Педагогические условия эффективности использования элементов электронного обучения в вузовской профессиональной подготовке студентов: на материале математической подготовки

Актуальность исследования. Вхождение России в единое мировое экономическое, информационное и образовательное пространство стало реальностью, и это поставило перед отечественным высшим образованием новые задачи его реформирования, в том числе в вопросах использования современных информационных и телекоммуникационных технологий. Они направлены как на повышение фундаментальности образования, так и на усиление его практической направленности, интенсификацию образовательного процесса за счет рационального сочетания традиционных и инновационных форм электронного обучения.

Мировые тенденции таковы, что в настоящее время электронное обучение — весомый элемент учебной и преподавательской деятельности в большинстве зарубежных колледжей и университетов. Во многих вузах основные библиотечные, информационные службы и службы поддержки обучения предоставляют услуги по электронному обучению. Согласно отчету Ассоциации информационных систем университетов и колледжей (UCISA) за июль 2006 г., основные ИТ-службы предоставляют услуги ИОС (ИОСинформационная обучающая среда) и организуют ее сопровождение в 90% высших учебных заведений.

Применение электронного обучения в целом продолжает расти, и соответственно, требуется выработка стратегии вузов по организации поддержки и развития электронного обучения — эта необходимость становится все более очевидной.

Развитие научно-технического прогресса, модернизация и интеллек-1 туализация производства и системы образования напрямую зависят от уровня и распространения компьютерной грамотности и информационной культуры, умения пользоваться современными компьютерными средствами при решении профессиональных и учебных задач.

Стремительный рост информационных технологий повлек за собой появление новых педагогических методов и средств, которые реализуются с помощью электронного обучения (E-Learning). Этот вид обучения предполагает использование современных информационных технологий, технологий (ICT) для повышения качества обучения за счет улучшения доступа к ресурсам и сервисам, а также совместной работы на расстоянии. E-Learning подразумевает такую организацию учебного процесса, где используются электронные средства доставки информации, включая компакт-диски, корпоративные сети и Internet. [Полат 2006].

Бурное внедрение электронного обучения требует обеспечения как психологической и профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса, так и его теоретического осмысления и методического обеспечения. Этот вид обучения применительно к вузовскому курсу математики предполагает организацию учебного процесса с широким привлечением методических и учебных материалов нового типа — компьютерными учебниками и компьютеризированными задачниками. Создание условий для их разработки, апробации и внедрения, поиск разумного сочетания нового с традиционным требуют решения целого комплекса учебно-методических, психолого-педагогических и других задач. В связи с этим проблема использования компьютерных технологий в образовательном процессе приобретает особую остроту и актуальность.

В настоящее время интеллектуальным ядром информационно-методических электронных материалов являются автоматизированные обучающие системы, которые не представляется возможным реализовать в практике вузовской подготовки без обучающе-контролирующих программ.

Современный рынок обучающих и инструментальных программ представляет собой продукты самого разного качества, уровня сложности и стоимости. Приведем, к примеру, некоторые из них. Адаптивная диалоговая информационная система — АДОНИС («Росфайл» г. Зеленоград, организация библиотеки учебных курсов), автоматизированная обучающая система АОСМИКРО (МИФИ, создание компьютерных обучающих программ), универсальный редактор обучающих курсов УРОК (ТОО ДиСофт, Москва, редактор обучающих курсов), Наставник (Казанский научно-учебный центр НПО ВТИ, разработка обучающих, контролирующих, демонстрационных курсов, тестирующих программ), Учитель и ученик (СП «Диалог» г. Набережные Челны, обучение и контроль знаний), СИМТЕХ (АО «СИМТЕХ», г. Омск) и многие другие. К сожалению, большая часть учебных программных продуктов представляет собой аналоги существующих учебников. [Советов 2005].

Развивающиеся информационные технологии стали в последние годы объектом пристального внимания педагогов и психологов, поэтому проблема использования компьютерных технологий в образовательном процессе достаточно широко отражена в научно-педагогической литературе.

Убедительным примером этого могут служить многочисленные исследования в этой области как зарубежных, так и отечественных учёных.

Теория и практика первых этапов использования компьютеров в образовании опиралась на программированное обучение. У истоков программированного обучения стояли американские дидакты и психологи Н. Краудер, Б. Скиннер, С. Пресси. Вопросы программированного обучения с использованием компьютерных технологий представлены в трудах В. П. Беспалько, А. И. Кузнецова, Г. К. Селевко и др.

