УДК 378.14:378.662

https://doi.org/10.24158/spp.2018.12.40

Васильев Максим Дмитриевич кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики Института математики и информатики Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова

Васильева Наталья Васильевна кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информационных технологий Института математики и информатики Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова

ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ MOODLE В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ

Аннотация: В статье представлен опыт разработки и приме-нения электронных курсов по математике для ба-калавров технических направлений на платформе модульной объектно-ориентированной системы дистанционного обучения Moodle. Приводится описание возможностей системы для студентов и преподавателей, рассматриваются структура курсов, особенности использования элементов и внедрения в них математических выражений. Раз-работанный электронный учебно-методический комплекс позволяет интенсифицировать про-цесс обучения, создавая оптимальные условия для реализации принципов дифференциации и ин-дивидуализации обучения, а также усиливая моти-вацию студентов за счет разнообразных форм и видов учебных заданий. Компоненты технологии смешанного обучения в совокупности с возможно-стями системы Moodle позволяют эффективно организовать самостоятельную работу студен-тов для подготовки к восприятию аудиторных занятий и закрепления полученных знаний. Ключевые слова: Moodle, электронный курс, математика, элек-тронное обучение, дистанционная форма обуче-ния, самостоятельная работа, тестирование.

Vasilyev Maksim Dmitrievich

PhD in Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor,

Higher Mathematics Department, Institute of Mathematics and Information Science,

North-Eastern Federal University

Vasilyeva Natalya Vasilyevna

PhD in Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor,

IT Department, Institute of Mathematics and Information Science,

North-Eastern Federal University

MOODLE E-LEARNING PLATFORM IN DEVELOPING MATHEMATICAL SKILLS OF

STUDENTS MAJORING IN TECHNICAL FIELDS

Summary: The study deals with online maths courses developed for and presented to bachelor’s degree students major-ing in technical fields through the Moodle e-learning platform. The research describes the platform capabili-ties for students and teachers. The course structure and the Moodle elements are considered. The introduc-tion of mathematical expressions into the tests is spec-ified as well. The e-learning kit devised makes it possi-ble to intensify the educational process by providing the favorable environment for the differentiated and in-dividualized learning and encouraging students to learn through a variety of forms and types of educa-tional tasks. The components of the blended-learning technology in conjunction with the Moodle platform ca-pabilities allow teachers to arrange effectively the self-directed learning process to prepare students for the perception of the in-class information and the consoli-dation of the knowledge acquired.

Keywords: Moodle, online course, mathematics, e-learning, dis-tance learning, self-directed learning, testing.

Развитие информационных и коммуникационных технологий, их проникновение практиче-

ски во все сферы общественной и личной жизни современных людей существенным образом сказываются и на сфере образования. Широкое внедрение в образовательный процесс новых информационных технологий является перспективным направлением и отличительной особен-ностью развития современного высшего образования.

В течение последних лет активно развиваются новые образовательные технологии, вклю-чающие в себя различные способы и средства доставки образовательных ресурсов. Эти техно-логии составляют основу системы открытого образования и обусловлены требованиями образо-вательных стандартов об обязательном использовании в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий. При этом главными инструментами служат разного рода электронные учебники, пособия, а также широко распространенные в мировой практике системы дистанцион-ного обучения (СДО), одной из которых является система управления курсами Moodle [1]. Данная система обладает рядом неоспоримых преимуществ, среди которых интуитивно понятный интер-фейс с набором многофункционального инструментария, свободное использование на основе

лицензии GNU General Public License, широкий коммуникационный функционал для взаимодей-ствия участников образовательного процесса.

К основным особенностям СДО Moodle относятся: широкие возможности по размещению и актуализации учебного материала образовательного курса; дистанционное консультирование обучаемых и наличие обратной связи; возможность контроля работы слушателей с помощью статистики посещений; получение отчетов активности участников курса; возможность использо-вания как для заочного, так и для очного обучения.

Система Moodle поддерживает обмен файлами любых форматов как между преподавателем и студентом, так и между самими студентами. Сервис рассылки позволяет оперативно информи-ровать всех участников курса или отдельные группы о текущих событиях. Форум дает возможность организовывать учебное обсуждение проблем, которое можно проводить по группам. Чат позво-ляет организовать учебное обсуждение индивидуальных проблем в режиме реального времени [2].

