Организационно-методические вопросы разработки и эксплуатации электронных курсов в педагогическом вузе (на примере электронного курса "программирование на Python")

педагогические Горбатов Сергей Васильевич, Добудько Александр Валерьянович, Добудько Татьяна Валерьяновна и другие

науки ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ...

УДК 378.14

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ КУРСОВ В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ

© 2017

Горбатов Сергей Васильевич, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры «Информатики, прикладной математики и методики их преподавания» Добудько Александр Валерьянович, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры «Информатики, прикладной математики и методики их преподавания» Добудько Татьяна Валерьяновна, доктор педагогических наук, профессор, профессор кафедры «Информатики, прикладной математики и методики их преподавания» Пугач Ольга Исааковна, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры «Информатики, прикладной математики и методики их преподавания» Самарский государственный социально-педагогический университет

Аннотация. Профессия педагога в России - одна из самых массовых: более 5 млн. человек заняты в системе образования. Свыше 400 вузов ведут подготовку будущих учителей. Такой масштаб априори предполагает необходимость оптимизации процессов: минимизации расходов, унификации стандартов, разработки типовых учебно-методических комплексов, широкого внедрения различных средств автоматизации в учебный процесс. Вместе с тем бессистемное использование электронных образовательных ресурсов зачастую вызывает обоснованный протест со стороны коллективного педагогического субъекта, а анализ образовательной практики позволяет констатировать снижение качества образования. Необходимость разрешения противоречия между финансовой оптимизацией учебного процесса посредством внедрения электронных курсов и сохранением (и повышением) качества подготовки будущих учителей обусловило актуальность данного исследования. В нем предпринята попытка сформулировать основные организационно-методические условия разработки и эксплуатации электронных курсов для подготовки учителей в педагогическом вузе.

Ключевые слова: педагогическое образование, подготовка бакалавров, электронный образовательный ресурс, высшее образование, дистанционное обучение, смешанное обучение, подготовка учителей, повышение квалификации, программирование в школе, задачи школьной информатики, подготовка к ЕГЭ, программирование на Python.

ORGANIZATIONAL-METHODOLOGICAL ISSUES OF DEVELOPMENT AND EXPLOITATION OF E-LEARNING IN A PEDAGOGICAL UNIVERSITY

© 2017

Gorbatov Sergei Vasilevich, candidate of pedagogical sciences, associate professor of the Chair of «Computer science, Applied Mathematics and Teaching Methods» Dobudko Alexandr Valeryanovich, candidate of pedagogical sciences, associate professor of the Chair of «Computer science, Applied Mathematics and Teaching Methods» Dobudko Tatyana Valeryanovna, doctor of pedagogical sciences, professor of the Chair of «Computer science, Applied Mathematics and Teaching Methods» Pugach Olga Isaakovna, candidate of pedagogical sciences, associate professor of the Chair of «Computer science, Applied Mathematics and Teaching Methods» Samara State University of Social Sciences and Education

Abstract. The profession of a teacher in Russia - one of the most popular: more than 5 million people are employed in the education system. Over 400 universities are preparing future teachers. This scale assumes a priori the need for process optimization: minimize costs, harmonization of standards, development of standard teaching materials, wide-scale implementation of automation in the learning process. However, haphazard use of e-learning resources often causes a reasonable protest from the collective pedagogical subject, and the analysis of educational practice allows us to conclude the decline in the quality of education. The need to resolve the contradiction between the financial optimization of educational process through introduction of e-learning and maintaining (and improving) the quality of training of future teachers led to the relevance of this study. It attempts to formulate the basic organizational and methodological conditions for the development and operation of electronic courses for training teachers at pedagogical universities.

Keywords: teacher education, training, electronic educational resources, higher education, distance learning, blended learning, teacher training, professional development, programming in school tasks school of computer science, preparing for the exam, programming in Python.