Психолого-педагогические проблемы использования компьютеров рассмотрены в исследованиях Е. И. Машбица, В. В Рубцова, Н. Ф. Талызиной, О. К. Тихомирова и др.

Общеметодические аспекты применения технических средств и, в частности, компьютерных, их педагогическая эффективность отражены в работах А. А. Андреева, В. П. Беспалько, И. Е. Вострокнутова, Б. С Гершунского,.

В.А. Извозчикова, П. И. Образцова, Е. С. Полат, И. В. Роберт, Т. В. Ежовой, O.K. Филатова и др.

Я.А. Ваграменко, В. И. Васильев, А. С. Демушкин, J1.X. Зайнутдинова, В. И. Игнатова, И. Г. Карлащук, А. В. Соловов, Т. Н. Тягунова, Чурилов А. Н. и др. исследуют проблемы разработки компьютерных учебников и обучающих систем, культуру адаптивного компьютерного тестирования, перспективы развития нормативной базы оценки качества программных средств учебного назначения.

Различные аспекты использования компьютерных технологий в обучении математике в высшей школе рассматривали в своих исследованиях Т. В. Капустина, T.JI. Ниренбург, Е. М. Ахметханова, В. А. Басова, Ж. И. Зайцева, З. Г. Гончарова, О. А. Соседко, Е. Ю. Клюева и др.

Большая часть исследований велась применительно преподавания гуманитарных дисциплин, в меньшей степени были изучены вопросы электронного обучения (E-Learning) в вузовской математической подготовке студентов.

Математическое образование является одной из основ профессионального образования специалиста любого профиля, особенно технического и экономического. Вузовский курс высшей математики, являясь естественнонаучной дисциплиной, составляет основу фундаментальной подготовки студентов, обеспечивая формирование целостного математического подхода к анализу объектов и процессов во всех областях научного знания у специалистов любого профиля. [Евстигнеев 2005].

Несмотря на значительное число исследований по использованию новых информационных технологий в образовательном процессе, следует отметить, что в настоящее время имеет место недостаточная разработанность дидактических аспектов использования в образовательном процессе вузов электронного обучения. Отставание в разработке дидактических проблем, «нетехнологичность» имеющихся разработок следует считать главными причинами разрыва между потенциальными и реальными возможностями использования информационных технологий в современном профессиональном образовании.

Таким образом, существует противоречие между объективной необходимостью научно обоснованной организации электронного обучения студентов и недостаточной разработанностью педагогических условий его эффективного использования в вузовской профессиональной подготовке.

В связи с этим проблема исследования обусловлена стремлением разрешить вышеуказанное противоречие и выявить педагогические условия эффективности использования элементов электронного обучения в вузовской профессиональной подготовке студентов.

Решение этой проблемы — цель исследования.

Объект исследования — вузовская профессиональная подготовка студентов.

Предмет исследования — педагогические условия эффективности использования элементов электронного обучения в вузовской математической подготовке студентов.

В соответствии с целью, объектом и предметом исследования были определены следующие задачи:

1) обосновать совокупность положений, уточняющих и дополняющих сущность, содержание, особенности и дидактические возможности современного электронного обучения в вузовской профессиональной подготовке студентов;

2) разработать модель вузовской математической подготовки студентов с использованием элементов электронного обучения;

3) определить дидактические условия эффективности применения компьютерных технологий в вузовской математической подготовке;

4) разработать версию электронного учебника к разделу вузовского курса теории вероятностей и общеметодические рекомендации по его использованию.

Гипотеза исследования: эффективность использования электронного обучения в вузовской математической подготовке значительно возрастет, если:

— в учебный процесс органично вписаны мультимедийные технологии, максимально отвечающие психолого-педагогическим, дизайн-эргономическим, здоровьесберегающим и др. требованиям критериев качества компьютерных программ;

— выявлены этапы учебного процесса, когда применение компьютерных технологий наиболее целесообразно и дает существенный выигрыш по сравнению с традиционными формами обучения;

— выбор того или иного программного средства обусловлен необходимостью решения профессионально-педагогических задач подготовки специалиста;

