Электронное обучение (e-learning) в образовании и научных исследованиях

Электронное обучение (e-learning) в образовании и научных исследованиях

E-mail - *****@***ru, телефон - +7 (3

1. Роль программы в учебном процессе

Зубчатые передачи являются самым распространенным элементом привода, их изучение является обязательным для всех студентов машиностроительных и инженерных специальностей.

Проектирование и исследование приводов общемашиностроительного назначения первая по настоящему творческая инженерная работа студента.

Программа «Информационные технологии в эскизном проектировании и оптимизации параметров зубчатых цилиндрических редукторов» [1] позволяет вести проектирование одноступенчатого редуктора и двухступенчатого редуктора для развернутой схемы, схемы с раздвоенной быстроходной ступенью, соосной схемы. В работе впервые совмещены этапы проектирования: расчет, эскизная компоновка и оптимизация параметров.

Разработанная программа соответствует новому направлению электронного обучения (e-learning). Е-learning – это использование новых мультимедиа-технологий для повышения качества образования.

Программа может быть применена для выполнения курсовых проектов, деловых игр, тренингов, симуляционных лабораторных и научно-исследовательских работ, а также чтения лекций и проведения практических занятий.

Выполнение таких работ сокращает долю аудиторных занятий и увеличивает объём самостоятельной работы студентов. Это позволяет выполнять переход от передачи (трансляции) знаний преподавателем к студентам, освоению студентами предметных и общих компетенций. Такой переход значительно уменьшит трудозатраты, необходимые студенту для достижения конкретных результатов обучения. В этой связи меняется роль преподавателя, который из транслятора знаний превращается в организатора процесса освоения студентами компетенций, консультанта и наставника.

Совремённые информационные технологии e-learning предоставляют широкие возможности для применения компетентностного подхода в образовании. Применение таких технологий стирает грани между обучением на расстоянии и непосредственно внутри учебного заведения. При этом используется не только общение через компьютеры, но и непосредственные контакты между преподавателями и студентами.

Интерфейс пользователя программы разработан для русского, английского, немецкого, французского и узбекского языков. Возможна быстрая адаптация программы для любого другого языка.

2. Новые педагогические инструменты обучения

Для повышения качества высшего образования необходимо применять программы, использующие новые педагогические инструменты e-learning: интерактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность, производительность. Программа позволяет применять эти инструменты.

Программа является интерактивной, т. е. позволяет взаимодействовать через ЭВМ на процессы и объекты. Процессами в программе являются расчеты и графики оптимизации, объектом – эскизная компоновка.

Ответные реакции обеспечивает моделинг. Меняя в диалоговом режиме значения исходных данных и проведя расчет в автоматическом режиме, получаем различные геометрические, кинематические, прочностные параметры передач в виде таблиц и эскизную компоновку.

Мультимедиа обеспечивает внешне адекватное отражение процессов и объектов во всех возможных формах. Медиа-компонентами программы являются: аудио, видео, симуляторы, схемы, графики, рисунки, автоматические тесты.

Аудио-видео описание позволяет пользователю ознакомиться с работой программы. В видео формате представлен теоретический материал (расчетные зависимости), значения исходных данных, обозначение и название параметров, таблицы результатов расчета.

Разработана технология интерактивных симуляторов, дающая возможность пользователям на практических примерах разбирать теоретический материал, проводить симуляционные лабораторные и научно-исследовательские работы, выполнять деловые игры, тренинги и практические занятия,

Автоматические тесты, которые появляются при расчете, можно также отнести к медиа-компонентам. Они являются интерактивным обучающим элементом, дающим пользователю выбирать различные варианты расчетов.

Типы редукторов в программе представлены в виде схем. По ним пользователь выбирает для конструирования нужный тип редуктора.

Графики оптимизации строятся для определения оптимальных значений передаточных чисел ступеней редуктора при разбивке передаточного отношения. Они являются также и обучающим элементом, так как выполняются в интерактивном режиме и дают пользователю возможность выбрать лучший вариант.

