Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

CONTEXT-INTERACTIVE EDUCATION TECHNOLOGY AS A MEANS OF FORMATION OF INFORMATION AND COMMUNICATIVE COMPETENCES OF THE FUTURE ENGINEER AT THE EXAMPLE OF THE USE OF THE CONTROL TRAINING SYSTEM "MENTOR"

Chigirinskaya N.V. 1 Andreeva M.I. 1 Bochkin A.M. 1 Gorelik R.E. 1
1 Volgograd State Technical University, Volgograd
В статье обосновано применение контекстно-интерактивной технологии обучения и контроля для формирования информационно-коммуникативной компетенции будущего инженера. На большом эмпирическом материале показано, что ее успешное применение возможно только на основе самостоятельной работы студента. Указано, что основой такой технологии является база разноуровневых задач. Генерация этих задач проводится с использованием системы «МЕНТОР». Эта система позволяет проводить составление параметризованных вариантов работ, проверку ответов, печать вариантов и ответов к ним на бумажном носителе, генерацию тестовых заданий. «МЕНТОР» позволяет создавать задания в виде тестов для использования в сети INTERNET или локальной сети университета. Показана роль преподавателей кафедры как тьюторов, которые активно привлекают к процессу подбора, генерации вариантов и администрирования наиболее активных студентов. Приведены преимущества по сравнению с традиционными «вербальными» формами обучения и контроля.
The article substantiates the use of context-interactive technology of training and control for formation of information and communicative competence of the future engineer. Is shown, on a large empirical material, that successful application of this technology, is possible only on the basis of independent work of the student. Stated, that the basis of this technology is a multilevel task. The generation of these tasks is conducted with the use of "MENTOR". This system allows the compilation of parameterized variants of work, test answers, printing options, and answers to them on paper, the generation of test tasks. "MENTOR" allows to create tasks in the test form for use in INTERNET or local network University. The role of teachers in the Department as Tutors, who are actively involved in the selection process, generation of options and administration of the most active students. The advantages compared to the traditional "verbal" forms of learning and control.
key competencies of the engineer
mathematical training
independent work of the student
database of multi-level tasks
parameterized tasks
control and training system "mentor
" system functions
Tutor
verbal and non-verbal forms of learning
system administration
comparison of learning outcomes

Программа развития российской промышленности в числе первоочередных задач предусматривает «решение вопросов кадрового обеспечения предприятий» [1]. России требуется грамотный инженер, способный соединять фундаментальные знания с реальной практикой за достаточно короткий период времени. Для этой цели необходимо интеллектуальное оснащение современного производства на основе ИКТ-технологий. Оно базируется на приобретаемом в процессе обучения в техническом вузе «пакете» ключевых компетенций инженера, формирующих системное и алгоритмическое мышление. Наиболее востребованными на рынке труда на сегодняшний день являются выпускники технических вузов по направлению подготовки 09.03.01 – «Информатика и вычислительная техника». Среди компетенций, входящих в стандарт ФГОС ВО, ключевой является информационно-коммуникативная компетенция. Ее реализация дает выпускнику возможность осваивать программное обеспечение компъютерных вычислительных систем и сетей, автоматизированных систем обработки информации и управления с применением информационно-коммуникативных технологий. [3]. Одной из первых дисциплин, играющих доминирующую роль в процессе формирования информационно-коммуникативной компетенции, является высшая математика.

Обучение высшей математике в техническом вузе определяется целью приобретения студентами определенного объема фундаментальных знаний, формирования математических умений обработки формализованной и неформализованной информации, построения математических моделей процессов и явлений, развития математической интуиции и воспитания математической культуры. Все это закладывает основу для формирования интеллектуальной элиты – конкурентоспособного специалиста, способного к модернизации и развитию промышленного производства в России.

Специфика математических дисциплин в техническом вузе, в частности, заключается в том, что они выступают интегратором фундаментальных знаний будущего инженера и универсальных средств для освоения предметной области. Новые образовательные стандарты ФГОС ВО самостоятельной работе студентов отводят до 80 % всего учебного времени. Поэтому важнейшим условием успешного изучения математических дисциплин является наличие и применение современных обучающих контекстно-интерактивных технологий и соответствующего образовательного контента. Все отмеченное указывает на необходимость специальной организации преподавателями самостоятельной работы студентов младших курсов. Ее проведение ведется на кафедре «Высшая математика» с использованием контрольно-обучающей программы «МЕНТОР».

