Использование мобильных технологий для организации самостоятельной работы студентов

Альфия Николаевна Афзалова

доцент, к.п.н.

Казанский (Приволжский) Федеральный университет,

ул. Кремлевская, 35, г.Казань, 420008, (843) 2337155

alf.afz2012@yandex.ru


Аннотация

В статье описан опыт организации самостоятельной работы студентов с помощью мобильных технологий на платформе электронных образовательных ресурсов «Алгоритмы программирования», «Многомерные массивы. Базовые алгоритмы программирования С++ и C#», разработанных с использованием облачных вычислений.

The paper describes experience of the students' individual work using mobile technologies on the platform of electronic educational resources "Programming algorithms," "Multi-dimensional arrays. Basic algorithms in C + + and C # », developed using cloud computing.

Ключевые слова

Самостоятельная работа студентов, мобильное обучение, электронные образовательные ресурсы, облачные вычисления.

Independent work of students, mobile learning, e-learning resources, cloud computing.

Введение

«В наши дни студенты активно используют мобильные устройства, они хотят иметь постоянный доступ к обучающим ресурсам, так как привыкли к этому и принимают это за данность. Мобильное обучение имеет двойное преимущество: в то время как студенты стремятся использовать мобильный доступ к образовательной информации, эта

технология может существенно улучшить и обогатить сам процесс преподавания.

Пропускная способность мобильных сетей достаточна для внедрения виртуализации

компьютеров технологии, которая поддерживает возможности мобильного

обучения, предоставляя студентам удаленный доступ к приложениям с мобильных устройств [1].

Наиболее очевидным преимуществом мобильного обучения (m-Learning) является возможность доступа к информации, если ее нельзя получить из других источников, а только через телефон, например, когда человек находится на улице, а ему требуется получить какие-либо сведения или помощь в решении проблемы.

Проблемы и перспективы мобильного обучения

Возникает вопрос: насколько современное общество готово использовать мобильные технологии? В западных странах повысились требования к проведению самообучения для поддержания конкурентных преимуществ в мировой экономике [2]. В среднем каждый  работоспособный гражданин должен 15 часов в неделю проводить обязательное  самообучение. Однако эти 15 часов в неделю не проводятся на регулярной основе в конкретном  месте [3], а используется мобильная связь, что является очень удобным. Этот потенциал, скорее всего, возрастет, так как век информации ускоряется, люди должны быть в состоянии доступа к информации быстрее и эффективнее, если они хотят увеличить свои шансы на трудоустройство, бизнес-успех, самореализацию и социальное развитие [4]. m-Learning дает возможность постоянно получать доступ к информации, что ранее было невозможно. Такое  преимущество доступа не ограничено во времени и месте. Устройства, необходимые для доступа мобильной связи относительно недороги по сравнению с настольными или переносными  компьютерами [5], что приводит к снижению расходов на обучение, оно станет доступным для людей, которые иначе не могли себе это позволить. 

Европейская комиссия финансирует крупные многонациональные m-Learning проекты [6]. Были образованы компании, которые специализируются в трех основных областях мобильного обучения:

  1. разработки и публикации
  2. доставки и отслеживания
  3. разработки контента.

Были проведены многие конференции и выставки по мобильному обучению, включая серии международных конференций: mLearn, WMUTE и IADIS Mobile, ICML в Иордании, мобильное обучение в Малайзии, обучение с помощью портативных устройств в Лондоне, Mobile в США.

Значение мобильного обучения трудно недооценивать:

Мобильное обучение приходит со своим набором проблем.

Технические проблемы:

Социальные и образовательные проблемы:

Проблема в области педагогического дизайна, которая закладывает основу учебного контента, связана с ограничением свободного пространства на экране. Это ограничение включает исчерпывающий подробный текст, изображение или документ. Кроме того, мобильные устройства имеют меньшие возможности обработки информации, чем компьютеры или ноутбуки, следовательно, большие видео-файлы или документы с графикой не всегда совместимы с форматом экрана устройства.