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Профессия педагога в России - одна из самых массовых: более 5 млн. человек заняты в системе образования [1], свыше 400 вузов ведет подготовку будущих учителей. При этом качество современного российского педагогического образования достаточно часто вызывает справедливые нарекания как со стороны студентов, так и со стороны работодателей - директоров образовательных учреждений, органов управления образованием, школьников и их родителей. В числе прочих факторов, обуславливающих неэффективность подготовки учителя (недостаточный объем финансирования, и, как следствие, увеличение нагрузки преподавателей; постоянно изменяющиеся стандарты высшего и среднего образования, низкий престиж педагогической профессии, слабая подготовка абитуриентов) зачастую выступает недоста-

точный уровень зрелости электронной образовательной среды педагогического вуза. Потенциал совершенствования электронной образовательной среды в отдельных его аспектах частично рассмотрен в современных педагогических исследованиях [2-8]. Так, в работе [5] авторы интерпретируют понятие информационно-коммуникационной образовательной среды как совокупность субъектов и объектов образовательного процесса, призванных обеспечить эффективную реализацию современных образовательных технологий. При этом С.В. Зенкина, В.М. Трембач постулируют возможность обеспечить средствами ИКТ индивидуализацию учебного процесса, адаптивность его к возможностям, способностям и интересам обучаемых [5]. З.В. Архипова в работе [6] оперирует термином «единое информационное пространство вуза» (совокупность методических, технических и телекоммуникационных средств для обеспечения доступа к

Gorbatov Sergei Vasilevich, Dobudko Alexandr Valeryanovich, Dobudko Tatyana Valeryanovna and others pedagogical

ORGANIZATIONAL-METHODOLOGICAL ISSUES OF DEVELOPMENT AND EXPLOITATION ... sciences

информационным ресурсам вуза с учетом прав доступа пользователя) [6] и анализирует вопросы экономической эффективности от внедрения технологических инноваций и т.д. Тем не менее, контент-анализ литературы позволяет констатировать отсутствие комплексного решения проблем формирования и развития электронного образовательного пространства педвузов, учитывающего социально-экономические, организационно-управленческие, технологические (аппаратно-программные) и методические аспекты указанного феномена.

В рамках общей проблемы выявления организационных условий формирования и разработки подходов к созданию единого, целостного электронного образовательного пространства педагогических вузов России и будут решаться задачи данной статьи.

Методология данного исследования неразрывна связана с парадигмой компетентностного образования (И.А. Зимняя, Н.В. Кузьмина, А.К. Маркова, А.В. Хуторской) и общей теорией обучения (С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.А.Сластенин,). Важную роль играет и технологический подход к методическому проектированию, представленный в работах В.П. Беспалько, В.М. Монахова, Г.К. Селевко, отдельные положения в сфере проектирования электронных образовательных ресурсов (В.Н. Лаврентьев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер). Коррелирует с разрабатываемой проблемой и ряд диссертационных исследований, среди которых отметим работу О.В. Насс «Формирование компетентности педагогов в проектировании электронных образовательных ресурсов в контексте обновления общего среднего и высшего образования» [7], содержащую развернутую модель проектирования электронных образовательных ресурсов.

Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на которых обосновывается автор; выделение неразрешенных раньше частей общей проблемы.

Среди объектов электронного образовательного пространства педагогического вуза одно из важнейших мест занимают электронные курсы: авторские разработки преподавателей или внешние, доступные для студентов. Различные аспекты разработки и применения в учебном процессе электронных курсов достаточно широко представлены в актуальных исследованиях.

Так, в работе [8] Ф.О. Каспаринский и Е.И.Полянская рассматривают требования к электронным курсам в контексте реализации компетентностного подхода и предлагают методическое и технологические решение: распределять все учебные материалы по модулям в соответствии с параграфами и динамически связывать их с предметными областями, уровнями образования и компетенциями. Заметим, что технологическая возможность такого связывания присутствует у ряда современных систем управления обучением (ЬМБ), однако за рамками публикации [8] остается вопрос о стоимости подобного регулярного пересмотра огромных объемов учебного материала.

