Продуктивные уровни автоматизации образовательного процесса в условиях информационной образовательной среды

Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 34 (325).

Образование и здравоохранение. Вып. 2. С. 144-148.

Г. И. Кирилова, В. К. Власова

ПРОДУКТИВНЫЕ УРОВНИ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

С позиции регулирования уровня автоматизации выполняемых действий и учёта наиболее продуктивных уровней автоматизации, принятых в избранной профессии, в статье рассматриваются вариативные алгоритмы использования информационно-образовательной среды в учебном процессе, а также раскрываются приоритеты инновационного развития системы профессионального образования.

Ключевые слова: профессиональная школа, продуктивные алгоритмы, образовательная деятельность, информационная среда, электронные образовательные ресурсы.

Уровни автоматизации действий, выполняемых в информационно-образовательной среде. Последовательность действий, составляющая продуктивные алгоритмы использования информационной среды в учебном процессе, имеет операционную основу [1], характерную для определённых исполнителей, в числе которых не только субъекты и группы субъектов образовательной системы, но и включённые в технологичный процесс достижения целей профессиональной школы информационные системы. Эти информационные системы формирутся компьютерными средствами и электронными образовательными ресурсами [2] с определёнными профессионально-проектировочными, образовательными и информационно-аналитическими функциями.

Вариативные алгоритмы мы классифицируем, во-первых, по ведущим функциям, их месту и роли в процессах проектирования, реализации и анализа хода и результатов реализации образовательной системы [3; 4] при использовании информационной среды в учебном процессе:

- алгоритмы проектирования электронных образовательных ресурсов и информационных подсистем образовательного процесса;

- алгоритмы реализации образовательного процесса при эффективном использовании информационной среды, осуществляемом субъектами учебного процесса;

- алгоритмы контроля и анализа результатов образовательного процесса с использованием информационной среды.

Во-вторых, по уровню продуктивной автоматизации выполняемых в информационной среде действий [5]:

- алгоритмы автоматической реализации процессов;

- алгоритмы автоматизированной реализации процессов;

- алгоритмы управления взаимодействиями субъектов, реализующих образовательный процесс при использовании информационной среды.

Совокупность приведённых двух групп оснований отражается в двумерной матричной классификации вариативных алгоритмов использования информационной среды в учебном процессе (см. таблицу).

Данная матричная классификация может быть приведена к линейному виду за счёт выбора в качестве ведущего одного из оснований, соответственно, приоритетного для решений определённой образовательной задачи порядка рассмотрения проблемы. При этом другое основание найдёт отражение в параметрической организации возможных вариативных алгоритмов и последовательности их описания.

Эти уровни продуктивной автоматизации в данном изложении будут детализованы в контексте инвариантной последовательности описаний алгоритмов профессионально-проектировочной, учебной и информационно-аналитической деятельности [6].

Ведущими критериями продуктивного применения в образовательной системе алгоритмов, относящихся к определённому уровню автоматической, автоматизированной или иной реализации процессов, являются:

- целесообразность унифицированного подхода к проектированию, осуществлению и анализу определённого процесса образовательной системы [7; 8];

- возможности соответствующих алгоритмических средств и их разработанность.

Детализация алгоритмических групп продуктивного использования информационной среды в учебном процессе. В соответствии с целесообразными путями реализации проектировочных, образовательных и аналитических про-

Двумерная матричная классификация вариативных алгоритмов использования информационной среды в учебном процессе

Основание классификации Место и роль алгоритмов в образовательном процессе

Проектирование подсистем образовательного процесса Реализация образовательного процесса Контроль и анализ результатов

Уровень автоматизации действий Алгоритмы автоматической реализации процессов Автоматическая реализация проектировочной деятельности и рутинных операций проектирования, перенос проектных решений с использованием жёсткой схемы и др. Автоматическое управление реализацией образовательного процесса, рассылка типовых заданий по заранее заданной или случайной схеме и др. Автоматический контроль валидности, надёжности и диагностической ценности результатов и их рейтингового анализа и др.