Высокий уровень интерактивности обучения, многообразие способов и форм представле-ния учебных материалов, возможности модульного структурирования содержания, создания ин-дивидуального образовательного плана, наличие постоянно активной справочной системы, ком-фортность и конфиденциальность обучения способствуют существенному повышению интереса к изучаемому предмету, развитию навыков и активизации самостоятельной работы студентов [3]. Кроме того, преподаватель может оперативно и эффективно управлять этими процессами. Ме-няется и сама роль преподавателя. Отказываясь от доминирующей роли в процессе обучения, он во многом выполняет лишь функцию наставника, одного из источников информации, помощ-ника в процессе саморазвития студентов.

Единая образовательная информационная среда Северо-Восточного федерального универ-ситета (СВФУ) состоит из двух компонентов. Первый включает системы обеспечения организации образовательного процесса и создан для взаимодействия преподавателей, студентов и специали-стов в области управления образованием (личный кабинет, система электронных ведомостей, элек-тронный журнал балльно-рейтинговой системы, система онлайн-тестирования и анкетирования сту-дентов и т. д.). Второй компонент включает средства содержательной поддержки учебного процесса: методические материалы, программные средства учебного назначения, СДО Moodle (рисунок 1).

Рисунок 1 – Портал СДО Moodle Якутского глобального университета СВФУ

Остановимся на опыте разработки и применения электронных курсов по математике, направ-ленных на повышение качества математического образования и эффективное формирование мате-матической компетентности бакалавров технических направлений. Первоначально при разработке курсов была использована локальная схема. Разделы курса представляли собой html-страницы на

CD, размещенные затем в сети Интернет. В связи с новыми требованиями образовательного стан-дарта и созданием единой образовательной среды электронные курсы были внедрены в систему Moodle на портале дистанционного обучения Якутского глобального университета СВФУ [4].

Математика относится к числу фундаментальных наук, овладение которыми необходимо для формирования научного мировоззрения, и составляет основу для изучения специальных дисциплин по направлениям 08.03.01 «Строительство» и 15.03.03 «Прикладная механика». По-лучение общего математического образования с четко выраженной прикладной направленно-стью, освоение методов построения математических моделей простейших систем и процессов в естествознании и технике, овладение методами их исследования – основные задачи курса, поз-воляющие создать основу для изучения дисциплин профильной направленности.

Курс математики нацелен на формирование следующих компетенций: ОПК-1 – способ-ность использовать основные законы естественно-научных дисциплин в профессиональной де-ятельности, применять методы математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования; ОПК-2 – способность вы-явить естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятель-ности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат.

Традиционная структура учебно-методических пособий – теоретическая часть, практиче-ская часть и задания для самостоятельного выполнения – зарекомендовала себя для изучения математических дисциплин. Эта структура, но с новой формой подачи материала и контроля зна-ний, является оптимальной и для электронного курса по математике.

В соответствии с принципом организации рабочего пространства Moodle, курсы имеют мо-дульную структуру, состоящую из трех блоков: нормативного, учебного, контролирующего (рису-нок 2). В связи с наличием нескольких профилей подготовки внутри направления 08.03.01 «Стро-ительство» на портале ЯГУ СВФУ размещено несколько математических курсов, незначительно отличающихся объемом материалов в учебном и контролирующем блоках. Это также обуслов-лено несходными графиками учебного процесса и необходимостью проведения контрольных ме-роприятий, тестов в разное время.

Рисунок 2 – Главная страница курса в режиме редактирования модулей

Организационные материалы нормативного блока включают: пояснительную записку с ин-струкциями работы с электронным курсом, рабочую программу, положение о балльно-рейтинго-вой системе, список рекомендуемой литературы, новостной форум. Нормативный блок позво-ляет студентам получить полное представление о курсе, тематике модулей, видах учебной дея-тельности, формах и сроках отчетности. Форум позволяет осуществлять коммуникативную связь преподавателей и студентов.

Учебный модуль содержит структурированную учебную информацию, соответствующую рабочей программе: конспекты лекций, электронный вариант учебного пособия для практических занятий, справочный материал.

Несмотря на техническую возможность размещения в СДО Moodle лекций с обратной свя-зью, когда для перехода к следующей теме необходимо выполнить задание, данная функция в рассматриваемых курсах не используется. Этот функционал чаще всего применяется для ди-станционных курсов, рассчитанных для заочной и очно-заочной формы обучения [5]. Студентам очной формы обучения опорные конспекты лекций доступны без ограничений и рассматриваются не только как повторение содержания аудиторных лекций, но и как дополнительный материал для самостоятельного изучения. В кратких конспектах лекций можно найти ответы на вопросы устных коллоквиумов, проводимых во время практических занятий.