Организационные методы и дидактические принципы разработки электронного курса рассмотрены в работе [9]. По результатам анализа зарубежного опыта формулируется вывод о преимуществах смешанной формы обучения. При этом авторы подчеркивают, что «чем сложнее курс, тем меньше будет его электронная часть» и «перевод учебного материала в электронный формат не влечет автоматическую реструктуризацию педагогического компонента» [9]. Также выдвигается предположение о том, что смешанное (с элементами дистанционного) обучение может способствовать автономии обучаемых в учебной деятельности, что немаловажно в контексте нашего исследования.

Вопросам организации самостоятельной работы студентов на основе массовых открытых онлайн-курсов (МООС) посвящена работа [10]. Анализируя их достоинства и недостатки, соответствие учебным программам при помощи авторской методики оценки потенциала 282

МООС, авторы показывают, что лишь 17,6% платформ, размещающих англоязычные курсы (edX, coursera и др.) могут быть использованы в самостоятельной работе при обучении студентов IT-специальностей [10].

Проектирование электронного учебного курса с учетом «зоны ближайшего развития» студента подробно рассмотрено в работах [11] и [12]. Рассматривая задачу массового обучения студентов инженерных направлений, авторы разработали метрический компетентност-ный формат и соответствующее ему технологическое решение (Python+Django). Основой служит дидактическая спираль, авторы выделяют четыре ее витка - уровня сложности [12].

Формирование целей статьи (постановка задания).

Цель данной статьи - выявить основные организационно-методические условия разработки и эксплуатации электронных курсов для подготовки учителей в педагогическом вузе. В качестве модельного примера (иллюстрации) будет использоваться курс программирования на языке Python. Отметим, что вопрос целесообразности изучения языка Python в общеобразовательной школе подробно обсуждался в работах [13]-[16]. Включение Python в языки выбора для решения задач государственной итоговой аттестации де-факто потребовало разработки соответствующих курсов для подготовки будущих учителей информатики. Электронный курс будем рассматривать как неотъемлемый элемент единого электронного образовательного пространства педагогических вузов. Исследование на данном этапе ведется методом индукции, на основе анализа современной образовательной практики.

Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов.

Так как электронный курс - не только учебно-методический ресурс, но и разновидность программного обеспечения, процесс его проектирования целесообразно начинать рассматривать не с целей, а с определения заказчиков и потенциальных пользователей (групп пользователей). Среди заказчиков, по аналогии с автором работы [17], выделим государство (оно выступает в двух аспектах - как обеспечивающее прямое бюджетное финансирование вуза и как будущий работодатель - в лице администраций школ, гимназий, учреждений дополнительного образования), студентов и родителей (внебюджетной формы обучения), негосударственные образовательные учреждения, смежные отрасли (интересами двух последних можно пренебречь). К потенциальным пользователям традиционно относят студентов и преподавателей, однако курс может представлять интерес и для практикующих учителей, а некоторые его элементы - для школьников или учащихся СПО. Для анализа потенциальных пользователей могут быть полезны как традиционные методы (анкетирование, интервью, построение модели выпускника/учителя), так и современные (на основе квалификационных характеристик специалиста, парадигмы специалиста [17]). Ключевыми на первом этапе являются вопросы:

1. Согласованы ли интересы различных заказчиков, и, если нет - возможно ли их согласование?

2. Обеспечена ли мотивация пользователей к использованию электронного курса?

3. Как вести разработку курса - в рамках одной дисциплины, вуза, всей системы педагогических вузов?

Последующие этапы достаточно стандартны - определение целей курса, структуры электронного курса, отбор содержания, выбор методов и технологий обучения и построения индивидуальной образовательной траектории, разработка комплекса оценочных средств, внедрение и эксплуатация.

Полагаем, что разработка электронного курса будет эффективной при соблюдении ряда организационно-методических условий.

1. Согласованности, что, как сказано выше, подразумевает согласование требований к электронному Baltic Humanitarian Journal. 2017. Т. 6. № 4

педагогические науки

Горбатов Сергей Васильевич, Добудько Александр Валерьянович, Добудько Татьяна Валерьяновна и другие ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ...

