На сегодняшний день развитие и интеграция информационно-коммуникационных технологий в образовательный процесс имеют приоритетное значение в силу стремительной информатизации и цифровизации всех видов человеческой деятельности. В свою очередь Интернет для представителей молодого поколения становится неотъемлемой частью их жизни, местом поиска информации и знаний, средой общения. Исходя из этого все большую популярность приобретают различные образовательные интернет-ресурсы, трансформирующие деятельность преподавания и учения.
Под интернет-ресурсами понимают «совокупность программно-технических средств, позволяющих осуществлять и поддерживать в течение определенного периода времени публикацию информации в текстовой, графической и мультимедийной форме. Каждый интернет-ресурс имеет уникальный адрес, который позволяет найти его в сети Интернет» [1].
Цель исследования – обоснованно классифицировать современные интернет-ресурсы математического содержания, выявить преимущества, недостатки и направления их рационального использования в процессе обучения.
Материал и методы исследования. Исследование осуществлялось на основе теоретических методов (анализ и синтез) и эмпирических методов (наблюдение, опрос обучающихся и профессорско-преподавательского состава АГПС МЧС России).
Результаты исследования и их обсуждение. Анализ научно-педагогических исследований за последние годы показал растущий интерес ученых к проблемам интеграции образовательных интернет-ресурсов в процессе обучения, педагогические условия их применения для обучающихся различных специальностей и направлений подготовки, выявления положительных и отрицательных сторон использования.
В рамках данной статьи нас интересуют пути рационального использования математических образовательных интернет-ресурсов, которые включают в себя систематизированный контент по математике и ее прикладным направлениям, обеспечивающий активное овладение обучающимися знаниями, умениями и навыками в этой области [2].
Современные образовательные интернет-ресурсы непрерывно совершенствуются, наполняются все более разнообразным содержанием, интегрируя различные виды электронных образовательных ресурсов.
Существует множество различных подходов к классификации интернет-ресурсов, в основу которых положены цели использования, технические возможности, способы доступа, размещения, передачи, обновления, генерации информации и т.д.
Рассмотрим математические образовательные интернет-ресурсы с дидактической и методической точек зрения, а именно: где и как будет востребован образовательный контент ресурса, в каких формах и видах учебной деятельности может применяться. Исходя из этого, можно выделить следующие виды:
- общего назначения. К этому виду относятся: онлайн-калькуляторы для решения математических задач (OnlineVSchool, Microsoft Math Solver, Мathforyoum, Контрольная работа РУ, Math.semestr.ru, Math10.com, MathSolution.ru); сайты готовых решений (Решебник.ру, Матбюро, 100Task и др.); математические приложения для устройств, базирующихся на операционных системах Android и iOS (Photomath, Geometryx, Mathpix, MalMath, MyScript Calculator, Mathematics, Mathway и др.). Данный вид интернет-ресурсов, на наш взгляд, рационально использовать в процессе проведения аудиторных занятий по математике для самопроверки ответов и хода решений заданий, автоматизации громоздких и рутинных вычислений;
- сервисные программные продукты (SimInTech, Macsyma, Mathcad, Scilab, Maple, Mathcad Prime, GNU Octave, Maxima, Mathematica, Matlab, RAW Graphs, Fast Charts, Google Таблицы, Chart Blocks, Semestr.online, Lumpics.ru, Noznet.ru и т.д.), позволяющие выполнить действия от арифметических до моделирования целых динамически изменяющихся систем [3], а также используемые для визуализации данных и оформления учебной документации, содержащей формулы, графики, схемы с диаграммами во время самостоятельной работы при подготовке курсовых и дипломных работ (проектов);
- информационно-поисковые ресурсы: ресурсы, расположенные в электронной образовательной среде различных вузов (онлайн-лекции, учебники, электронные учебные пособия МФТИ, Электронная библиотека механико-математического факультета МГУ им.М.В. Ломоносова и др.); ресурсы, расположенные на сертифицированных образовательных платформах (электронная библиотека Юрайт-Академии и др.); онлайн-курсы (Stepik, Открытое образование и др.); агрегаторы контента и онлайн-курсов (Mathprofi.net, Alexlarin.net, StudFiles, EqWorld, Kursfinder.ru и др.); видеоресурсы (видеолекции, видеоразборы решений задач - Школа Опойцева, МатБюро, Раздел «Математика» проекта «Элементы», Математика онлайн и т.д.); авторские веб-сайты (Alexlarin.net, Mathprofi.net, Сайт элементарной математики Дмитрия Гущина, Школа Опойцева и т.д.); сайты, содержащие учебную литературу по различным разделам высшей математики (Allmath.ru, List-of-lit.ru, EqWorld и т.д.). Данный вид ресурса позволит обучающимся самостоятельно осуществить поиск информации, изучить теоретический материал, разобрать и освоить методы и алгоритмы решения математических задач без помощи педагога или с минимальными затратами его сил и времени;