Согласно требованиям образовательного стандарта, при реализации основной образова-тельной программы необходимо наличие занятий, проводимых в интерактивной форме, с ис-пользованием мультимедийных технологий. Наличие презентаций по некоторым темам позво-ляет использовать систему Moodle во время лекционных занятий, удельный вес которых соот-ветствует стандарту.

Наличие опорных конспектов лекций в системе Moodle и постоянный доступ к ним позво-ляют решить проблему охвата всего объема учебного материала в условиях сокращения ауди-торных часов. Также при необходимости это позволяет студенту пройти курс по индивидуальной траектории обучения [6].

Наиболее посещаемым и популярным разделом являются «Практические занятия». Каждое практическое занятие содержит краткую теоретическую часть, состоящую из основных формул и определений, блок задач для совместного решения и обсуждения во время практических занятий, блок задач для самостоятельного решения и задач повышенной сложности для реализации идеи дифференцированного обучения. Существует несколько вариантов планирования учебного про-цесса. Можно открывать практические занятия по мере прохождения тем согласно календарно-тематическому плану. Открывая занятия по некоторым темам заранее, можно использовать метод перевернутого обучения. В этом случае аудиторное занятие проходит в форме консультации по тем задачам и вопросам, с которыми студенты не смогли справиться самостоятельно.

Контролирующий модуль содержит: контрольные работы, расчетно-графические работы, вопросы и задачи коллоквиумов, текущие и экзаменационные тесты. Весь учебный материал данного модуля состоит из индивидуальных вариантов. Каждое контрольное мероприятие имеет конкретные сроки (дату и время), за которые оно должно быть выполнено.

Одним из основных инструментов системы Moodle является возможность формирования тестовых заданий. Популярность тестирования обусловлена наличием ряда преимуществ по сравнению с другими традиционными способами контроля и оценки знаний. Среди положитель-ных сторон тестирования необходимо отметить отсутствие субъективизма и возможность за ко-роткое время опросить большое количество обучающихся.

Для настройки тестовых заданий у преподавателя имеются различные возможности управ-ления тестом: синхронизация времени (назначение начала и окончания тестирования, ограниче-ние продолжительности тестирования, установка параметра отправки ответов), установка кате-гории оценки и количества попыток прохождения теста, а также случайного перемешивания во-просов и вариантов ответов, настройки просмотра и т. д. [7]. Информация, получаемая по завер-шении тестирования, в системе Moodle может быть обработана с помощью опций. Вывод ана-лиза верных и неверных ответов на экран позволяет использовать тест не только как контроли-рующий модуль, но и как средство самообразования и самоконтроля. Студент получает объек-тивные данные о своем уровне знаний.

Распределение заданий по категориям в банке вопросов (рисунок 3) позволяет провести тестирование как по определенной теме, так и используя случайную выборку. Комплекты тестов для каждого профиля подготовки формируются и периодически обновляются из единого банка вопросов и соответствуют компетенциям государственного образовательного стандарта, а также разделам и темам учебной программы дисциплины. Банк вопросов содержит около 400 вопросов различной степени сложности.

Основным объектом математических вычислений являются формулы, поэтому при оценке теоретических знаний студента особое внимание надо уделить знанию и пониманию формул. Организация тестовых заданий по математическим дисциплинам имеет ряд особенностей. Во-первых, система Мoodle не предусматривает возможности ввода математической формулы с по-мощью клавиатуры в качестве ответа на тестовое задание. Это налагает ограничение на исполь-зование формы вопроса с открытым ответом. Во-вторых, математические выражения и формулы в систему Moodle вводятся с использованием текстового редактора TeX (рисунок 4).

Рисунок 3 – Банк тестовых вопросов по категориям

Накопленный опыт позволяет указать на неудобную работу с единым банком вопросов для нескольких курсов одновременно. Периодическое обновление единого банка вопросов, располо-женного внутри одного из курсов, влечет трудоемкую работу по переносу базы в остальные курсы. Восстановление резервной копии требует предварительного удаления предыдущей версии. При этом в системе нет функции удаления нескольких или всех категорий вопросов за один раз.