Многие из этих проблем не могут быть преодолены в один день, дизайнеры программного обеспечения уже думают над этим. Вот несколько способов:

Extensible Markup Language (XML) в будущем смог бы (если не XML, то другой подобной язык разметки) позволить тем, кто пользуется только мобильными устройствами, доступ к значительной части содержания и учебных материалов в сети Интернет. XML является независимым от платформы языком, который определяет данные, и может легко совершать обмен между системами и аппаратными средствами. Применяя соответствующие таблицы стилей [каскадных Таблиц стилей (CSS) или XML язык таблиц стилей (XSL)] те же данные могут отображаться в любых информационных системах. Для отображения информации, которая на большом экране может быть представлена вся сразу, в мобильных приложениях должны предусматриваться специальные навигационные средства. Размеры типичного дисплея Pocket PC обеспечивают менее 10% площади экрана, предоставляемой дисплеями настольных компьютеров с низким и средним разрешением или дисплеями ноутбуков. Величина этого показателя для смартфонов составляет 5%. Экран приложения на смартфоне отображает несколько "предложений" информации в любой заданный момент времени - вероятнее всего, от одного до двух "предложений". Этого объема достаточно для отображения коротких параграфов, но более крупные темы, требующие "абзацев" большего размера, часто приходится разбивать на два взаимосвязанных информационных экрана. Навигационная метафора основывается либо на одномерном перемещении между экранами с продвижением в прямом или обратном направлении, либо на явном списке экранов. Что касается доступа к данным, то между мобильными приложениями и их настольными и серверными аналогами имеется важное отличие, суть которого заключается в том, что связь между мобильным устройством и серверами баз данных, находящимися вне устройства, обычно устанавливается лишь на короткие промежутки времени. Если настольному приложению не удается получить доступ к серверу, то обычно это означает нарушение нормального режима работы, которое требуется устранить. В то же время, отсутствие доступа к серверу в случае мобильных приложений - это их обычное состояние; исключительными ситуациями для них являются, скорее, сеансы связи с сервером, поскольку либо необходимость в них возникает реже, либо их стоимость высока. Из-за этого фактора управление данными, создание их динамических представлений и внесение изменений пользователем могут представлять некоторые трудности. Данные характеризуются как длительностью их существования в памяти, так и длительностью их долговременного хранения. При проектировании мобильного приложения следует учитывать обе эти характеристики. Модель данных мобильного приложения представляет состояние, которым требуется управлять, чтобы создать для пользователя комфортные условия работы с приложением. Выбирая модель долговременного хранения данных мобильного приложения, создатели мобильных приложений должны ответить на два основных вопроса:

1. Должны ли данные храниться в файле или в базе данных? Если объем подлежащих хранению данных небольшой, то для этого, вероятно, лучше всего воспользоваться текстовым файлом. Если необходимо обеспечить максимально благоприятные условия для переноса файла с одного устройства на другое, то отличным выбором будет XML. В то же время, если приложение работает с большими объемами данных, к которым требуется произвольный доступ, если необходимо обеспечить безопасность данных или если будут использовать расширенные запросы, транзакции и синхронизацию данных, то наилучшим решением будет база данных. Основной недостаток использования баз данных состоит в том, что это влечет за собой дополнительные накладные расходы, а также необходимость дополнительной настройки, которая может потребоваться для развертывания приложения.

2. Точно так же как и в случае настольных приложений, можно либо обращаться непосредственно к базам данных, выполняющимся на сервере, либо хранить базы данных локально. Преимуществом баз данных, размещаемых на устройстве, является их доступность; пользователь может обратиться к такой базе данных в любой момент, независимо от наличия соединения с сервером. Если необходимо получать доступ к большим объемам данных, то использование локальной базы данных может оказаться гораздо более эффективным, нежели пересылка результатов запросов на устройство через сравнительно медленное беспроводное соединение. К недостаткам локальных баз данных относятся дополнительная сложность развертывания приложения и необходимость в дополнительном объеме памяти для базы данных. Важно также знать, что различные мобильные устройства обладают различными возможностями поддержки локальных баз данных. Так, и база данных SQL СЕ поддерживалась на Pocket PC, но не поддерживалась на смартфонах. Если приложение не может рассчитывать на использование базы данных на локальном устройстве, то дизайнерам, вероятнее всего, придется предусмотреть пользовательский механизм локального кэширования данных, которые являются наиболее важными, к которым чаще всего производится обращение,  или доступ к которым стоит слишком дорого [7].