Следует отметить, что работа студентов с «МЕНТОРОМ» начинается практически с первых занятий. Чтение академических лекций по высшей математике дает лишь ориентировочную основу для самостоятельного изучения материала. На этом этапе идентифицируется поле проблем, возникающих у студентов младших курсов. Как правило, такими проблемами в техническом вузе являются:

  • Недостаточная школьная математическая подготовка;
  • Психологический дискомфорт, связанный с разрушением привычных стереотипов обучения;
  • Отсутствие постоянного контроля со стороны преподавателя;
  • Низкий уровень критичности мышления и саморефлексии;
  • Разнородность учебных групп (различная мотивация, степень самостоятельности, адаптационные возможности).

Для психолого-педагогической пропедевтики и разрешения указанных противоречий преподаватель может прибегнуть к созданию системы учебных ситуаций. Основными ситуациями на данном этапе могут быть:

  • ситуация-иллюстрация (демонстрирует основные закономерности, механизмы, следствия);
  • ситуация-проблема (описание реальной проблемной ситуации, решение которой необходимо найти индивидуально или коллективно, либо сделать вывод о ее отсутствии);
  • ситуация-оценка (описание положения, выход из которого уже найден, критический анализ принятого решения);
  • ситуация-упражнение (побуждение к обращению к источникам информации, учебной литературе, справочникам) [2].

Особое место в первом семестре занимают ситуации-упражнения. Их успешная реализация обусловлена обращением к возможностям программы «МЕНТОР».

Отметим логику и структуру организации работы преподавателя.

Начальный этап организации – тестирование [4], заключается в разработке методики и проведении тестирования. Он предполагает большую методическую работу преподавателя, заключающуюся, главным образом, в формировании банка тестовых заданий, в распределении их по типам и уровню сложности, а также в создании программного варианта теста.

С помощью программы «МЕНТОР» преподаватель может [5]:

  • назначать диапазон значений параметров каждой задачи;
  • выбирать задачи и темы, включаемые в контрольную, проверочную, самостоятельную, семестровую и другие виды работ;
  • определять их количество и порядок следования;
  • менять расположение задач в задании;
  • назначать способ предъявления заданий студентам (на экране компьютера или в виде вариантов, распечатанных на бумаге).

Программа «МЕНТОР» позволяет создавать задания в виде тестов для использования в сети «Интернет» как для работы в компьютерном классе, так и на любом ПК, имеющем выход в сеть.

Основная функция этого этапа  – оценочно-прогностическая. Она позволяет преподавателю и студенту увидеть свои возможности и ограничения в самостоятельном выборе и овладении образовательным контентом.

Программа «МЕНТОР», назначая конкретные допустимые значения параметрам выбранной задачи, обеспечивает получение требуемого количества задач выбранного типа и предъявляет их студентам в виде, не содержащем параметров. Если задание состоит из нескольких типов задач, то, получая задание в непараметризованной форме, студент вынужден самостоятельно определить типы задач и выбрать методы их решения.

На втором этапе происходит индивидуализация работы со студентом. Разработанные базы задач содержат как совсем простые (базовые) задачи, так и задачи средней и повышенной трудности и, таким образом, позволяют персонифицировать и интенсифицировать работу студентов с ними, с учетом уровня подготовки. Кроме того, мотивированность к самостоятельной работе студентов постоянно повышается, поскольку система позволяет наглядно увидеть свой результат, сравнить его с предыдущим и средним по группе, а также проанализировать ошибки. При необходимости обучающийся может пройти тест еще раз, решая вновь сгенерированные задачи. Порядок предъявления системой задач при этом изменяется. То есть выполняется основной принцип дидактики высшей школы – принцип итерационно-динамического подхода. Третий этап – творческий. На этом этапе происходит развертывание творческого потенциала студента. Это происходит в форме предложения преподавателю включить в образовательный контент интересные студенту задачи. Они могут быть новыми как по форме, так и по содержанию. Преподаватели кафедры выступают в роли тьюторов, активно привлекая к процессу подбора, генерации вариантов и администрирования наиболее активных студентов младших курсов. Следует отметить, что работа по администрированию системы пролонгируется и является основой для прохождения студентами практики. Она также предоставляет материалы для написания бакалаврских работ и магистерских диссертаций. По результатам работы с «МЕНТОРОМ» студенты получают больше преференций при поступлении в аспирантуру. Таким образом, реализуется еще один принцип дидактики – «обучение в действии».