курсу со стороны основных субъектов (заказчиков и пользователей). Продемонстрируем, как могут различаться требования на примере электронного курса «Программирование на Python». Администрация вуза, как правило, заинтересована в быстром и дешевом внедрении, что часто предполагает использование одного из существующих общедоступных курсов (пример - https:// stepik.org/course/67/). Преподаватель заинтересован в сохранении учебной нагрузки (уменьшающейся при использовании внешних курсов). Студент - в учебном материале в интересной форме, а будущий работодатель

- в квалифицированном, но не слишком (иначе уйдет работать программистом) специалисте. Если интересы не будут согласованы, то вместо учебного процесса будет лишь его имитация: курс слишком сложен для среднего студента педвуза, но его контрольные задания не имеют вариантов и решения могут быть найдены в Интернете.

2. Осознанности, которая интерпретируется как понимание всеми заинтересованными сторонами целей и задач разработки и внедрения в учебный процесс электронного курса. Со стороны преподавателя осознанность достигается за счет четкого понимания преимуществ такой формы работы - экономия времени, простота контроля и организации самостоятельной работы студентов. Со стороны студента преимуществами могут быть автономность [9], объективность контроля, и, при некоторых дополнительных условиях - мобильность. В отношении внешних электронных курсов вопрос достаточно подробно рассмотрен в работе [18]. Другим аспектом осознанности выступает понимание всеми субъектами места электронного курса в смешанном обучении, его ограниченных возможностей. В частности, при изучении программирования на Python будущий учитель должен не только решать задачи и выполнять тестовые задания, но и уметь объяснять ход рассуждения, решения, пользоваться средствами визуализации хода выполнения программы, рисовать схемы и блок-схемы, строить множество тестовых примеров. Часть указанных навыков не может быть сформирована и проверена исключительно в рамках электронного курса.

3. Открытости. В контексте целей исследования условие открытости имеет два аспекта. Первый - доступность курса максимально возможному количеству заинтересованных пользователей. Второй - сотрудничество с внешними (по отношению к разработчикам) пользователями в процессе разработки и использования курса. Для педагогических вузов внешними заинтересованными пользователями могут быть школьные учителя, преподаватели системы повышения квалификации, работники среднего профессионального образования. Их независимая оценка материалов курса, вопросы, позволяют выявить те блоки теоретического материала, задания и задачи, которые могут вызвать сложности у обучающихся. Выбор разработчиков (преподаватель

- межкафедральная рабочая группа - лаборатория или ведущий вуз) также должен осуществляться с учетом условия открытости: чем выше уровень разработчиков электронного курса, тем, как правило, выше его качество, но ниже соответствие уровню подготовки конкретных студентов.

4. Актуальности. Под актуальностью мы здесь понимаем не только соответствие содержания курса современному состоянию науки и техники [21], но и соответствие целей и задач курса текущему и прогнозируемому рынку труда [20], [21]. Иным аспектом актуальности, при использовании внешних курсов, выступает формирование списка рекомендованных курсов. (Примечание. Если вуз практикует учет прохождения внешних курсов при вычислении рейтинга студента, то система рекомендаций может быть достаточно сложной и включать, например, черный список «мусорных» сертификатов).

5. Опережающего развития (технологического). Вопрос выбора платформы для электронного курса [22], а также вспомогательных средств обучения [23], [24] до-

статочно хорошо изучен. Пятое условие постулирует, что при выборе технологической платформы следует руководствоваться не только текущими функциональными требованиями, но и теми задачами, которые электронный курс будет решать на следующем этапе развития.

6. Модульности, которая обеспечивает универсальность и профессиональную направленность курса, а также достижение метакомпетентностных образовательных результатов [8].

