельствуют, что для 90% старшеклассников данный опыт интернет-обучения был первым в их жизни. Общее впечатление от такой работы положительное: 85% респондентов нашли ее интересной.

Выводы

В течение 2005-2009 г.г. исследуется проблема организации учебного процесса в общеобразовательной школе таким образом, чтобы не допустить либо компенсировать пробелы в знаниях учащихся, вызванные вынужденными пропусками занятий. Одним из путей решения данной проблемы является создание и внедрение в учебный процесс общеобразовательной школы информационной среды дистанционного обучения.

Авторским коллективом разработаны дистанционные учебные курсы по восьми учебным дисциплинам. Экспериментальное внедрение информационной среды дистанционного обучения в школах Чкаловского района города Екатеринбурга выявило развитие познавательного интереса учащихся и повышение качества усвоения учебного материала.

Литература

1.       Роберт И.В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты). - М.: ИИО РАО, 2008.- 274 с.

2.       Лапенок М.В. Организация познавательной деятельности учащихся на основе школьной системы дистанционного обучения. - Журнал «Образование и наука» № 6 (63)/ Известия УО РАО, Екатеринбург, 2009.- С. 97-106.

3.       Теория и практика дистанционного обучения: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина, М.В. Моисеева; -М.: Издательский центр «Академия», 2004.- 416 с.

4.       NauLearning (версия 3.0.2). Руководство пользователя / Екатеринбург, издательский центр УрГПУ, 2005.- 165 с.