ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
В данной главе рассмотрено текущее состояние дистанционного образования в России и за рубежом. Выявлены достоинства и недостатки существующих систем дистанционного обучения. Представлены особенности образования, в частности дистанционного, в сфере информационных технологий. Предложены способы повышения качества дистанционного образования в сфере информационных технологий на основе обеспечения его соответствия новым образовательным стандартам.
1.1 Дистанционное обучение, его особенности и существующие системы
Активное внедрение информационных технологий во все сферы человеческой деятельности предопределяет необходимость использования современных форм подготовки высокопрофессиональных квалифицированных кадров в области высшего профессионального образования.
28 февраля 2012 года президентом России подписан Федеральный закон
№ 11-ФЗ «О внесении изменений в Закон Российской Федерации "Об образовании" в части применения электронного обучения, дистанционных образовательных технологий». Данный закон регламентирует порядок организации электронного и дистанционного образования в России [81].
Статья 15 пункт 1 данного закона гласит: «При реализации образовательных программ вне зависимости от форм обучения могут применяться электронное обучение, дистанционные обучение в порядке, установленном органом федеральной исполнительной власти, осуществляющим функции государственной политики и нормативному и правовому регулированию в образовательной сфере» [81].
Под электронным обучением понимается организация учебного процесса с применением хранящейся в базе данных и используемой при подготовке образовательных программ информации и обеспечивающих ее обработку технологий, средств, а также телекоммуникационных сетей, обеспечивающих трансляцию по линиям связи указанной информации, взаимодействие всех участников образовательного процесса [14].
Под дистанционными образовательными технологиями понимаются технологии, реализуемые в большей степени с применением информационных сетей при дистанционном взаимодействии обучающихся и системы обучения либо педагогов [14].
«При реализации программ образования с применением преимущественно электронного обучения, дистанционного обучения в образовательных учреждениях должны быть обеспечены условия для функционирования информационной и электронно-образовательной среды, включающей в себя электронные поисковые ресурсы, электронные образовательные ресурсы, совокупность технологий информационного характера, технологий телекоммуникации, соответствующих технических средств и обеспечивающей освоение обучающимися учебных планов в необходимом объеме независимо от мест их нахождения» [14].
В соответствии с указанными изменениями в силу вступает новейшая тенденция образовательного процесса, основанная на следующих направлениях [16]:
1) распространение доступного, дистанционного образования, технологической основой которого служат информационные технологии и средства телекоммуникации;
2) стандартизация наполнения и методологии обучения, что решается путем повсеместного внедрения и распространения электронных форм представления и передачи материала.
В данных случаях, определенно, весомую роль получают электронные системы обучения, представляющие собой комплекс учебно-методическихматериалов, способствующих лучшему усвоению oбучaющимся учебныx кoмпeтенций пo cпециальности [18].
Электронные обучающие системы в себя включают:
1) учебные стандарты дисциплин;
2) лекционные занятия;
3) учебный план и указания по выполнению практических и лабораторных заданий, курсовых работ;
4) методические пособия и руководства для самостоятельной работы обучающихся;
5) тестовые испытания по дисциплинам;
6) справочные материалы;
7) ссылки на электронные библиотеки;
Наиболее оптимальной формой организации процесса обучения с использованием электронных обучающих систем является дистанционное образование. Схема организации дистанционного обучения представлена на рис. 1.1.1.
Интернет-сервер
Администратор
Сервер хранения данных
Интернет
Обучаемый Обучаемый Обучаемый
Рис. 1.1.1. Процесс дистанционного обучения
В Концепции развития и создания дистанционного обучения (ДО) в России приведено такое определение ДО [2]: «Дистанционное образование – комплекс образовательных мер и услуг, предоставляемых большому объему населения в стране и за ее пределами при помощи специализированной информационно-образовательной среды, основанной на средствах обмена учебной информацией дистанционно (спутниковое телевидение, радио, компьютерная связь и т.п.). ДО является одной из основных форм непрерывного образовательного процесса, которое призвано реализовать права человека на получение образовательных услуг».
Выделяют следующие преимущества ДО [45]:
1) Обучение в индивидуальном темпе – скорость познания учебных материалов устанавливается непосредственно обучающимся в зависимости от его личных желаний и обстоятельств.
2) Свобода и гибкость обучения – обучающийся может выбрать любой из предоставляемых на выбор многочисленных курсов обучения, а также абсолютно самостоятельно рассчитывать сроки и продолжительность занятий по дисциплинам.
