Интегральная парадигма дистанционного обучения языкам программирования

Интегральная парадигма дистанционного обучения языкам программирования

И.Ю. Баженова, ЛиЬа|епоуа@гашЫег. гщ

МГУ им. М.В.Ломоносова,

Система подготовки специалистов в области информационных технологий включает изучение различных языков программирования. В настоящий момент парадигма образования становится все более ориентирована на организацию когнитивной деятельности студента. Для реализации такого подхода требуется применять различные формы представления знаний. Одним из направлений представления знаний студентам является использование технологий дистанционного обучения.

Термин дистанционное обучение (ДО) интегрирует совокупность технологий, используемых для представления студентам основного объема изучаемого контента.

Дистанционное обучение может происходить в двух режимах:

• синхронном, что включает интерактивное взаимодействие обучаемых и преподавателей и реализацию контролирующих действий за процессом обучения;

• асинхронном, в котором предоставляется возможность доступа к образовательному контенту и возможность самостоятельной работы по освоению изучаемого материала.

Программные средства, поддерживающие реализацию синхронного режима обучения, должны обеспечивать возможность одновременного присутствия в обучающей системе преподавателя и студента. Для реализации асинхронного режима достаточно поддерживать реализацию контроля за процессом обучения, выполняемого преподавателем параллельно действиям студента.

Программное обеспечение, используемое для реализации систем дистанционного обучения, подразделяется на ряд категорий (рис. 1.).

Наиболее продвинутые системы ДО поддерживают все три основных составляющих: - ЬМ8+ СМ8+ ЬСМ8.

Применение технологий е-1еагт^ позволяет решать в совокупности или по отдельности следующие задачи:

• самостоятельная работа с электронными материалами, с использованием ПК, КПК или мобильного телефона:

• получение консультаций, советов, оценок у удалённого преподавателя, возможность дистанционного взаимодействия;

• создание распределённого сообщества пользователей, ведущих общую виртуальную учебную деятельность;

• своевременная круглосуточная доставка электронных учебных материалов;

• стандарты и спецификации на электронные учебные материалы и технологии, дистанционные средства обучения;

• возможность развивать учебные веб-ресурсы;

• возможность в любое время и в любом месте получить современные знания, находящиеся в удаленной точке мира;

• доступность высшего образования лицам с особенностями психофизического развития.

Авторизированное ПО, разрабат ываемое под конкретную задачу

Системы управления обучением

Системы управления контентом

Системы управления учебным контентом

Рис.1. ПО для реализации систем ДО

Технологические решения, используемые для систем e-learning, базируются на следующих основных стандартах обмена учебным контентом:

• HTML

• AICC

• SCORM (Sharable Content Object Reference Model).

Стандарты AICC и SCORM определяют формат представления контента и формат файлов, описывающих конкретный контент. Применение этих стандартов облегчает процесс обмена контентом для систем дистанционного обучения, совместимых с AICC или SCORM.

К наиболее распространенным системам LMS и LCMS можно отнести следующие системы:

• Moodle - оболочка для создания системы управления учебным контентом и обучением. Система позволяет использовать учебный материал, представленный в международном стандарте SCORM.

• Sakaii - оболочка для создания системы управления учебным контентом и обучением.

• WebTutor - система дистанционного обучения. Система позволяет использовать учебный материал, представленный в основных меж-

дународных стандартах, в том числе и использование видео и аудио фрагментов.

• CourseLab - редактор для создания интерактивных учебных материалов, представленных в международных стандартах. Продвинутые системы дистанционного обучения формируют базу

знаний, которая решает как задачу управления учебными материалами, так и является источником для анализа уровня освоения знаний.

Занятия при дистанционном обучении могут иметь различные формы, включающие телеконференции, дистанционные лекции, доступ к удаленному контенту, выполнение заданий и тестов, занятия, осуществляемые с использованием чат-технологий; и т.п.

Интегральный подход к дистанционному обучению предполагает возможность одновременного использования нескольких технологических решений, что позволяет дать обучаемому более полный спектр возможностей по овладению требуемым контентом.