- математические тренажеры. К ним относятся онлайн-тренажеры (интернет-тренажеры в сфере образования, Матбюро, WolframAlpha и т.д.), предназначенные для формирования и закрепления навыка решения математических задач у студентов, повышения уровня устного счета;
- контрольно-измерительные ресурсы, включающие в себя различные виды контрольных заданий, онлайн-тестов, интерактивных диктантов (Чистая и прикладная математика, Оltest.ru и т.д.), позволяющие осуществить мониторинг, контроль и оценивание со стороны педагога, а также дающие возможность обучающимся выполнить самоконтроль, самодиагностику и самооценку. Данный вид ресурсов значительно сокращает временные затраты и усилия преподавателя во время проведения текущего и итогового контроля на диагностику и проверку индивидуальных заданий за счет автоматизации рутинного труда. Кроме того, целый ряд онлайн-конструкторов дает возможность преподавателю самостоятельно создавать тесты, используя гибкие настройки параметров, с учетом целей и специфики учебных занятий по курсу математики и прикладных математических дисциплин. В данном случае это могут быть: тесты с одиночным или множественным выбором ответа, вводом числа или фразы, с ответом в произвольной форме, на установление последовательности или соответствий, последовательное исключение и т.д.;
- коммуникационные. К этому виду можно отнести различные математические форумы (Math Help Planet, CyberForum.ru; MathForum, Math.hashcode.ru, ВК Вся математика в одном месте и т.д.), помогающие реализовать ускоренную обратную связь преподавателя и обучающегося, группы студентов, т.е. незамедлительно получить ответ на вопрос, обратиться за консультацией, организовать обсуждение интересующих математических проблем и тем, выходящих за рамки курса математики на форумах и чатах, увидеть и прокомментировать содержание предыдущих дискуссий, а также осуществить самоанализ, самопроверку и рефлексию, анализируя и сравнивая собственный уровень понимания учебного материала с партнерами по диспуту;
- познавательные и развивающие ресурсы, дающие возможность рассматривать задачи, требующие нестандартного подхода, развивать математический кругозор, логическое и критическое мышление (Московский центр непрерывного математического образования, Mathnet.ru и т.д.).
В большей степени информационно-поисковые ресурсы, математические тренажеры и контрольно-измерительные ресурсы, предназначенные для самопроверки, целесообразно использовать в процессе самостоятельной работы обучающихся под руководством преподавателя или без участия педагога, так как они полноценно обеспечивают все компоненты деятельности учения: нахождение информации, закрепление, отработка, применение знаний, установление и упрочнение связей [4].
Необходимо отметить, что по критериям затраченных сил и времени педагога интернет-ресурсы позволяют оптимизировать процесс создания контента для обучающихся в электронной информационно-образовательной среде вуза, включив в содержание курса не только собственные разработки, но и ссылки на видеолекции, учебные материалы, задания, тренажеры, контрольно-измерительные материалы и т.д.
Кроме того, анализ научных публикаций [2; 5-8] показал, что образовательные интернет-ресурсы, в том числе и математические, обладают широким спектром возможностей как для обучающихся, так и для преподавателей: организация разнообразных форм деятельности обучающихся и педагогов на занятиях по математике, а также в процессе самостоятельной работы студентов; сетевое взаимодействие преподавателя и обучающихся; возможность непрерывного, индивидуального и группового обучения; построение гибкого и динамичного процесса обучения; повышение доступности информации; формирование информационной и цифровой компетенций; реализация дифференцированного обучения; использование различных видов контроля; объективная диагностика знаний, умений, навыков и уровня сформированности компетенций у обучающихся; эффективное управление деятельностью обучающихся; создание условий для саморазвития, самообучения и самореализации; возможность самопроверки и рефлексии; создание ситуации успеха для обучающихся; повышение уровня мотивации к изучению математики; обеспечение дополнительными учебными материалами к изучаемому курсу; автоматизация рутинного труда; быстрота, надежность и упрощение математической обработки данных; оптимизация и интенсификация процесса обучения; повышение производительности труда при виртуальном рассмотрении свойств геометрических фигур и т.д.