Рисунок 4 – Окно редактирования вопросов теста командами TeX

Таким образом, несмотря на некоторые недостатки, использование системы Moodle в об-разовательном процессе высшей школы обеспечивает его эффективность за счет перераспре-деления учебного времени в пользу активных форм обучения, повышения объема самостоятель-ной работы (на примере изучения курса математики). Анализ учебной деятельности указывает на то, что наиболее эффектным методом обучения можно считать технологию смешанного обу-чения, заключающуюся в сочетании электронного обучения с традиционными учебными пособи-ями и реальным взаимодействием преподавателя и студента.

Необходимо отметить, что активное использование Moodle требует организационной ра-боты. Даже при готовых методических материалах по дисциплине техническая работа по их внед-рению в систему требует значительных временных и трудозатрат на начальном этапе.

Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод о том, что интеграция традиционной формы обучения и дистанционных технологий в организации учебного процесса способствует формированию математической компетентности студентов.

Ссылки:

1. Официальный сайт системы дистанционного обучения Moodle [Электронный ресурс]. URL: http://moodle.org (дата обращения: 27.12.2018).

2. Шурыгин В.Ю., Краснова Л.А. Организация самостоятельной работы студентов при изучении физики на основе исполь-зования элементов дистанционного обучения в LMS Moodle // Образование и наука. 2015. № 8 (127). C. 125–139.

3. Amandu G.M., Muliira J.K., Fronda D.C. Using Moodle E-learning Platform to Foster Student Self-Directed Learning: Expe-riences with Utilization of the Software in Undergraduate Nursing Courses in a Middle Eastern University // Procedia – Social and Behavioral Sciences. 2013. Vol. 93. P. 677–683. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.09.260.

4. Якутский глобальный университет СВФУ [Электронный ресурс]. URL: http://yagu.s-vfu.ru (дата обращения: 27.12.2018). 5. Применение системы Moodle при очной, очно-заочной и заочной формах обучения [Электронный ресурс] / А.В. Керт-

ман, Т.М. Крутская, О.А. Полунина, Н.А. Старцева, Н.В. Шальнева // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 3. URL: http://www.science-education.ru/article/view?id=26493 (дата обращения: 27.12.2018).

6. Caputi V., Garrido A. Student-oriented Planning of E-learning Contents for Moodle // Journal of Network and Computer Applications. 2015. Vol. 53. P. 115–127. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2015.04.001.

7. Александрова Н.А., Пигузов А.А. Опыт применения системы дистанционного обучения Moodle в преподавании дис-циплин учебного плана студентам направления обучения «Менеджмент» // Вестник Костромского государственного университета. Серия: Педагогика. Психология. Социокинетика. 2016. Т. 22, № 1. С. 159–162.

References:

Aleksandrova, NA & Piguzov, AA 2016, ‘Moodle Online Learning System in Teaching Curriculum Subjects to Students Ma-joring in Management’, Vestnik Kostromskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pedagogika. Psikhologiya. Sotsiokinetika, vol. 22, no. 1, pp. 159-162, (in Russian).

Amandu, GM, Muliira, JK & Fronda, DC 2013, ‘Using Moodle E-learning Platform to Foster Student Self-Directed Learning: Experiences with Utilization of the Software in Undergraduate Nursing Courses in a Middle Eastern University’, Procedia – Social and Behavioral Sciences, vol. 93, pp. 677-683. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.09.260.

Caputi, V & Garrido, A 2015, ‘Student-oriented Planning of E-learning Contents for Moodle’, Journal of Network and Computer Applications, vol. 53, pp. 115-127. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2015.04.001.

Kertman, AV, Krutskaya, TM, Poluninа, OA, Startseva, NA & Shalneva, NV 2017, ‘The Use of Moodle during Intramural, Intra- and Extramural, Extramural Studies’, Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya, no. 3, viewed 27 December 2018, <http://www.science-education.ru/article/view?id=26493>, (in Russian).

Official website of Moodle E-learning Platform 2018, viewed 27 December 2018, <http://moodle.org>, (in Russian). Shurygin, VYu & Krasnova, LA 2015, ‘Organization of Students’ Independent Work in Studying Physics Based on Distance

Learning Technology in LMS MOODLE’, Obrazovaniye i nauka, no. 8 (127), pp. 125-139, (in Russian). Yakutsk Global University: North-Eastern Federal University 2018, viewed 27 December 2018, <http://yagu.s-vfu.ru>, (in

Russian).