3) Доступность обучения для любого человека – независимо от вашего географического и иного положения, вы имеете возможность получить образование дистанционно в любом ВУЗе, поддерживающем указанные технологии, что позволяет удовлетворить образовательные потребности каждого человека.
4) Скорость взаимодействия – эффективное осуществление взаимосвязи между преподавателем и обучающимся является неотъемлемым элементом учебного процесса.
5) Технологичность учебного процесса – использование в учебном процессе новейших достижений информационных и телекоммуникационных технологий.
6) Социальное равноправие – подразумевает одинаковые возможности получения дистанционного образования в независимости от места проживания, состояния здоровья, национальной принадлежности и материального состояния обучающегося.
7) Творчество – благоприятные условия для личного самовыражения обучающегося в процессе обучения.
Наряду с указанными достоинствами также имеется несколько недостатков [17]:
1) Отсутствует вербальное взаимодействие между обучающимся и преподавателем, т.е. отсутствуют те моменты, связанные с индивидуальным подходом к обучению и воспитательным процессом. Ведь если рядом нет преподавателя, который эмоционально окрашивает материал и способствует восприятию материала, это, несомненно, весомый минус.
2) В процессе домашнего обучения отсутствует часть индивидуально- психологических факторов, которая характерна для классического образования. Для получения дистанционного образования необходима строгая самодисциплина, а результат обучения непосредственно зависит от самостоятельности обучающегося.
3) Необходима возможность постоянного доступа к источникам получения учебных материалов (электронных учебников, видеоматериалов и т.д.), а для этого нужна серьезная техническая база, в том числе, высокоскоростной доступ к сети Интернету.
4) Отсутствуют такие важные формы занятий, как практические занятия, семинары, которые необходимы для успешного закрепления материала и более качественного его усвоения.
5) Электронные ресурсы обучения не всегда хорошо реализованы и удовлетворяют действующим требованиям и стандартам из-за недостаточной квалификации специалистов, которые их реализовывали.
6) В дистанционном образовании обучение ведется предпочтительно только в письменной форме. Для некоторых обучающихся отсутствие возможности и излагать свои знания и навыки в устной форме может вызвать собой некачественное усвоение материала и множество прочих проблем.
Наиболее широкое развитие ДО получило в настоящее время в тех странах, где исторически для этого сложились необходимые предпосылки, а именно: хорошо развитая телекоммуникационная инфраструктура, наличие большой территории государства (где есть немало удаленных от центра районов) и развитая система традиционного образования. Это, прежде всего такие страны, как США, Канада, Австралия и Великобритания. В этих странах действуют различные учебные заведения и образовательные телекоммуникационные сети, позволяющие всем желающим пройти дистанционное обучение. На рис. 1.1.2 приведена тенденция развития дистанционного образования в США в промежуток времени с 2014 по 2021 годы [17].
Рис. 1.1.2. Тенденция развития ДО в США
В России дистанционное обучение также используется, и существует ряд систем, некоторые из которых поставляются зарубежными разработчиками, другие же разработаны в России и учитывают особенности образования нашей страны. На необходимость развития дистанционного образования указывает новый закон об образовании.
Обзор основных систем дистанционного обучения приведен в таблице 1.
Табл. 1.1.1. Обзор существующих систем дистанционного обучения
Название системы Особенности
IBM Lotus Workplace Collaborative Learning, IBM 2009 Универсальная обучающая система, представляющая собой надежную и масштабируемую систему дистанционного обучения.
Достоинства:
? Возможность составлять учебные программы проведение занятий;
? возможность контролировать результаты обучения и тестового контроля;
? возможность организовать дискуссии и обмен опытом.
Недостатки:
? привязка к решениям компании IBM;
? сложность русификаций и локализации.
Oracle Learning Management, Oracle 2007 Интернет-система для обеспечения процессов обучения и повышения квалификации.
Достоинства:
? контролирует все этапы процесса обучения: составление учебных курсов, планирование учебного процесса, доставку обучающимся курсов и других необходимых материалов, контроль и анализ знаний;
? предоставляет возможность индивидуализации обучения.
Недостатки:
? требовательная к аппаратным ресурсам, требует СУБД Oracle.
Moodle 2002 Представляет собой бесплатное веб-приложение, предоставляющее возможность создавать порталы для онлайн-обучения.