Алгоритмы автоматизирован-ной реализации процессов Алгоритмы автоматизированного проектирования компонентов образовательной системы Алгоритмы автоматизированного обучения с использованием электронных учебников и интерактивных образовательных ресурсов Широкий спектр алгоритмов автоматизированного мониторинга, контроля и анализа

Алгоритмы управления взаимодействиями субъектов, реализующих процесс Алгоритмы отражения в проектировании мнений социальных партнёров и заказчиков, в том числе в целевом и содержательном блоках, а также в параметрах и путях их реализации Алгоритмы использования электронных продуктов и создания совместных учебных проектов Алгоритмы формирования опыта совместной проектной, управляющей, аналитической и экспертно-оце-ночной деятельности всех участников обучения, значимой для работы в команде

цессов в информационной среде [9], их местом, ролью и реальными возможностями их автоматической, автоматизированной или иной реализации дадим примерное распределение функций в соответствии с предложенными основаниями классификации алгоритмов.

1. Группа алгоритмов автоматической реализации процессов в образовательной системе предполагает полную передачу функций от человека к компьютерному средству или электронному ресурсу. Наиболее целесообразные из алгоритмов автоматической реализации процессов в образовательной системе описаны ниже по подразделам: алгоритмы автоматической реализации проектировочной деятельности, алгоритмы автоматической реализации образовательного процесса, алгоритмы автоматического контроля и анализа результатов обучения.

1.1. Алгоритмы автоматической реализации проектировочной деятельности включают: алгоритмы реализации электронных учебников на основе стандартных, заранее описанных преподавателем требований, реализацию функций автоматического подбора множества проектных решений и систем требований, применяемых во внешней среде; алгоритмы формирования знаний экспертной системы на базе отобранных вариантов успешных образовательных проектов; алго-

ритмы экспертного тестирования проектируемой системы в типовых, граничных и изменившихся; алгоритмы предпроектной подготовки типовых таблиц, схем и бланков; алгоритмы формализации, манипулирования формальными моделями и осуществления стандартизованных действий по преобразованию формальных моделей; алгоритмы осуществления проектной деятельности по образцу; алгоритмы ассоциативного переноса проектных решений на иную нормативную базу или технологическую платформу; алгоритмы формирования учебной документации и др.

1.2. Алгоритмы автоматической реализации образовательного процесса, в том числе регистрации участников образовательного процесса и рассылки им учебных материалов, автоматического ритмичного предъявления студентам заранее отобранных заданий, автоматического показа видеолекций согласно расписанию занятий, автоматического распределения тематики индивидуальных исследований, в том числе по стохастической схеме и т. п.

1.3. Алгоритмы автоматического контроля и анализа результатов образовательного процесса, в том числе на базе предъявления индивидуальных тестов и сбора ответов на них, проверки корректности ответов с использованием шаблонов правильного ответа и их синтаксического анали-

за; алгоритмы сбора статистической информации о ритмичности учебной деятельности; алгоритмы проверки полноты, валидности, надёжности, диагностической ценности тестовых материалов; алгоритмы проверки корректности учебной документации и проверки её соответствия требованиям образовательного стандарта, построение рейтинговых оценок и др.

2. Группа алгоритмов автоматизации процессов обеспечивает взаимодействие субъектов образовательного процесса и программно-технического устройств в интерактивном диалоге. Эти алгоритмы характеризуются частичной передачей управляющих функций, в их числе алгоритмы автоматизации проектирования, выбора и анализа результативности определённой образовательной траектории в среде электронных ресурсов. В этой группе следует назвать ряд наиболее целесообразных алгоритмов.

2.1. Алгоритмы автоматизированного проектирования компонентов образовательной системы, в том числе интерактивного совершенствования и экспертной оценки схем и бланков, предложенных компьютером; алгоритмы отбора и отбраковки учебного материала; к этой группе также отнесены алгоритмы управляемого создания и интеграции образовательных ресурсов; алгоритмы проектирования систем контроля, в том числе на базе оболочек для составления тестов, а также алгоритмы интеграции образовательных ресурсов (как внешних, так и внутренних); алгоритмы автоматизированного подбора адекватных форм и методов предоставления учебного материала в образовательном процессе, включающие средства диалогового выбора их ведущих параметров; алгоритмы создания и просмотра учебных видеоматериалов, построенные на базе итерационных процедур; алгоритмы проектирования обучения в условиях дистанционных технологий, включающих разработку, выбор и экспериментальную апробацию наиболее эффективных интерактивных моделей реализации диалогового обучения и др.