Использование электронных учебных ресурсов для организации самостоятельной работы студентов с помощью мобильных технологий

В будущем, возможно,  все виды учебных материалов будут мобильными. В нынешней ситуации есть возможность построить мобильное обучение в сочетании, а не заменой существующих методов обучения. Если бы мы посмотрели на учебные методы ранее, можно было бы заметить, что появление нового способа доставки учебного материала принципиально не изменило существующие методы. Новое средство доставки получается кооперированием и интегрированием с существующими методами доставки. Мы не можем ожидать, что мобильные технологии, когда-либо полностью заменят обучение под руководством

преподавателя или компьютерную подготовку, однако, они, безусловно, будут

включены в качестве дополнения к этим методам на начальном этапе. Пропускная

способность передачи данных в современных мобильных устройствах выше, чем

когда-либо прежде, это подходит для m-Learning, которое будет принято в конкретных учебных ситуациях.

Многие преподаватели пользуются возможностями облачных технологий, видя в них экономичный способ для предоставления своих курсов студентам. Образовательное Облако http://ooblako.ru/ - это современное средство создания электронных обучающих ресурсов (ЭОР), учебных курсов, организации сетевого и дистанционного обучения. Целью создания Облака является предоставление пользователям (преподавателям и студентам) широкого спектра возможностей ведения образовательной деятельности на основе облачных сервисов без необходимости использовать дополнительные аппаратно-программные средства и привлечения ИТ-специалистов. Преподаватели  могут  создавать учебные курсы на основе электронных учебных модулей (ЭУМ), вести образовательную деятельность с использованием созданных учебных курсов, ЭОР и ЭУМ, обмениваться учебными курсами и образовательными ресурсами в электронной форме с другими пользователями Облака, сохранять учебные курсы в форматах moodle и scorm. Использовать Облако можно в любом образовательном учреждении абсолютно бесплатно, но с ограничением в 100Мб http://ooblako.ru/. Для работы в облаке следует зарегистрироваться, что позволит создавать курсы в среде Moodle.

Moodle - это инструментальная среда для разработки как отдельных онлайн-курсов, так и образовательных веб-сайтов. В основу проекта положена теория социального конструктивизма и ее использование для обучения.  Этот бесплатно распространяемый программный комплекс по своим функциональным возможностям, простоте освоения и удобству использования удовлетворяет большинству требований, предъявляемых пользователями к системам электронного обучения. Последние версии СДО Moodle можно скачать с сайта мирового сообщества пользователей Moodle http://www.moodle.org .

Автором в Облаке был разработан курс «Алгоритмы программирования» (Рис.1).

Рис. 1. Страница сайта Образовательное Облако с внедренным курсом «Алгоритмы программирования» в категории Высшая школа.

Темы курса разбиты на условия задач базовых алгоритмов программирования на языке С++ и С#. Содержание каждой темы включает в себя подробный разбор алгоритма поставленной задачи. Обучающемуся достаточно выбрать условие рассматриваемой задачи со своего мобильного телефона и разбираться с конкретным алгоритмом, который выводится компактно на дисплее мобильного телефона. Курсом может воспользоваться любой желающий, так как он имеет статус гостевого доступа - http://ooblako.ru/mod/resource/index.php?id=22, следовательно, воспользовавшись мобильным телефоном, можно сразу работать с содержанием курса.


Рис. 2. Темы курса «Алгоритмы программирования»

Однако преподавателю должно быть небезразлично, как выглядит сайт на дисплее мобильного телефона. Желательно было бы проконтролировать этот процесс. Если у вас имеется одновременно несколько типов самых распространенных современных смартфонов, то тогда это не проблема. В своем блоге Леонид Флегантов (http://web-in-learning.blogspot.ru/2011/07/blog-post_24.html) предлагает воспользоваться программой Mobilizer (http://www.springbox.com/mobilizer) - это программа-эмулятор предварительного просмотра, которая дает возможность увидеть, как выглядит сайт или блог на iPhone4, HTC EVO, Palm Pre и Blackberry Storm. После установки программы достаточно ввести URL сайта (рис. 4) и выбрать из списка мобильное устройство, чтобы увидеть, как будет отображаться на нем выбранная веб-страница (рис. 3).