Достоинства:
? распространяется бесплатно;
? открытый исходный код;
? инструментарий для создания обучающих и контролирующих программ;
? большой опыт использования;
? поддержка в текущее время.
Недостатки:
? тяжелая масшатбируемость
Naumen Learning, NAUMEN 2007 Комплексная система для организации работы учебных центров, разработки учебных материалов и обеспечения дистанционного обучения.
Достоинства:
? обучение в любое подходящее время, персонализированные учебные программы;
? возможность дистанционно обучать группы обучающихся, находящихся в разных регионах.
Недостатки:
? отсутствует поддержка стандартов хранения учебного контента.
СДО "ДОЦЕНТ", УНИАР 2011 Автоматизированная система дистанционного обучения которая представляет собой комплекс программно-методических механизмов обучения, доподготовки и тестирования обучающихся, основанный на современных методиках образования на баз компьютерных обучающих ресурсов и тестирующих средств.
Достоинства:
? инструментальные возможности создания обучающих и тестирующих программ;
? средства организации централизованной базы данных учебного центра для хранения статистики, ведения разнообразных отчетв.
Недостатки:
? слабая масштабируемость;
? привязка к продуктам компании Microsoft.
Спрос на услуги образования определяется заинтересованностью пользователей в данных услугах, наличием необходимой технической оснащенности и информированностью о такой услуге. Рынок ДО в России пока находится на этапе формирования и, как показали проведенные Центром информационно-аналитического обеспечения дистанционного обучения социологические исследования, масштабы распространенности дистанционных образовательных услуг в основном зависят от предлагаемых технологий обучения [19]:
? технология обучения, основанная на использовании учебной литературы, заинтересует 10% людей, предрасположенных к выбору дистанционного обучения;
? технология обучения, основанная на использовании учебной литературы и аудиозаписей, заинтересует 11,6 % людей, предрасположенных к выбору дистанционного обучения;
? в сочетании с видеозаписями должна привлечь 14,7% людей, расположенных к выбору дистанционной формы обучения;
Помимо систем дистанционного обучения в ВУЗах, существует успешный опыт применения дистанционного обучения в сфере информационных технологий такими компаниями как Microsoft и CISCO Network. Данные компании предлагают дистанционное обучение для специалистов в области информационных технологий с целью повышения своего профессионального уровня, а так же предоставляют возможность получения международных сертификатов, подтверждающих знаний в любой стране мира.
В зависимости от средств дистанционного обучения и форм коммуникации можно выделить три разновидности технологической организации ДО]: единичная, мультимедиа, гипермедиа.
Иерархия технологий, применяемых для организации учебного процесса, приведена на рисунке 1.1.3.
Модель единичной медиа означает использование какого-либо средства приобретения знаний и канала передачи информации, например обучение через чат, учебные радио- или телепередачи. В данном случае основным средством обучения является, печатный текст. Практически отсутствует обоюдная коммуникация, что приближает эту модель ДО к традиционному российскому заочному обучению [44].
Рис. 1.1.3. Технологии представления учебного материала
В мультимедийном подходе к ДО используют средства обучения – учебные пособия в печатном виде, компьютерные учебные программы на различных носителях, аудио- и видеозаписи и т. п. Однако преобладает при этом передача учебной информации в «одну сторону». При необходимости используются части очного обучения – митинги обучающихся и преподавателей, подведение итоговых учебных семинаров или консультаций, очные экзамены и т. п. [44].
Моделью ДО нового поколения является гипермедиа, что предусматривает использование современных информационных технологий при преобладающей роли компьютерных телекоммуникаций. Наиболее простой формой при этом является использование электронной почты и видеосвязи, а также аудиообучение (сочетание телефона и телефакса). При текущем развитии эта модель ДО включает использование таких средств, как видео, телефон и телефакс (для проведения видеоконференций) при одновременном широком использовании дисков, различных средств [13].
Классические методы разработки онлайн обучающих материалов, зачастую, дороги, требуют много времени и требуют специализированных навыков. Чтобы полностью реализовать онлайновое обучение, компании используют системы управления содержимым обучения – Learning Content Management System (LCMS) – для быстрой организации, развертывания и управления контентом онлайновых курсов.
Learning Content Management System (LCMS) – это программный и аппаратный комплекс, используемый для представления, хранения, сборки и доставки пользователю персонализированного учебного контента в форме «обучающих объектов»).
