тторо тиро. Проектирование электронной системы для обучения
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
Том 16, № 3. 2020 ISSN 2411-1473 sitito.cs.msu.ru Современные информационные технологии и ИТ-образование Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License. E-LEARNING, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ Проектирование электронной системы для обучения иностранному языку студентов направления подготовки «Информатика и вычислительная техника» Н. А. Копылова ФГБОУ «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина», г. Ря- зань, Российская Федерация; 390005, Российская Федерация, г. Рязань, ул. Гагарина, д. 59/1 nakopylova@yandex.ru Аннотация В настоящее время важность и значимость электронного обучения в России возрастает изо дня в день как для студентов, обучающихся в высших учебных заведениях, так и для взрослого на- селения, желающего повысить свою квалификацию, либо сменить профиль работы. При этом данная тенденция будет только наращивать свои обороты в виду повышения требований рабо- тодателей к уровню и качеству получаемого образования, приобретаемым профессиональным навыкам в процессе обучения, освоенным компетенциям для плодотворной будущей работы. Актуальность выбранной темы состоит в том, что использование электронного обучения в пе- дагогическом процессе вузов — одна из актуальных инновационных задач высшего образова- ния, затрагивающих систему российского образования целиком. Электронное обучение увели- чивает качество образования, способствует использованию современных интерактивных техно- логий, позволяет обучать все категории учащихся, независимо от их физических способностей, снижает некоторые затраты на педагогический процесс, увеличивает имидж образовательного учреждения, способствует продолжению обучения во время пандемий. Основными методами ис- следования являлись: методы системного анализа, теории объектно-классификационного мо- делирования сложных систем, проектирования и разработки информационных систем, анали- тические методы пространственного анализа и моделирования, поддержки принятия решений, организации web-доступа, тестирования. В работе показано проектирование информационной электронной системы для обучения студентов иностранному языку (на примере английского языка) направления подготовки «Информатика и вычислительная техника» по образователь- ной программе «Космические информационные ситемы и технологии», основанной на техноло- гиях разработки web-приложений. Рассмотрено моделирование предметной области, представ- лен анализ средств моделирования, требования к функциональности информационной систе- мы, разработана диаграмма вариантов использования для разрабатываемой информационной системы. В статье представлена разработанная база данных, описана ее предметная область и инфологическое проектирование. Рассмотрены программные модули и общая модель информа- цинной электронной системы для обучения студентов иностранному языку. Ключевые слова: информационная система, электронная система, информационно-комму- никативные технологии, web-технологии, дистанционное обучения, электронное обучение, приложение. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. Для цитирования: Копылова, Н. А. Проектирование электронной системы для обучения иностранному языку студентов направления подготовки «Информатика и вычислительная техника» / Н. А. Копылова. — DOI 10.25559/SITITO.16.202003.764-775 // Современные инфор- мационные технологии и ИТ-образование. — 2020. — Т. 16, № 3. — С. 764-775. © Копылова Н. А., 2020 УДК 372.881.111.1 DOI: 10.25559/SITITO.16.202003.764-775 Оригинальная статья 765 Vol. 16, No. 3. 2020 ISSN 2411-1473 sitito.cs.msu.ru Modern Information Technologies and IT-Education Designing an Electronic System for a Foreign Language Teaching of Students of the Training Program “Information Science and Computer Engineering” N. A. Kopylova Ryazan State Radio Engineering University named after V.F. Utkin, Ryazan, Russian Federation 59/1 Gagarin St., Ryazan 390005, Russian Federation nakopylova@yandex.ru Abstract Currently, the importance and significance of E-learning in Russia is increasing day by day both for students studying in higher educational institutions and for adults who want to improve their quali- fications or change their job profile. At the same time, this trend will only increase its momentum in view of the employers’ increasing requirements to the level and quality of the education received, the acquired professional skills in the learning process, the competencies mastered for fruitful future work. The