Одним из методов, сопровождающих контекстно-интерактивную технологию формирования компетенции, является метод портфолио.

Портфолио (рисунок) представляет собой презентацию результатов учебно-познавательной деятельности студентов, использующуюся для демонстрации, анализа и оценки образовательных результатов, развития рефлексии, критичности мышления и самооценки результатов.

Фрагмент порфолио группы в системе «МЕНТОР»

Задачи по разделам высшей математики успешно включены в систему «МЕНТОР» с сохранением всех функций системы (генерация задач, составление вариантов работ, проверка ответов, печать вариантов и ответов к ним на бумажном носителе, генерация тестовых заданий, мониторинг процесса тестирования).

Укажем на ряд сложностей, которые могут встретиться у разработчиков, обеспечивающих ввод заданий и ответов системы:

  • очень громоздкая форма ответа, не приведенная к стандартному виду форма правильного или неправильного ответа;
  • учтены не все ограничения на параметры;
  • наиболее трудоемкой частью является тестирование всех введенных заданий и ответов.

А также отметим сложности администрирования в процессе использования системы:

  • повторное тестирование;
  • внесение корректив;
  • проблема защиты информации;
  • большой объем рутинной работы при назначении логинов и паролей, их корректировка;
  • тестирование и ведение мониторинга проведения в режиме удаленного доступа;
  • смена разработчика влечет за собой временной лаг «запаздывания».

В результате применения контрольно-обучающей системы «МЕНТОР» в течение 12 лет и обучения свыше 3000 студентов, мы отметили ряд преимуществ по сравнению с традиционными формами контроля [6, 7]:

  • освобождение преподавателя от рутинной работы по подготовке тестовых заданий различного типа и содержания;
  • оперативное обновление тестовых заданий;
  • «бумажные» тесты, созданные с помощью «МЕНТОР'a» психологически готовят студентов к ИКТ-технологиям, что более эффективно с точки зрения использования информационных ресурсов и снижения временных затрат;
  • быстрое получение результатов контроля и освобождение преподавателя от трудоемкой работы по обработке результатов тестирования;
  • объективность в оценке;
  • конфиденциальность при анонимном тестировании.

Мы проанализировали опыт применения профессорско-преподавательским составом кафедры системы «МЕНТОР» и можем констатировать, что в процессе интеграции «вербального» и «контекстно-интерактивного» обучения высшей математике у студентов младших курсов:

  • Знания приобретают качества системности, в сознании студентов формируется целостная картина окружающего мира;
  • Умения становятся обобщенными, повышается уровень их вариативности и произвольности;
  • Происходит перенос академических знаний в ситуации квазипрофессиональной деятельности;
  • Усиливается акцент на интеграцию естественных и политехнических знаний, что способствует осознанному отбору формируемых ключевых компетенций;
  • Оптимизируется педагогическая деятельность преподавателя, интенсифицируется учебно-исследовательская деятельность студентов за счет итерационно-динамического построения учебных задач;
  • У студентов повышается комфортность в самостоятельном овладении обучающим контентом;
  • Снижаются перегрузки и улучшается эмоционально-волевой фон студентов.
  • Индивидуализируется обучение за счет самостоятельного выбора студентом маршрута достижения учебной цели
  • Усиливается ответственность и мотивированность студентов на получение нового знания, осознанный выбор цели.

Кроме того, рейтинговая система обучения, принятая в ВолгГТУ, с помощью системы «МЕНТОР» позволяет ранжировать достижения студентов и предъявлять результаты семестрового обучения в открытом доступе.

Таким образом, применение контекстно-интерактивной технологии обучения будущего инженера доказало свою успешность не только при формировании информационно-коммуникативной компетенции. Разумное и поэтапное сочетание академического и интерактивного обучения оказывает положительное воздействие на формирование востребованного специалиста, дает возможность для самореализации его как индивидуальной личности.