Электронное обучение как средство повышения качества математической подготовки обучающихся вуза (на примере применения компонентов платформы Moodle)
Е.Ю. Бутко, А.Ю. Худжин
Аннотация
Статья посвящена актуальной проблеме повышения уровня предметных результатов обучения математике в вузе. В качестве эффективного пути решения проблемы предлагается включать в контактную работу с первокурсниками отдельные компоненты электронного обучения. Представлен опыт использования компонентов платформы Moodle при организации контактной работы на первом курсе направлений подготовки бакалавров, в соответствии с которым отмечается повышение результатов обучения студентов по математическим дисциплинам.
Ключевые слова: электронное обучение, математика, ФГОС ВО, математическая подготовка, среда Moodle, задания в тестовой форме.
Abstract
E-learning as a means of increasing the level of teaching mathematics at the university (a case study of the Moodle platform components application)
E.Yu. Butko, A.Yu. Khudzhin
The article is devoted to the acute issue of increasing the level of subject results of teaching Mathematics at the University. As an effective way to solve the problem, it is proposed to include individual components of e-learning in the contact work with first- year students. The article presents the experience of using the components of the Moodle platform in the organization of contact work in the first year of bachelor's degree program, according to which there is an increase in the results of training students in mathematical disciplines.
Keywords: e-learning, Mathematics, Federal state educational standard of higher education, training in Mathematics, Moodle environment, tasks in the multiple choice form.
Математика всегда была и остается одной из самых сложных дисциплин для освоения обучающимися в высшей школе, что, в первую очередь, объясняется высокой степенью абстракции математических понятий и использованием языка символов и формул. Как показывает опыт, математика трудно поддается изучению с использованием популярных сегодня дистанционных образовательных технологий. Даже самые качественные онлайн-курсы не позволяют обеспечить достаточную результативность освоения программы дисциплины для подавляющего большинства обучающихся вуза, тем более что эффективность использования таких курсов зависит от целого ряда факторов, среди которых достаточный уровень сформированности навыков самостоятельной учебной деятельности обучающихся [1].
Вместе с тем овладение математическим аппаратом на должном уровне бесспорно имеет ключевое значение для обучающихся по математическим и инженерным направлениям подготовки в вузе. Но еще большая ответственность за результаты обучения по математическим дисциплинам ложится на преподавателей вуза при осуществлении предметной подготовки будущих учителей математики.
В настоящее время, в связи с введением актуализированных ФГОС ВО (ФГОС 3++), вузы активно занимаются проектированием основных профессиональных образовательных программ по реализуемым направлениям подготовки. Существенная переработка образовательных программ (ОП) связана с приведением их содержания в соответствие с требованиями профессиональных стандартов.
При этом каждая образовательная организация в ходе проектирования ОП учитывает уже имеющийся опыт их реализации (собственный и традиционный для российских вузов) и требования работодателей [2]. В процессе разработки образовательных программ по направлению подготовки 44.03.01 Педагогическое образование множество разногласий возникает при определении трудоемкости модулей, относящихся к психолого-педагогической, общекультурной и предметной подготовке. Не вызывает сомнений необходимость формирования у будущего учителя универсальных и общепрофессиональных компетенций в соответствии с действующими и актуализированными ФГОС ВО. Однако очевидно, что без качественной предметной подготовки учитель математики состояться не может.
При существующем положении дел, когда доля самостоятельной работы студента вуза значительно превышает объем контактной работы по дисциплине, актуальным является повышение эффективности организации самостоятельной работы. И здесь трудно обойтись без использования современных образовательных технологий. В настоящее время наиболее распространенными в практике преподавания в вузе становятся дистанционные образовательные технологии и метод проектов. Методика организации проектной деятельности по математике представлена в работах преподавателей и магистрантов кафедры физико-математического образования Нижневартовского государственного университета (далее - НВГУ) [3; 4]. Вопросам применения элементов электронного обучения, а именно заданий, разработанных и представленных в формате интерактивных тренажеров, посвящены наши предыдущие работы [5; 6].
Многие российские вузы для реализации электронного обучения и дистанционных образовательных технологий используют виртуальную обучающую среду Моос11е. Преподаватели формируют фонды оценочных средств в соответствии с требованиями образовательных и профессиональных стандартов, а также локальных нормативных актов образовательной организации. Одними из самых распространенных и популярных оценочных средств являются задания в тестовой форме, которые позволяют оценить результаты обучения по дисциплине (как правило, знания и в некоторых случаях умения, являющиеся компонентами формируемых в процессе реализации основной профессиональной образовательной программы компетенций ФГОС ВО) [7; 8; 9].
В настоящее время имеется ряд работ, посвященных проблеме применения заданий в тестовой форме как на уровне общеобразовательной, так и на уровне высшей школы. Например, В.С. Аванесов в своих работах под педагогическим тестом понимает «систему параллельных заданий возрастающей трудности, специфической формы, которая позволяет качественно и эффективно измерить уровень и структуру подготовленности испытуемых» [10]. Формулировка определения понятия «педагогический тест» данного автора претерпела ряд изменений за последние несколько лет. Одним из существенных является исключение необходимости равномерного повышения сложности, что существенно затрудняло разработку тестовых заданий.
Современные исследователи сходятся во мнении, что задания в тестовой форме должны удовлетворять ряду критериев. На наш взгляд, наиболее важными, в контексте использования виртуальной образовательной среды, являются корректность и технологичность содержания, логическая форма высказывания, наличие определенного места для ответов, а также адекватность инструкции форме и содержанию задания [11, с. 125-135].