7. Адаптивности, под которой в данном случае понимается применение современных технологий (метрики, принцип «зоны ближайшего развития», нейронные сети, машинное обучение) для построения оптимальной образовательной траектории студента [11], [12], [25]. К этому же условию относится экстенсивное использование внешних образовательных ресурсов (https://proglib. io/p/27-puzzle-websites-to-sharpen-your-skills/) для способных студентов, заинтересованных в углубленном изучении программирования.

8. Непрерывности тестирования. Здесь мы постулируем необходимость постоянного стороннего (не разработчиком!) тестирования и экспертного оценивания материалов курса. Трудоемкость разработки электронного курса по программированию не в последнюю очередь связана с тем, что необходимо проверить работоспособность всех включаемых примеров, фрагментов кода, корректность (в текущей версии программного обеспечения) ответов на тестовые задания. Для Python, имеющего несколько параллельно поддерживаемых и используемых версий, это особенно актуально.

9. Версионности. Как правило, в процессе эксплуатации электронного курса обновления представляют собой компромисс между двумя крайностями - статичным, неизменным курсом (полный аналог бумажного учебника) и постоянно обновляемой и дополняемой динамической системой. С нашей точки зрения, оптимальной выступает стратегия регулярного (раз в месяц, квартал, семестр, год) обновления-перехода на следующую версию. Такой подход, с одной стороны, обеспечивает необходимую стабильность, с другой - позволяет корректировать найденные ошибки, вносить изменения и дополнения.

10. Рентабельности. Это условие понимается прежде всего в экономическом ключе. Затраты на разработку курса со стороны преподавателя должны окупаться либо дополнительным финансированием. Немалую роль в случае программирования в реализации данного условия играет использование сервисов для автоматизированной проверки программного кода (например, https:// ejudge.ru).

Выводы исследования и перспективы дальнейших изысканий данного направления.

Разработка и внедрение качественного, эффективного электронного курса в систему смешанного обучения -сложный процесс. Контент-анализ педагогической литературы, анализ образовательной практики позволил выявить необходимые организационно-методические условия создания электронного курса. Сформулированные теоретические положения в дальнейшем планируется подтвердить социологическими, статистическими методами и обобщить на проблему разработки электронного образовательного пространства педагогических вузов России. Практическая апробация планируется при разработке электронного модуля «Программирование в школе: Python3.6» на платформе LMS Moodle.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Индикаторы образования: 2017: статистический сборник / Н.В.Бондаренко, Л.М.Гохберг, И.Ю.Забатурина и др.; Нац.исслед. ун-т «Высшая школа экономики». - М.: НИУ ВШЭ, 2017. - 320 с.

2. Аниськин В.Н., Аниськин С.В., Галиева Е.В., Добудько Т.В. Модель холистичной интеллектуальной обучающей системы на базе компьютера и компьютерных сетей / В сборнике: Актуальные проблемы естественнонаучного и математического образова-

Gorbatov Sergei Vasilevich, Dobudko Alexandr Valeryanovich, Dobudko Tatyana Valeryanovna and others

ORGANIZATIONAL-METHODOLOGICAL ISSUES OF DEVELOPMENT AND EXPLOITATION .

pedagogical sciences

ния. Материалы Международной научно-практической конференции. - Самара, 2016. - С. 130-136.

3. Горбатов С.В., Добудько А.В., Добудько Т.В. Автоматизация контроля уровня сформированности компетенций бакалавров прикладной информатики с использованием средств электронной информационно-образовательной среды / В сборнике: Информационные технологии в социальной сфере. Материалы IV Международной заочной научно-практической конференции. - Самара, 2016. С. 3-18.

4. Богословский В.И., Аниськин В.Н., Горбатов С.В., Добудько А.В., Добудько Т.В. Технология концентрированного обучения студентов в холистичных компьютерных аудиториях единой электронной информационно-образовательной среды педагогического вуза / Самарский научный вестник. - 2017. - Т. 6. -№ 3 (20).

- С. 263-270.

5. Зенкина С.В., Трембач В.М. Некоторые подходы к представлению действительности для решения задач обучения специалистов в современной образовательной среде // Открытое образование. - 2014. - №4. - С. 39-49.