Рисунком является эскизная компоновка, которая строится в автоматическом режиме по результатам расчета. Пользователь в интерактивном режиме на чертеже может менять типы и серии подшипников, диаметры валов.

Коммуникабельность в программе выполняется сочетанием трех видов конструирования: расчет, оптимизация и выполнение чертежа (эскизная компоновка). Переход от одного вида конструирования к другому происходит моментально. Программа работает в локальном режиме с компакт-диска (CD-ROM) или жесткого диска компьютера и ей не требуется связи с Интернетом.

Производительность работы с программой – высокая, так как она устанавливается на компакт-диске (CD-ROM) или жестком диске компьютера.

3. Состояние проблемы

Государственные образовательные программы нового поколения предусматривают увеличение доли самостоятельных работ до 50 % учебного времени. Это требует разработки необходимого методического обеспечения. Цель образования определяется теперь как формирование компетентности.

В достижении поставленной цели наиболее перспективным направлением развития обучения является e-learning. Большинство же программ, применяемых в учебном процессе Вузов по инженерным специальностям, не соответствуют даже первому основному требованию – интерактивности. Применяя эти программы, на достаточно низком уровне остается способность анализировать полученную информацию и эффективно использовать ее.

E-learning имеет ряд преимуществ и перед традиционной очной формой: возможность разделения содержания электронного курса или программы на модули, гибкость обучения, большая свобода доступа и др. Модуль – завершённая с точки зрения результатов обучения единица программы, имеющая четко сформулированные результаты и критерии оценки (см. глоссарий международного конкурса Tempus 4).

Как показывают исследования и практика, общие компетенции успешно развиваются в процессе изучения предметных модулей, если осознана и поставлена соответствующая задача.

В разработанной программе этапы проектирования разбиты по модулям. Для обучения бакалавров и магистров применяется различное число модулей. Применение дополнительных модулей для обучения магистров расширяет и углубляет знания, полученные при обучении бакалавров, по вертикали (специализация в предметной области), а также расширяет и углубляет знания по горизонтали (предметные дополнительные области, связанные с основной).

Для повышения качества образования программа наряду с установившимися занятиями позволяет применить новые формы работы. К ним относятся деловые игры, тренинги, симуляционные лабораторные работы. Первые позволяют создать группу студентов из 3-5 человек и поставить перед ними конкретную задачу, разбив задание на части. Каждый участник будет выполнять определённую часть работы. В этом случае студент научиться работать в коллективе. Применение симуляционных работ сокращает расходы на покупку дорогостоящего лабораторного оборудования.

Журнал «e-Learning World» 15.02.2005 г. представил интервью с основательницей и управляющим директором eLearnExspo Салли-Энн Мур. Она являлась также главным архитектором нескольких e-Learning платформ.

Какие из трудностей вы считаете наиболее серьёзными в e-learning?

«Конечно, мы не можем говорить о e-learning, забывая о контенте. Эта как мельница без ветра и воды. Важно, конечно, обеспечить и подходящую LMS (система управления обучением), но эта только платформа. Многие компании тратят сотни тысяч долларов на платформу, на LMS, забывая о разработке контента. Но LMS не работает без контента! Поэтому контент очень важен».

Но наполнять платформу, т. е. писать контент, вузам придётся своими силами. Это длительный процесс и требует участия квалифицированных специалистов различных специальностей. Сегодня в США и развитых европейских странах сложилось понимание того, что качественный контент – основа успеха всего проекта. И не случайно больше всего ресурсов в мире тратится именно на разработку и закупку контента. Так администрация президента США Обамы в августе 2009 года, в рамках своих образовательных инициатив, решила потратить 500 миллионов долларов на бесплатные online курсы, которые будут доступны всем через интернет.

Программа [1] имеет систему управления, контент, отвечающий требованиям современных государственных стандартов, дружественный интерфейс. Она значительно индивидуализирует учебный процесс, увеличивает скорость и качество усвоения учебного материала, существенно усиливает практическую ценность, в целом – повышает качество образования.

Учебно-методическими материалами для программы является учебное пособие [2] и аудио-видео описание по работе.