Особое внимание, по нашему мнению, следует обратить на требование корректности содержания и технологичности заданий. Первый критерий характеризует правильность составления содержания задания с предметной точки зрения. При этом выполнимость критерия зависит в большей мере от профессиональной компетентности разработчика заданий и от экспертов, несущих ответственность за проверку содержательной правильности суждений, положенных в основу задания. Второе требование подчеркивает возможность использования компьютерных технологий в учебном процессе. Его достижение напрямую зависит от наличия адекватной техники и технологии, включая программы автоматизации обучения и контроля подготовленности, которые являются составной частью виртуальной обучающей среды Моос11е. Таким образом, технологическое преимущество заданий тестовой формы проявляется в их соответствии требованиям автоматизации рутинных компонентов обучения и контроля знаний.
Возвращаясь к теме предметной подготовки будущих преподавателей математики, обратимся к особенностям использования элементов электронного обучения для повышения качества математического образования студентов младших курсов.
Вузам при организации образовательного процесса на 1-2-м курсах направлений подготовки бакалавров приходится учитывать следующие факторы, влияющие на результативность обучения математике и на выбор преподавателями образовательных технологий и соответствующих средств обучения.
Во-первых, на первом курсе происходит адаптация студентов к условиям обучения в вузе. Учебными планами предусмотрена значительная доля самостоятельной работы обучающихся, но при этом навыки самоорганизации у студентов еще не сформированы.
Во-вторых, уровень школьной математической подготовки в большинстве случаев не соответствует требованиям, предъявляемым рабочими программами дисциплин высшей математики. Снижение уровня школьной математической подготовки абитуриентов отмечается представителями самых разных вузов, причины его активно обсуждаются, и абсолютное большинство ученых и преподавателей-практиков отмечают негативное влияние ЕГЭ на качество обучения математике в школе [12]. При этом именно положительные результаты ЕГЭ по математике (профильный уровень) обеспечивают успешное поступление выпускника школы в вуз на математические и инженерные направления подготовки. А вуз обязан обеспечить успешное обучение студентов, независимо от их уровня математической подготовки. Не секрет, что количество баллов за ЕГЭ по математике и тем более суммарный балл по трем ЕГЭ по дисциплинам, соответствующим направлению и профилю подготовки в вузе, не отражают реального состояния математических знаний и умений абитуриентов и их готовности к продолжению обучения в высшей школе.
В-третьих, уровень предметных знаний и умений сильно отличается у разных первокурсников. В ходе контактной работы со студентами в первые полтора года обучения значительная часть аудиторного времени используется для выравнивания уровня математических знаний и умений вчерашних школьников, ликвидации пробелов в их математической подготовке. Одновременно происходит реализация дисциплин учебного плана, относящихся к высшей математике. При этом занятия проводятся в целой академической группе, и практически невозможно учесть индивидуальный уровень математической подготовки каждого отдельного студента. Как следствие, студенты первого курса демонстрируют низкие показатели успеваемости или даже неуспеваемость по математическим дисциплинам, приводящие к образованию академической задолженности.
В-четвертых, большинство преподавателей отмечает дефицит часов, отводимых на аудиторную работу, в том числе по математическим дисциплинам. Вместе с тем успешное обучение математике невозможно без актуализации пройденного материала, многократного повторения типовых действий для формирования прочных навыков использования математических инструментов как внутри предмета, так и в прикладных задачах.
Выраженная недостаточность часов контактной работы, неодинаковый и зачастую низкий уровень математической подготовки студентов первого курса, отсутствие у них сформированных навыков самоорганизации - все это приводит к необходимости подключения к традиционным формам работы преподавателя дополнительных резервов. И здесь, на наш взгляд, оказывается полезным использование возможностей электронного обучения, в частности, освоения в удобном темпе и под постоянным контролем учебного материала, представленного преподавателем в среде Моос11е.
Преподаватели НВГУ как правило, используют возможности среды МооС1е для комплексного представления учебных материалов: лекций, заданий, вопросов для самопроверки и контроля, студенческих работ. МооС1е дает возможность формировать и хранить статистику достижений студента, отслеживать активность обучающихся в процессе их работы в среде.
Данная платформа безусловно очень удобна в использовании как для реализации дистанционных технологий обучения, так и в сочетании с различными формами контактной работы с обучающимися. Среда обеспечивает своевременный и систематический обмен информацией между преподавателем и студентом, а также взаимодействие между студентами внутри группы. Преподаватель может легко варьировать содержание и способы подачи учебного материала дисциплины. Сокращается время, отводимое на рутинную работу по проверке и оцениванию работ студентов и ведение соответствующей статистики. Студент имеет возможность в удобное время, в удобном темпе и в удаленном режиме осваивать дисциплину, концентрируя внимание на особо интересных или трудно поддающихся темах курса.
В перспективе при широком и систематическом использовании среды МооС1е в вузе могут быть оптимизированы процессы управления учебной деятельностью (эффективное распределение учебной нагрузки, анализ результатов обучения, снижение затрат на реализацию учебного процесса). Среди минусов следует отметить затраты времени на разработку и размещение материалов в личном кабинете преподавателя. При размещении математических текстов также неудобным является отсутствие возможности работы пользователей с редактором формул.
Осуществление качественной математической подготовки будущих выпускниковнаправления подготовки 44.03.01 Педагогическое образование (направленность (профиль) Математика) является одной из важнейших задач, стоящих перед преподавателями выпускающей кафедры. Будущие учителя должны не только получать знания по математическим дисциплинам, овладевать умениями и навыками использования этих знаний, методами исследовательской работы, но и уметь самостоятельно повышать уровень своих предметных компетенций. Поэтому особое место при организации самостоятельной работы бакалавров данного направления подготовки занимают тематические тесты, позволяющие не только контролировать остаточные знания студентов в ходе текущей и промежуточной аттестации, но и формировать новые знания.