Рис. 3. Выбор модели виртуального телефона в программе Mobilizer

После этого в виртуальных смартфонах появится загруженная страница сайта с темами курса. Программа Mobilizer предоставляется разработчиками бесплатно. Как видно из рисунка 4, на телефонных симуляторах, страницы созданные в Moodle не помещаются на экране телефона. Чтобы решить данную проблему, автору при написании кода алгоритма не следует делать слишком длинные строки программы (не более 40 символов).


Рис. 4. Вид содержимого курса «Алгоритмы программирования» на разных моделях симулятора телефонов

В секторе образования растет интерес и увеличивается популярность таких видов социального ПО, как блоги, вики, социальные закладки. Появляются также новые формы групповой работы, основанные на совместном построении документов [8].

С помощью приложения Вики можно поддерживать коллективную работу студентов над общей коллекцией взаимосвязанных гипертекстовых записей [9]. Все чаще вики рассматривается как эффективное средство для организации педагогической деятельности и как элемент для самостоятельного изучения отдельных глав учебного курса.

Автором в Вики был создан курс «Многомерные массивы. Базовые алгоритмы программирования С++ и C#» - http://ru.wikibooks.org/wiki/Многомерные массивы. Базовые алгоритмы программирования С%2B%2B_и_C . Созданный ресурс обеспечивает обучаемому возможность работы в интерактивном режиме, легкость и простоту навигации по электронному ресурсу курса (Рис. 5)

Рис. 5. Страница курса «Многомерные массивы. Базовые алгоритмы программирования С++ и C#», созданного в среде ВикиУчебник

В электронном учебном ресурсе были  реализованы следующие возможности:


Рис. 6. Вид содержимого курса «Многомерные массивы. Базовые алгоритмы программирования С++ и C#» на разных моделях симулятора телефонов

Применив симулятор Mobilizer, можно увидеть, как будет выглядеть курс через мобильное устройство. На рисунке 6 видно, что платформа Вики позволяет масштабировать страницу в зависимости от размера экрана.

В разделы курсов автор размещает разобранные алгоритмы задач на лекционных и семинарских занятиях по курсу «Информатика и программирование» для студентов бакалавриата по направлению «Прикладная информатика». Так как алгоритмы разобраны с подробными комментариями, студент всегда может в любое время и в любом месте сверить свои записи, обратившись на страницы курсов или самостоятельно изучить темы, если по каким-либо причинам отсутствовал на занятии. Темы курсов постоянно обновляются, записываются маленькими блоками, что позволяет более комфортно работать с ними на «маленьких» экранах.

Заключение

Как показывает опыт, использование возможностей мобильного обучения и современных облачных технологий позволяет создать среду для самостоятельной работы студентов, а также продуктивного взаимодействия всех участников образовательного процесса. 

Литература

1. Голицына И. Н., Половникова  Н. Л. Мобильное обучение как новая технология в образовании // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society)» . 2011. -  Том 14. - №1.  -  C.241-252. - ISSN 1436-4522. URL: http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html

2. Falk, J. H. and Dierking, L. D. Lessons without limit: How free-choice learning is transforming education. Walnut Creek, CA, AltaMira Press. 2002.

3. Sharples, M.  Mobile and Ambient Learning. Educational Technology Research Group Presentation, University of Birmingham. 2003.

4. Lowey S.  'MI Your Business' in Training Journal Continuing Professional Development for Trainers . - December 2003. - pp. 26-30.

5. Savill-Smith, C., & Kent, P.  The use of palmtop computers for learning: A

review of the literature. London, UK: Learning and Skill Development Agency. -2003.

6. Geddes S. Mobile learning in the 21st century: benefit for learners. 2004. URL: http://knowledgetree.flexiblelearning.net.au/edition06/download/geddes.pdf

7. Савельев А.О.,  Рудаков Д.В. Разработка приложений для мобильных устройств на платформе Windows Mobile. - URL: http://www.intuit.ru/department/se/devwinmob/

8. Голицына И.Н., Афзалова А.Н. Формирование образовательной среды ИТ-специалистов на основе веб-технологий // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society)». - 2012. - Том 15. - №3. - C.424-433. - ISSN 1436-4522. URL: http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html

9. Титова С. В. Мобильное обучение сегодня: стратегии и перспективы // Вестник Московского университета. Серия 19. Лингвистика и межкультурная коммуникация. -2012. -№ 1 - С.9-24.