Учебное пособие выпущено в издательстве «Высшая школа». На пособие дан гриф Минобразования: «Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям в области техники и технологии». В книге имеются расчетные зависимости, описана работа с программой, приведены примеры расчета, эскизные компоновки, графики оптимизации.

Аудио-видео описание представлено в виде файлов по работе с программой, в которых демонстрируются и повествуются этапы проектирования редукторов.

Краткое содержание работы и демонстрационные версии программы находятся: на сайте ФГУ ГНИИ ИТТ - window. *****; на сайте Ассоциации инженерного образования России в разд. «Программные средства и учебные пособия» – www. *****.

Статьи авторов опубликованы в сборниках конференций и журналах [3 – 13]. Программа [1] и учебно-методические материалы способствуют реализации новых образовательных стандартов.

Список литературы

1. , Власов технологии в эскизном проектировании и оптимизации параметров зубчатых цилиндрических редукторов / Св. об официальной регистрации программы для ЭВМ, №, зарегистрировано 15.06.2001 в РОСПАТЕНТ ФИПС. Информационный бюллетень официальной регистрации.– М.: РОСПАТЕНТ, 2001.– №3(36).– С.267.

2. , Власов технологии в эскизном проектировании и оптимизации параметров зубчатых цилиндрических редукторов.– М.: Высшая школа, 2004.– 110 с.

3. Gutin S. J., Vlasov M. puter technologies for open formationon disciplines «Machine design» and «Applied» // 3rd international conference on technology in teaching and learning in –

igher education. Costas Shirou, editor. College of Arts and Sciences Nationfl-Lous University. Heidelderg, Germany, July 14…16, 2003.– pp. 97 – 102.

4. Gutin S. J., Vlasov M. J. Design and optimisation of parameters of toothed parallel-shaft reducers // Iinternational conference «POWERE TRANSMISSIONS – 03». Bulgaria, Varna, September 11 – 12, 2003.– pp. 26 – 31.

5. , Власов результатов проектирования двухступенчатых зубчатых цилиндрических редукторов // Сборник докладов научно-технической конференции с международным участием «Теория и практика зубчатых передач». Ижевск, 2004.– С. 295 – 300.

6. Гутин технологии в проектировании зубчатых цилиндрических передач и редукторов. // Седьмая международная конференция «ИТ – Бизнес – Металл». Москва, 21 – 23 июня 2005.– С. 168 – 170.

7. , Власов качества высшего образования при изучении

технических дисциплин // Труды Международного симпозиума «Качество высшего образования и подготовки специалистов к профессиональной деятельности».– Москва, 9 – 11 ноября 2005.– С. 105 – 109.

8. , , Шиляев средство и педагогические технологии e-learning на локальном носителе // Всероссийская научно-техническая конференция «Новые материалы и технологии», НМТ-2006. Москва, «МАТИ». 21 – 23 ноября 2006.– С. 120 – 121.

9. , Власов технологии для обеспечения качества

технического образования // Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования. Материалы Международного форума «Качество образования – 2006». Ижевск, 25 – 27 апреля 2006.– С. 242 – 246.

10. , Власов инструменты Е-learning в программе

«Информационные технологии в эскизном проектировании и оптимизации параметров зубчатых цилиндрических редукторов» // Журнал АИОР – Инженерное образование. 2007.– № 4.– С. 128 – 135.

11. , , Шиляев ённые технологии в образовании. Презентация программы // Международный симпозиум «Опережающее инновационное образование и подготовка специалистов в области техники и технологии». Москва, 27–28 марта 2007.– С. 76 – 79.

12. , Шиляев программно-методического обеспечения учебного процесса и подготовка компетентных специалистов // Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования. Материалы Международного форума «Качество образования – 2008». Ижевск, 22 – 24 апреля 2008.– С. 247 – 252.

13. Гутин для e-learning в учебной и научной работе. Материалы конференций. Международная научно-практическая конференция «Электронное обучение и инновационное развитие: мировой опыт и российская практика». Москва, июня 2008.

2 Международная научно-практическая конференция «Технологии электронного обучения (e-learning): возможности и перспективы». Москва,октября 2008.- С. 78 – 85.