relevance of the chosen topic is that the use of E-learning in the university pedagogical process is one of the urgent innovative tasks of higher education, affecting the entire system of Russian education. E-learning increases the quality of education, promotes the use of modern interactive technologies, allows you to teach all categories of students, regardless of their physical abilities, reduces some peda- gogical process costs, increases the image of an educational institution, contributes to the continuation of learning during pandemics. The main research methods were the methods of system analysis, the theory of object-classification modeling of complex systems, design and development of information systems, analytical methods of spatial analysis and modeling, decision support, organization of web access, testing. The work shows the design of an information electronic system for teaching students a foreign language (using the example of English) of the training program “Information Science and Com- puter Engineering” for the educational program “Space Information Systems and Technologies”, based on the technologies for developing web applications. The modeling of the subject area is considered, the analysis of modeling tools, the requirements for the functionality of the information system are presented. A diagram of use cases for the developed information system is developed. The article pres- ents the developed database, describes its subject area and infological design. The program modules and the general model of the information electronic system for teaching students a foreign language are considered. Keywords: information system, E-system, information-communicative technologies, web- technologies, distance learning, E-learning, application. The author declares no conflicts of interest. For citation: Kopylova N.A. Designing an Electronic System for a Foreign Language Teaching of Students of the Training Program “Information Science and Computer Engineering”. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2020; 16(3):764-775. DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.16.202003.764-775 E-LEARNING AND IT IN EDUCATION Original article 766 E-LEARNING, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ Н. А. Копылова Том 16, № 3. 2020 ISSN 2411-1473 sitito.cs.msu.ru Современные информационные технологии и ИТ-образование Введение В современных условиях значимость электронного обучения в Российской Федерации возрастает из дня в день. В 2020 году его роль особенно важна в связи с экономическими, полити- ческими ситуациями, а также пандемией, которая показала необходимость внедоения электронного образования, цифро- визации образовательных учреждений. Использование электронного обучения в педагогическом про- цессе вузов — одна из актуальных задач высшего образования, которые обсуждаются в ряду инноваций, затрагивающих си- стему российского образования целиком. Электронное обуче- ние увеличивает качество образования, способствует исполь- зованию современных интерактивных технологий, позволяет обучать все категории учащихся, независимо от их физических способностей, снижает некоторые затраты на педагогический процесс, увеличивает имидж образовательного учреждения, способствует продолжению обучения во время пандемий. Нормативно-правовые основы дистанционного обучения, электронного обучения и дистанционных образовательных технологий непрерывно развиваются на муниципальном, ре- гиональном, федеральном и международном уровнях, опреде- ляя вектор направления, в котором должны двигаться обра- зовательные учреждения, использующие данные технологии. В вузах также разрабатываются внутренние нормативные документы, позволяющие решить разнообразные практиче- ские вопросы. Основные документы, в соответствии с кото- рыми осуществляется дистанционное обучение в ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина», приведены в разделе «Сведения образова- тельной организации / Документы / Локальные нормативные акты по образовательной деятельности» официального сайта образовательного учреждения. В настоящее время ФГБОУ ВО «Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина» (РГРТУ) использует систему дистанционного образования Moodle для электронного обучения по различным дисциплинам. Однако не весь функционал удобен и понятен относительно ввода и отображения информации. Важно отметить, что студентам направления «Информатика и вычислительная техника» необходим хороший уровень вла- дения иностранным (английским) языком, поэтому для его изучения используются различные методики, в