2.2. Сюда также включены алгоритмы автоматизированного обучения с использованием электронных учебников и интерактивных образовательных ресурсов; алгоритмы, реализующие функции управляемого выполнения учебных действий, в структуре интерактивных лабораторных работ; алгоритмы реализации учебной деятельности с использованием индивидуализированных тренажёрных комплексов; алгоритмы с использованием обучающих игр и др.

2.3. Кроме того, следует отметить широкий спектр алгоритмов автоматизированного мониторинга, контроля и анализа результатов обучения.

3. Алгоритмы взаимодействий в процессе проектирования и реализации педагогической системы. Здесь отражены алгоритмы, дополненные механизмами управления взаимодействия субъектов образовательного процесса, в том числе на этапе учёта мнений социальных партнёров в проектировании педагогической системы, взаимодействий при регулировании самоуправления и взаимоуправления обучением, а также на этапе обеспечения рефлексии и обратной связи.

3.1. На этапе проектирования алгоритмы обеспечения взаимодействий позволяют учитывать мнения социальных партнёров и заказчиков на специалиста в процессе постановки целей образовательного процесса, а также в процессе определения путей их достижения.

3.2. Алгоритмы обеспечения совместной учебной и проектной деятельности субъектов образовательного процесса включают организацию их взаимодействий в процессе подготовки, анализа и использования электронных продуктов. Исполнителями таких алгоритмов является человек или группа людей, а результатом их выполнения — созданные в совместной деятельности информационные документы и ресурсы, а также повышение активности и результативности взаимодействия субъектов образовательного процесса.

3.3. Взаимодействия субъектов образовательного процесса на этапах самооценки и взаимной оценки текущих и итоговых результатов учебного процесса и образовательной деятельности. Эти взаимодействия осуществляются на базе открытой образовательной среды, в которой информация об учебных результатах и достижениях каждого студента становится доступной всей учебной группе, в таких условиях активизируются алгоритмы взаимообучения и алгоритмы целенаправленной смены ведущих ролевых функций. Всё это позволяет повысить результаты образовательной деятельности и выработать опыт проектной, управляющей, аналитической и экс-пертно-оценочной деятельности всех участников обучения, значимый для подготовки к работе в команде.

Экспериментальная реализация алгоритмов продуктивного использования информационной среды в учебном процессе. Покажем примеры использования информационной среды в учебном процессе, демонстрирующие работу

с учебным материалом, различающимся инновационным характером.

1. Введение в образовательный процесс темы, требующей существенного инновационного поиска,— «Инновационные образовательные ресурсы». В экспериментальном опыте студентам были предложены задания, уровень алгоритмической реализации выполнения которых следует отнести к группе управления взаимодействиями. Во-первых, во взаимодействии друг с другом и с внешней для образовательного процесса средой студенты осуществляли поиск в сети наиболее интересных новых разработок образовательного характера. Во-вторых, давали их описание по предложенной схеме. В результате обработки преподавателем полученного материала был сформирован банк аннотированных инновационных ресурсов.

2. Использование в образовательном процессе результатов инновационного поиска, накопленного в предшествующем опыте преподавания темы. Студентам предлагались задания, соответствующие в основном автоматизированной реализации процессов. Во-первых, был к изучению предложен сформированный в предыдущем опыте банк аннотированных инновационных ресурсов. Во-вторых, результатом работы студентов становится освоение и экспертная оценка инновационных ресурсов в автоматизированном режиме, например, по отработанной в описываемом опыте схеме «3 - 2 - 1» (задать три вопроса, высказать два суждения о достоинствах и недостатках, сделать один общий вывод о перспективах использования). В-третьих, в анкетной форме предлагается оценить уровень разработанности различных аспектов проблемы инновационных информационных ресурсов и внести предложения по их совершенствованию.