Так автором для обучения объектно-ориентированным языкам программирования были использованы следующие технологические решения:

1. Дистанционное размещение текстового контента с применением ПО Moodle.

2. Дистанционное размещение слайд-шоу, иллюстрирующих работу в различных системах программирования. .

3. Дистанционное размещение тестовых и зачетных заданий.

4. Дистанционное размещение локального авторизированного ПО «Изучаем C++», «Изучаем Java» и «Изучаем Pascal» (рис 1.) - программного обеспечения, позволяющего выполнять изучение контента, проводить тренинги и сохранять результаты тестирования.

Основной составляющей системы дистанционного обучения является наличие удаленного контента в LCMS-системах.

Дистанционное размещение контента с применением ПО Moodle включает следующие разработанные автором учебные курсы:

• Введение в языки программирование

• Системы программирования

• Java технологии.

На рис. 2 представлено окно редактирования учебного контента для курса Введение в языки программирование.

Технология построения дистанционного образования, основанная на использовании ПО Moodle, позволяет автору учебного контента представлять материалы в любом стандарте обмена учебными материалами, включая и HTML.

Важной особенность применения системы Mood1e является возможность создания различных категорий тестовых заданий, начиная от простого выбора варианта до просмотра преподавателем задания, выполненного обучаемым.

НИИ

ЕК » ВвгдЯП <Ц|Г»ркпда.-гъеясрвпр .. V 1 I

Люди 3 »ги П УШКЧ ТЕМ Новостной форум

да >-.->ст,,„ Ж НОВОСТО* форуи Наступающие события

Элементы курса Т*и» ' Г»;ты» "»Ты хз«»я 5. Г »ГЦ ТЯЛш «ГШ ат*и п

3 =*:уреы 1 Последние действия

за «ору«

Поиск по форумам 2 Т*и» 2 Г»г1«ае-к4 тип« еа--ю; ^<1 С" Структуре, Мам*»» г юплиц^у ^ Прямой)«* тип» >1иЧ С" Струве». Маес/в» г апглцгг

[ пи*».«-. 1

[ ПРЯМНОТЬ ] РаМЯфкЮЫЙ ПвИМф Управление г V» 3. Прсюмшм т»«* £»--.« 'йш С++. Мморм г уаитга ¡5. ПрОМвОС"»* ТУП» а»НЖК ,»3%"Я С++. Ммскм и уомтел* а

г", Р*Да С?Г»ЫТ| К -зг-а.;"« :•:.-.• 4 "»1 4 Промводн»*тип« и»»« Мма С++. Структуры, ебмйг 1* ¡Л Прокившм ся*щ/к >м(1 С++. Струаур*. сбъымммр г пермивпвик*. п

я о*»** 1ф Груш* ц> ршдом во4ста>-о»и'» 4 .'•ост 3 1 Вопросе & >.ч £ Струстудооит* -у* да-н«« »»а гли ¡^ Струстургеоы»»* -гг., дарршх мыа Рама И1*7 п

$ б. С++. Кпаосш. Сйкч-ц Т|Т». С++. Кпазсш. ММ'Нии ? тш*. ИТ*и

в .'КГС.Г-В ВвмЯГ и 0 ГФШЮМ'ЧГИ 7 Т*^» 7. С++. Метели члеш кпеооа. Друхествекние спами г -г*** (т»;са. Щ С++ чтит [г|"1 Дружественны* ичкн г п

кон курсы 8 Тм В. С++. Сч->--*соч чг**« кмоса. В^ртуап»'** фунсцгг Щ С++. Уетаь» <па;са Дружественны» си>к» г <гз;и а

Асхгчтура аМИСЛИТСЛЬНЫХ оист*м г ИМнОТф«« 0*т*г 9 "»•1 г л .') пммйоикм. Т(-гв йжггтх. РЬладайсм. агаме--»* Щ ^у*. >,'еха-п-.'.< кееледоеения. Ссыпоише тяпы денных. Йнтерфе^еы. Згокен»« спа п

у" эыогагсоет» ЮИПмОТф«« «т*г 10 "» 4 10. .^а. ЦП»-« тары. Стат^еро-е ♦«ч-ц » иегов» ф Ла-.'а. ЦГ*РШ ичрса С-г-,«».»м« г и*толи п