Исследователями выделены и существенные негативные стороны: переходя от ссылки к ссылке, обучающиеся затрачивают огромное количество времени в поиске необходимой информации и зачастую отклоняются от первостепенной задачи; уменьшается время живого общения со сверстниками и преподавателями. Это приводит к тому, что пользователь существенно реже использует речь как орудие объективизации мышления, а также теряет практику социального взаимодействия; избыточность информации приводит к серьезным трудностям в нахождении, систематизации и структурировании учебного материала; осуществляется нерациональная замена отработки знаний, умений и навыков и контроля в письменном варианте на аналог интернет-ресурса.
Педагогический опыт проведения занятий по высшей математике и прикладным математическим дисциплинам, а также опрос обучающихся и профессорско-преподавательского состава АГПС МЧС России показал, что студенты имеют значительный опыт работы только с математическими интернет-ресурсами общего назначения и коммуникационными ресурсами, которые при сканировании (фотографировании) или введении данных задачи позволяют получить ее пошаговое решение. При этом обучающиеся не всегда вникают в суть и логику получения итогового результата, чаще всего используя интернет-ресурсы этих видов для бездумного мгновенного получения готового ответа, что ведет к нарушению всей структуры процесса учения, отсутствию развития познавательных функций: восприятия, внимания, понимания, мышления, памяти и механизмов, их реализующих; снижению способности к самообучению и рефлексии [4]. Данная проблема значительно обостряется в случае заочной и дистанционной форм обучения, где личное общение слушателей с преподавателями ограничено рамками учебного плана.
В то же время у большинства студентов наблюдается низкий уровень знаний по применению широко известных сервисных программных продуктов для решения математических задач, а также недостаточно сформированный навык самообучения, самопроверки и самоконтроля с помощью информационно-поисковых, контрольно-измерительных ресурсов и математических тренажеров.
К недостаткам использования математических интернет-ресурсов можно отнести и тот факт, что многие из них содержат контент, авторы которого неизвестны, достоверность материалов не проверена, отсутствует системный подход и научность изложения. Кроме того, преподаватели-практики отмечают, что постоянное использование калькуляторов и интернет-ресурсов приводит к значительному ухудшению навыков устного счета.
Таким образом, выбор и использование математических интернет-ресурсов в процессе обучения должен быть методически и дидактически грамотным, целесообразным и обоснованным.
По мнению авторов, использование математических интернет-ресурсов рационально в следующих случаях:
- на лекционных и практических занятиях по математике и смежным математическим дисциплинам с целью визуализации учебного материала, а также автоматизации рутинного труда, самопроверки и самоконтроля знаний, громоздких вычислений и других операций, на которые нерационально затрачивать драгоценное учебное время совместной работы педагога с обучающимися. Ведь именно преподаватель способен найти нужный подход к студенту, предложить несколько способов решения или объяснения задачи, задействовать воспитательную составляющую;
- на лабораторных работах по математике, где для решения задач задействуются специализированные математические пакеты программ, что позволит обучающимся получить необходимые навыки грамотного владения цифровыми математическими ресурсами, ориентироваться в безграничном интернет-пространстве, применять весь потенциал ресурсов при решении математических и прикладных задач;
- в рамках самостоятельной работы под руководством преподавателя с целью полноценного обеспечения всех компонентов деятельности учения при освоении тем или отдельных вопросов, не рассмотренных на плановых учебных занятиях;
- в рамках самостоятельной работы без участия педагога при подготовке обучающихся к учебным занятиям, текущему и итоговому контролям, где интернет-ресурсы позволят мгновенно получить интерактивную обратную связь;
- в личное время с целью неформального общения на математических форумах, познавательной деятельности и развлечений;
- при сетевом взаимодействии (онлайн или офлайн) студентов с преподавателями и студентов между собой, что дает преимущество в комфортном выборе времени, места, темпа обучения и т.д.;
- при разработке преподавателем контента для обучающихся в электронной образовательной среде вуза.
Заключение
Учитывая выявленные преимущества и недостатки использования математических интернет-ресурсов, авторы считают необходимым на этапе планирования курсов математических дисциплин дополнительно поставить цель по овладению обучающимися навыками работы всех видов современных образовательных интернет-ресурсов. Достижение данной цели возможно путем внедрения в рабочую учебную программу лабораторных практикумов и самостоятельной работы под руководством преподавателя, основанных на освоении учебного материала, решении математических задач и самоконтроля с помощью интернет-ресурсов.
Использование интернет-ресурсов должно быть обусловлено рациональностью их применения, степенью владения обучающимися различными видами данных ресурсов, возможностью оптимизации деятельности преподавателя и обучающегося по критериям затраченных сил и времени. Безусловно, педагоги при этом должны обладать высоким уровнем компетентности в области информатизации и цифровизации образования, самообразовываться, знакомиться с последними тенденциями в сфере создания и применения электронных ресурсов.