В 2000 г. инициативная группа ADL (Advanced Distributed Learning) разработала стандарт SCORM (Sharable Content Object Reference Model), созданный для систем дистанционного обучения. Данный стандарт содержит ряд требований к организации учебного контента и всей системы ДО. SCORM основан на стандарте XML и позволяет поддержать совместимость компонентов и возможность их многоразового использования: учебный материал представлен небольшими разделами, которые могут включаться в учебные курсы и использоваться системой ДО независимо от того, кем, где и с помощью чего были созданы [66]. Структура пакета SCORM приведена на рис. 1.1.4.
Рис. 1.1.4. Структура SCORM-пакета
SCORM – это набор спецификаций и стандартов, которые представлены в несколько разделов:
? Модель хранения содержания;
? Среда текущего выполнения;
? Поиск и навигация.
ПК обучаемого
Рис. 1.1.5. Схема процесса реализации отображения содержимого SCORM
Одной из тенденций современного образования – как общего, так и вузовского, является возможность построения персональной образовательной траектории. В образовательных стандартах четвертого поколения говорится, что «учебное заведение обязано обеспечить обучающимся возможность участвовать в создании своей программы обучения, включая возможную разработку индивидуальных образовательных программ» [3].
Образовательные стандарты четвертого поколения предполагают персональный подход к каждому обучающемуся. В программе обучения должны содержаться необходимые дисциплины, а так же дисциплины с возможностью выбора. Таким образом, возникает возможность в поддержке индивидуальных учебных планов. Так же современным направление в области систем электронного обучения являются адаптивные обучающие системы. Основной особенностью таких систем является возможность адаптация учебного материала к индивидуальным особенностям обучающегося. Задача адаптивных систем обучения – оптимизация учебного процесса путем предоставления пользователю учебного материала в наиболее предпочтительной форме. Результатом такого подхода является повышениe качества результатов учебного процесса.
В настоящее время на рынке образовательных услуг отсутствуют системы дистанционного обучения, удовлетворяющие образовательным стандартам четвертого поколения, а так же использующие адаптивный подход к образовательному процессу.
1.2 Особенности образования в сфере информационных технологий
В настоящее время становится понятным, что роль информационных технологий в нашем обществе занимает важное место. Промышленный рост вернул всеобщую актуальность информационных систем управления предприятиями, все более значимое место занимают СМИ на основе Интернет- технологий, развивается Интернет-индустрия, значимой частью экономики России становится программирование. Движущей силой данных процессов являются специалисты в области ИТ [51].
Информационные технологии (ИТ) являются одним из основных фокусов развития нашего общества. Несмотря на то, что их широкое внедрение в экономике началось около 25 лет назад, и на достигнутые успехи в различных областях экономики, их развитие продолжается, и современное общество ждут еще серьезные изменения, связанные с более широким и систематичным использованием информационных технологий во всех сферах человеческой деятельности. Поэтому в них достаточно ярко отражаются все особенности текущего развития [10].
Подготовка высококвалифицированных специалистов в области ИТ обладает рядом особенностей [6]:
1) Информационные технологии развиваются стремительно, достаточно не следить за изменениями и тенденциями в течении 3-5 лет, чтобы полностью потеряться в массе новых терминов и технологических средств. При этом развитие происходит кумулятивно – новые технологии зачастую включают в себя части предшествующих.
2) Источники знаний для информационных технологий, включая программы курсов и знания преподавателей, зачастую развиваются медленнее, чем технологии, поэтому развитие новых технологий становится все труднее, так же, как и подготовка преподавателей, способных обучить им. Быстрое развитие приводит к необходимости постоянной смены области деятельности, чтобы оставаться в числе ведущих специалистов, и поэтому у таких специалистов меньше все времени остается для передачи накопленного опыта и знаний, участия в воспроизводстве кадров в этой отрасли.
3) Все острее становится проблема обучения ИТ-специалистов высшей квалификации, обладающих широким спектром знаний, как в этой области, так и в ряде других, способных адекватно оценивать перспективы новых технологий, проводить исследования в области информационных технологий, видеть всю полноту проблем, возможных при решении конкретной прикладной задачи, и их влияние на итоговые характеристики продуктов и услуг.
Все перечисленные факторы характеризуют необходимость пристального внимания к подготовке ИТ-специалистов и принятия ряда мер, которые помогли бы обеспечить соответствие приобретаемых ими знаний и навыков потребностям дальнейшего развития нашего общества.