Метавогауиеой'* 11 Т*и| ' . С», ¡¡г»»». Объест»** типы. Э, с» -Спа:^

НИГ" 12 "»•1 12. С>. 1'#ла-г'И'и АБртраст-ы* ОМРРИ Е С", итчф« чтеси-гг АФгграгг"%1* те:» ^^»РМГРЫ. п

»• Тахнннпм * станварты »жтроинвге вву-Ш»« ' 13 Тм 11. С". №дко*те#« м-з:и > *тр|^ути. С« Ккв#сратор»1 спаоса * атр^уты

у" аг*сгрО""«« обуиетя 14 Т*и» 14. С". 0?№«"1'>. Д*Л»Ч"» Длчл»'.» ф >«упр*иями№ (ела

Рис. 2. Управление учебным контентом курса «Введение в языки программирование»

Учебный курс может быть предоставлен в общий доступ, или разрешен только группе обучаемых. Учебный курс подразделяется на темы. Для каждой темы могут быть назначены свои тестовые задания и срок их прохождения.

Материалами темы могут быть как документы, оформленные в виде гипертекста, так и модули CouгseLaЬ, позволяющие отображать управляемое обучаемым мультимедийное содержание. Такие модули позволяют дать практические навыки в освоении любой среды программирования. По любой теме можно предоставлять дополнительные ресурсы, локально выполняемые на ПК студента. В учебном курсе "Системы

программирования" такими ресурсами являются слайд-шоу, иллюстрирующие технологии разработки программ в различных системах программирования.

Одной из составляющих дистанционного образования является контроль успеваемости. В рамках осуществления такого контроля для каждой темы предусмотрен набор тестов (рис. 3).

г..?.....--—

Рис. 3. Формирование тестовых заданий

Важной составляющей интегрального подхода к дистанционному обучению языкам программирования является выполнение заданий в интегрированных средах разработки приложений. В качестве дистанционной альтернативы работы с RAD системами можно предложить изучения контента, представленного в ПО «Изучаем C++», «Изучаем Java» и «Изучаем Pascal», в котором обучаемый имеет возможность получать теоретические знания в виде подсказок и звукового сопровождения, а также выполнять задания интерактивного практикума (рис. 4). Весь учебный материал разбит на отдельные темы. В конце освоения каждой темой предусмотрен тренинг по теме и тестовые задания. Такой контент может быт доступен как удаленный ресурс для последующего его локального использования.

Рис. 4. Авторизированное ПО «Изучаем Pascal» - список тем

ПО «Изучаем Pascal» состоит из трех частей, первая часть посвящена изучению объектно-ориентированного программирования на Object Pascal, вторая - изучению программирования приложений, работающих с базами данных, и третья - вопросам распределенного программирования.. Каждая тема - это одно занятие. По каждой теме предусмотрен теоретический материал, интерактивный практикум, тренинг и тестовые задания. Содержание занятий разработано автором для удаленного обучения языку программирования Object Pascal для студентов высших учебных заведений.

Во время выполнения заданий интерактивного практикума эмулируется среда программирования для Object Pascal (рис.5.).

Рис. 5. Авторизированное ПО «Изучаем Pascal» -отображение учебного контента и - интерактивного практикума

ПО «Изучаем C++», «Изучаем Java» построено по аналогичному принципу и содержит по каждой теме теоретический материал, интерактивный практикум, тренинг и тестовые задания.

Предлагаемая автором интегральная парадигма обучения языкам программирования в течение ряда последних лет используется параллельно с обычными аудиторными формами обучения специалистов по программе дополнительного образования в Московском государственном университете на факультете Вычислительной математики и кибернетики.

Литература:

1. И.Ю.Баженова. Курс лекций Введение в языки программирования. «1Т образование в России Виртуальная кафедра ОИТ» (http://vitu.oit.cmc.msu.ru/).

2. И.Ю.Баженова. Курс лекций Системы программирования. «1Т образование в России Виртуальная кафедра ОИТ» (http://vitu.oit.cmc.msu.ru/).