3. Использование автоматической подачи материала для преподавания сложившейся учебной темы. В процессе накопления опыта преподавания обозначенной темы учебный материал для автоматической подачи в образовательном процессе достаточно сформирован. В описываемом опыте он включает систематизированный набор инновационных ресурсов, алгоритмов работы с ними, примеры их анализа и пути совершенствования. Студентам, во-первых, предлагается изучить автоматически подаваемый материал. Во-вторых, выбрать определённую совокупность инновационных ресурсов и описать их достоин-

ства и недостатки. В-третьих, осуществить постановку задачи на проектирование собственного ресурса, обладающего обозначенными достоинствами и минимизирующего обозначенные недостатки. В-четвёртых, реализовать собственный ресурс и доказать его конкурентные преимущества.

Результативность выбора продуктивных уровней автоматизации образовательного процесса. Из опыта становится ясно, что более широкое применение сегодня получают автоматизированные алгоритмы, которые нацелены на планирование и выполнение совместной работы в интерактивном режиме, включая алгоритмические блоки достижения целей: а) взаимопомощи и обмена идеями; б) участия в проектах в качестве испытуемого, респондента, эксперта; в) экспертизы и взаимотестирования; г) самооценки сотрудничества; д) принятие субъектом определённой роли; е) мониторинг вклада в подготовленный продукт; ж) ранжирование приоритетов; з) оценки эффективности разработок.

В соответствии с актуальными уровнями автоматизации и их экспериментальной проверкой выявлены значения ряда показателей сравнительной эффективности алгоритмов взаимодействия субъектов системы профессионального образования. В экспериментальном опыте установлено, что готовность к передаче функций преподавателя информационной образовательной среде проявляют более 75 % преподавателей. Это связано с тем, что рутинные функции позволяют реализовать лишь 10 % содержания образовательной программы, а занимают в работе преподавателя более 80 % времени.

В экспериментальном опыте нам удалось направить освободившееся время для организации творческого решения проблем и оказания консультативной помощи в выборе путей и способов их решения.

Таким образом, для каждого типа алгоритмов вскрыты особенности, связанные с современным развитием общества, информационной науки, производства и образования.

Список литературы

1. Кирилова, Г. И. Развитие и саморазвитие информационной образовательной среды профессионального образования / Г. И. Кирилова // Образовательные технологии и общество (Educational Technology&Society). 2012. Т. 15, № 3. С. 358-368.

2. Власова, В. К. Алгоритмы мониторинга и контроля учебного процесса в условиях электронных образовательных ресурсов / В. К. Власова, Г. И. Кирилова // Качество. Инновации. Образование. 2012. № 7. С. 36-40.

3. Васильева, Е. С. Организация самостоятельной работы при подготовке специалистов по информационно-ориентированным специальностям / Е. С. Васильева // Казан. пед. журн. 2008. № 7. С. 97-100.

4. Михайлов, В. Ю. О функциях преподавателя в условиях применения электронных образовательных ресурсов / В. Ю. Михайлов, О. Н. Волик, П. В. Пшеничный // Казан. пед. журн. 2009. № 6. С. 89-98.

5. Морина, О. В. Методическое обеспечение самоконтроля результатов вычислений в интерактивной среде технических расчётов / О. В. Мори-на // Казан. пед. журн. 2011. № 5. С. 108-111.

6. Калимуллин, А. М. Профессиональная ориентация школьников: состояние проблемы и пути решения / А. М. Калимуллин, В. Л. Виноградов // Образование и саморазвитие. 2012. № 6. С. 148155.

7. Михайлов, В. Ю. Современные методы моделирования педагогических систем / В. Ю. Михайлов, Г. И. Кирилова, В. К. Власова // Качество. Инновации. Образование. 2009. № 7. С. 2-8.

8. Власова, В. К. Построение объектно-ориентированных и логико-математических моделей педагогических систем / В. К. Власова, Г. И. Кирилова, В. Ю. Михайлов // Сиб. пед. журн. 2009. № 3. С. 66-74.

9. Разинков, Е. В. Скрытая передача информации с использованием границ объектов / Е. В. Разинков, Р. Х. Латыпов // Учён. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2007. Т. 149, № 2. С. 128-137.