том числе и дистанционные технологии. Таким образом, разработка ин- формационной системы для обучения и контроля студентов по английскому языку направления «Информатика и вычис- лительная техника» является актуальной задачей. Цель Цель нашего исследования — разработка единой платфор- мы для создания модулей по отдельным образовательным направлениям и специальностям по английскому языку с возможностью удаленного доступа и синхронизации данных, предназначенных для решения задач образовательного про- цесса с помощью технологии разработки программного обе- спечения. Для достижения цели исследования применялись методы си- стемного анализа, теории объектно-классификационного мо- делирования сложных систем, проектирования и разработки информационных систем, аналитические методы простран- ственного анализа и моделирования, поддержки принятия ре- шений, организации web-доступа, тестирования. Основная часть Систематические исследования в области процесса обучения с помощью информационных технологий имеют длительную историю. За это время в разных странах мира, например, Ве- ликобритании, США, Японии, Канаде, Франции, России, были созданы информационные системы учебного назначения, специализирующиеся на различных типах ЭВМ. В методологическом плане использование уже существующих и разработка новых компьютерных программ организации об- учения изначально развивались по двум направлениям. Пер- вое из них опирается на идеи программированного обучения, т.е. в его рамках проектируются и используются автоматизи- рованные обучающие системы (АОС) по учебным дисципли- нам. Ядро таких АОС составляют так называемые авторские системы, которые позволяют преподавателю, обладающему навыками программирования, вводить свой учебный матери- ал в базу данных и, непосредственно, программировать с по- мощью специальных языков или других средств. Основными представителями автоматизированных обучающих систем, которые построены на алгоритмах данного обучения, дли- тельное время являлись система PLATO (за рубежом), семей- ство АОС ВУЗ (в России). Вначале 90-х годов в России и странах СНГ получают широкое распространение инструментальные среды для создания электронных курсов типа IBM PC на ПЭВМ как зарубежного производства (LinkWay, Private Tutor, Costoc), так и отечественного: АСОК, АДОНИС, УРОК и другие. Второе направление электронного обучения связано с продук- тами различных отраслей человеческой деятельности (техни- ки, науки, экономики и др.). К ним относятся самостоятельные программы и программные комплексы, элементы автомати- зированных систем (САПР, АСУ, АСНИ и др.), пакеты программ, которые предназначены для автоматизации больших трудо- емких расчетов, оптимизации, изучения свойств процессов и объектов на математических моделях и т.д. Использование данных информационных систем в учебном процессе носит более массовый характер по сравнению с применением уни- версальных автоматизированных обучающих систем, как за рубежом, так и в нашей стране. Однако из-за отсутствия еди- ной дидактической платформы и своей разобщенности в со- держательном плане, использование АОС в процессе обучения систематизировано и обобщено в научно-методической лите- ратуре [1, 2, 3]. К основным преимуществам электронной формы обучения относятся: • Свободный график и индивидуальный подход: самосто- ятельный выбор темпа изучения материала в процессе дистанционного обучения позволяет студенту сконцен- трировать свое внимание на более трудном материале, а легкие темы проходит быстрее. Такой подход позволяет повысить продуктивность обучения. • Контроль подготовки студентов: электронное обучение 767 E-LEARNING AND IT IN EDUCATION N. A. Kopylova Vol. 16, No. 3. 2020 ISSN 2411-1473 sitito.cs.msu.ru Modern Information Technologies and IT-Education предполагает различные формы практических заданий для студентов и их тестирования. Благодаря этому пре- подаватель с легкостью может проанализировать эффек- тивность протекания образовательного процесса каждого студента в удобное для него время и обратить внимание на те темы и моменты, которые были усвоены в недоста- точном объеме или которые вызывают затруднения или непонимание у учащихся. • Мобильность: в режиме реального времени дистанци- онное обучение позволяет преподавателям и студентам общаться из разных мест с помощью следующих он- лайн-площадок следующих типов: сообщения, чаты, веби- нары или форумы. Единственным ограничением является необходимость Интернет-соединения. • Социальное равенство: электронное образование позво- ляет ясно увидеть, на что способен каждый студент, чтобы избежать суждений о «предвзятом» отношении препода- вателя. Также на результаты дистанционного обучения может повлиять только сам студент, они не зависят от социального положения, места проживания, физических возможностей и состояния здоровья [4]. Следовательно, можно сделать вывод, что дистанционное об- учение подходит всем. Это не зависит от места проживания, семейного положения, состояния здоровья и физических воз- можностей человека. В соответствие с выше изложенным, можно выделить сле- дующие критерии, которыми можно руководствоваться при выборе информационных систем, программ, инструментов и средств электронного обучения: • Функциональность — определяется наличием функций различного уровня, включающих управление курсами и студентами, анализ активности, аналитическая отчет- ность, чаты, форумы, и другие. • Надежность — характеризуется простотой администри- рования и удобством обновления контента. Простота и удобство пользования системой и защита от внешних угроз значительно влияют на отношение пользователей и эффективность ее эксплуатации. • Стабильность — отвечает за степень устойчивости рабо- ты обучающей системы при различных нагрузках на нее и при разных режимам работы. • Наличие средств разработки контента — наличие встро- енного редактора учебного материала значительно об- легчает разработку учебных курсов и позволяет внедрять единым образом обучающие материалы различного на- значения. • Система проверки знаний — в режиме онлайн произво- дится оценка знаний студентов с помощью практических заданий, тестов и контроля активности в чатах и на фо- румах. • Удобство использования — данный критерий является одним из самых главных по отношению к пользователю, так как потенциальные студенты никогда не будут ис- пользовать технологию, кажущейся огромной, сложной или трудной при навигации. Сама технология процесса обучения должна быть интуитивно понятной, а учебный курс должен содержать быстро доступное меню помощи, простые переходы к разделам. • Модульность — в системах электронного образования курс может излагаться в виде модулей, микромодулей, блоков, которые также могут быть использованы в дру- гих курсах. • Обеспечение доступа — студенты не должны иметь труд- ностей и препятствий для доступа к учебным курсам, которые связаны с их расположением в пространстве и времени, а также с вероятными ограничивающими воз- можности студентов факторами, например, ограничения по здоровью. • Мультимедийность — контент в электронном обучении должен содержать не только текстовую и графическую информацию, но и иметь возможность использования ау- дио и видео файлов, анимацию, трехмерные графики раз- личных форматов. • Масштабируемость и расширяемость— данные критерии являются обязательными для информационных систем в целом, поскольку круг слушателей обучающих курсов постоянно расширяется и сами курсы и программы обуче- ния и образования постепенно добавляются. • Перспективы развития платформы— системы дистанци- онного обучения должны иметь возможности для даль- нейшего развития, должны происходить периодические обновления и выходы новых улучшенных версий, поддер- живающих современные технологии и стандарты. • Кросс-платформенность — идеальный вариант реализа- ции информационной системы электронного обучения заключается в независимости от операционной системы и среды на уровне сервера или клиента. Студенты долж- ны использовать имеющиеся стандартные инструменты и средства без установки дополнительных программ и модулей. • Техническая поддержка — данный критерий является не- маловажным, так как возможность поддержки стабильно- сти и работоспособности информационной системы элек- тронного образования, устранения найденных ошибок и уязвимостей специалистами-разработчиками данной си- стемы может быть большим плюсом для выбора того или иного инструмента [5]. Учитывая преимущества электронного образования и кри- терии выбора подобных систем, необходимость разработки собственной информационной системы является актуальной задачей, требующей детальной проработки и качественного проектирования. Полученные результаты В России для моделирования и анализа бизнес-процессов достаточно широко используются следующие средства мо- делирования: Rational Rose, Oracle Designer, AllFusion Process Modeler (BPWin) и др. За рубежом, помимо упомянутых, ак- тивно используются такие средства как System Architect, Ithink Analyst, ReThink и т.д. Пакет BPWin основан на методологии IDEF и предназначен для функционального моделирования и анализа деятель- ности предприятия. Методология IDEF, являющаяся офици- альным федеральным стандартом США, представляет собой |