Задача подготовки конкурентоспособного ИТ-специалиста требует постоянного обновления учебного контента, вследствие высоких темпов развития данной области.
Компетентность это, прежде всего, общая возможность и готовность человека к деятельности, основанные на приобретенных знаниях и опыте, которые приобретены в процессе обучению, ориентированы на самостоятельное участие личности в учебно-познавательном процессе и направлены на успешную интеграцию в общество [18]. Компетенция это способность использовать полученные знания и личностные качества для прикладных задач в определенной области [18].
Компетентностная модель обучающегося, с одной стороны, охватывает квалификацию, связывающую его будущую деятельность с предметами и объектами труда, с другой стороны, отражает промежуточные требования к результату образования.
На рис. 1.2.1 приведена модель компетентности магистра прикладной информатики [14].
Таким образом, при разработке ДО необходимо ориентироваться на компетентностную модель и учитывать компетенции, которыми должен обладать обучающийся по завершении обучения. Овладение компетенциями ? один из основных критериев оценки качества обучения. Компетенции должны быть учтены при формировании учебного плана и подборе учебных курсов, оптимально покрывающих требуемые направления подготовки. Оценка результатов обучения также должна проводиться на основе анализа достижимости тех компетенций, которые предопределены стандартом данной области.
Рис. 1.2.1. Модель компетентности магистра прикладной информатики
1.3 Теоретические предпосылки создания ДО
Существующий компетентностный подход к образовательному процессу предполагает разработку учебного плана основываясь на наборе компетенций, которыми должен обладать обучающийся по окончании обучения. Однако необходимо учитывать предпочтения данных компетенций с точки зрения текущего состояния рынка труда [59]. Так же необходимо разработать эвристическую процедуру составления учебного плана, позволяющую решать поставленную оптимизационную задачу.
Существующие на данный момент ДО не позволяют производить коррекцию учебного плана в процессе обучения. На данный момент существует множество алгоритмов из теории сетевого планирования, позволяющих максимально эффективно распределять учебное время и вносить изменения в учебный план, если у обучающегося возникает в этом необходимость. Для внедрения данных методов в разрабатываемую ДО необходимо наличие блока создания и коррекции учебного плана ее структуре.
1.4 Цели и задачи исследования
Как сказано выше, информационные технологии обладают одним из самых высоких темпов развития среди современных наук. Для создания современной конкурентоспособной адаптивной системы дистанционного обучения (ДО) необходимо сформулировать ряд требований, который она должна удовлетворять:
1) Реализация дистанционного подхода к образовательному процессу. Дистанционное обучение является современным и развивающимся подходом к организации образовательного процесса. К тому же образование, полученное дистанционно, имеет равнозначный статус с классическим очным. По статистическим данным на конец 2012 года около 64% жителей России имеет доступ к сети Интернет, в том числе 42% обладают доступом со скоростью не менее 5 Мбит/с. Статистические данные также говорят о том, что большой процент граждан имеет технические средства для получения образования или повышения квалификации дистанционно.
2) Образовательная система должна обладать универсальным и простым в реализации средством обновления учебных материалов. Для обеспечения этого требования наиболее подходящим, на наш взгляд, является стандарт для формирования учебного материала SCORM, который позволяет постоянно обновлять и дополнять учебный материал, что важно для сферы информационных технологий, а также предоставляет возможности взаимодействия для систем обучения, если их используется несколько.
3) Еще одним важным требованием к системе является ее адаптивность. Современные образовательные стандарты требуют индивидуального подхода к процессу обучения. Необходимо учитывать индивидуальные особенности и предпочтения обучающегося при составлении учебного плана, формировании учебных элементов и оценивании результатов обучения. Данный подход позволит максимально оптимизировать процесс обучения, наполнив его учебным материалом, идеально подходящим потребностям и особенностям каждого обучающегося.
4) В основу организации процесса обучения должен быть положен компетентностный подход. Необходимо чтобы процесс обучения был направлен на развитие и совершенствование определенных компетенций, которые формируются текущим состоянием рынка труда и существующими образовательными стандартами. Набор компетенций, характерный для подготовки по выбранному направлению, должен быть учтен на всех этапах обучения, начиная от формирования учебного плана и заканчивая оценкой результатов обучения.
5) Необходимо основываться на достоинствах и недостатках существующих на данный момент систем обучения. Как в России, так и за рубежом уже имеются системы, успешно используемые для подготовки высококвалифицированных специалистов.