6. Архипова З.В. Современные информационно-телекоммуникационные системы как фактор повышения конкурентоспособности высших учебных заведений // Известия БГУ. - 2014. - №1. - С. 126-130

7. Насс О.В. Формирование компетентности педагогов в проектировании электронных образовательных ресурсов в контексте обновления общего среднего и высшего образования: дисс. ... доктора пед. наук. - М., 2010. - 404 с.

8. Каспаринский Ф.О., Полянская Е.И. Адаптация ресурсов дистанционного обучения к компетентностному формату // Открытое образование. 2014. №4. С. 11-19.

9. Аксенова Н. В., Диденко А. В. Эффективные методы и подходы для разработки электронного курса // Профессиональное образование в России и за рубежом.

- 2016. - №2 (22). - С. 108-114.

10. Дацун Н.Н., Уразаева Л.Ю. Организация самостоятельной работы IT-студентов на основе массовых открытых онлайн курсов // Преподаватель XXI век. - 2015.

- №4. - С. 87-103.

11. Нуриев Н.К., Старыгина С.Д., Ахметшин Д.А. Дидактическая инженерия: проектирование программного обеспечения техногенной социально-образовательной среды вуза // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - №24. - С. 109-113.

12. Нуриев Н.К., Старыгина С.Д., Ахметшин Д.А. Дидактическая инженерия: проектирование электронного учебного курса с учетом «зоны ближайшего развития» студента // ОТО. - 2016. - №1. - С. 558-566.

13. Поляков К.Ю. Язык Python глазами учителя // Информатика. - 2014. - № 9. - С. 4-16.

14. Поляков К.Ю. Язык Python: избранные алгоритмы. Часть 1 // Информатика. - 2014. - № 9. - С. 18-26.

15. Поляков К.Ю. Язык Python: избранные алгоритмы. Часть 2 // Информатика. - 2014. - № 10. - С. 18-25.

16. Васильев Д.А. Методические особенности изучения языка Python школьниками // Символ науки. - 2017.

- №1. - С.170-172.

17. Артюхин В.В., Семёнов И.А. Обучение программистов: подход на основе парадигмы специалиста // Прикладная информатика. - 2012. - №1 (37). - С. 57-66.

18. Меренков А.В., Сущенко А.Д. Потребности студентов вузов в дополнительном образовании: особенности формирования и реализации // Вопросы образования. - 2016. - №3. - С. 204-223.

19. Попов А.И., Поляков Д.В. Проектирование содержания обучения при подготовке студентов вуза к разработке программного обеспечения // Ped.Rev. - 2016.

- №4 (14). - С. 72-79.

20. Князева Е.В., Попова Г.И. Мобильность педагогического образования на примере обучения языкам программирования // ИСОМ. 2016. №5-1. С. 167-170.

21. Румянцев С.А. Особенности подготовки специ-

алистов исходя из актуальных данных на рынке труда с использованием времясберегаюших психологических технологий // НиКа. - 2012. - Т.2. - С. 441-444.

22. Латыпова В.А. Выбор оптимального способа реализации инструментального средства управления обучением с помощью метода анализа иерархий // ИВД. - 2017. - №2 (45). - С. 45.

23. Голицына И.Н., Афзалова А.Н. Использование облачных вычислений в образовательном процессе // ОТО. - 2014. - №2. - С. 450-459.

24. Моглан Д.В. Развитие компетентности в области объектно-ориентированного программирования у бакалавров направления «Педагогическое образование» в условиях сетевого сообщества // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. - 2015. - №177. - С. 100-105.

25. Белоножко П.П., Белоус В.В., Карпенко А.П., Храмов Д.А. Инструментальные средства для автоматизированной количественной оценки метакомпетенций учащихся. Обзор // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2015. - №10. - С. 498-530.

Статья поступила в редакцию 09.11.2017

Статья принята к публикации 26.12.2017

284

Baltic Humanitarian Journal. 2017. Т. 6. № 4