— в реализации элементов электронного обучения четко прослеживается положительная мотивационно-ценностная ориентация студентов на изучение курса высшей математикиинициируется рефлексия как механизм формирования особого познавательного действия, заключающегося в уточнении студентами своих знаний, в выяснении того, как они вырабатывались и способствовали развитию внутренних силучитывается входящий уровень каждого обучаемого и, в зависимости от этого, выбирается индивидуальная траектория изучения материала;

— возникает осознанная потребность и готовность в использовании этого вида обучения в образовательном процессе как со стороны преподавателя, так и со стороны студента;

— в вузе создана и функционирует информационная образовательная среда поддержки учебного процесса, включающая в себя наличие информационных ресурсов, необходимых для удовлетворения потребностей участников образовательного процесса и электронных инструментов для работы с ними.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют основные положения теории и практики высшего профессионального образования, отраженные в работах С. И. Архангельского, Е.П. Белозер-цева, А. А. Вербицкого, А. Д. Гонеева, В. И. Загвязинского, И. Ф. Исаева,.

A.В. Коржуева, Л.И. и А. И. Мищенко, А. Г. Пашкова, Н.А. и JI.C. По-дымовых, Г. Н. Подчалимовой, П. Е. Решетникова, А. В. Репринцева,.

B.А. Сластенина, А. Н. Ходусова и др. В исследовании мы опирались на идеи системно-структурного анализа явлений (В.Т. Афанасьев, А. Н. Аверьянов, Ф. П. Тарасенко и др.), теорию целостного педагогического процесса и педагогических систем (Ю.К. Бабанский, В. П. Беспалько, Б.С. Гершун-ский, М. Д. Данилов, В. С. Ильин, В. В. Краевский и др.), системный подход к профессиональному образованию (Г.А. Бокарева, В. А. Климов, Ю. К. Стрелков и др.), личностно ориентированный подход (Ш.А. Амонашвили, В. В. Давыдов, А. Н. Леонтьев и др.), идеи самостоятельной познавательной деятельности студентов в процессе обучения (Л.С. Выготский, П. Я. Гальперин,.

C.Ф. Егоров и др.), теорию программированного обучения и развившееся на его основе компьютерное обучение (Б.С. Гершунский, В. М. Монахов, Я. А. Ваграменко, Н. Краудер, Л.11. Ланда, Е. И. Машбиц, Е. С. Полат, С. Пресси, И. В. Роберт, Б. Скиннер, Н. Ф. Талызина и др.), теорию и практику современного информационного обеспечения педагогического процесса (А.А. Андреев, Т. А. Гаврилова, С. Г. Григорьев, В. В. Гриншкун, А.С. Де-мушкин и др.), теорию и практику педагогического эксперимента (Ю.К. Бабанский, О. С. Гребенюк, В.М. Полонский), работы в области математико-статистических методов в педагогическом исследовании (А. Бине, Д. Гласс, В. Е. Гмурман, Б. В. Гнеденко, М. И. Грабарь, К. А. Краснянская, А. Н. Колмогоров, Л. Б. Ительсон, Е. В. Сидоренко и др.).

Методы исследования. Для проверки гипотезы и решения поставленных задач был применен комплекс исследовательских методов, включающих в себя теоретический анализ педагогической литературы по теме исследования, анализ и обобщение педагогического опыта по проблеме исследования, анализ компьютерных программных средств учебного назначения и практики их использования, психолого-педагогический анализ учебной практики, системный подход, моделирование, анкетирование, беседы, тестирование, статистические методы исследования, констатирующий и формирующий эксперимент.

Организация исследования. Опытно-экспериментальной базой исследования стал Курский государственный технический университет. В опытно-экспериментальной работе было задействовано 340 человек: студенты первого и второго курсов дневного отделения, студенты факультета дополнительного профессионального образования, преподаватели кафедры высшей математики.

Этапы исследования.

Исследование проводилось в несколько этапов.

На первом этапе (2003;2004 г. г.) изучались научно-теоретические и практические аспекты проблемы, психолого-педагогическая литература, диссертационные исследования по выбранной тематике, изучались имеющиеся на текущий момент программные продукты, необходимые для проведения эксперимента. На данном этапе были определены исходные параметры исследования, объект, предмет и основные задачи, которые в дальнейшей работе подвергались анализу и претерпевали некоторые коррективы. Был сформирован понятийно-категориальный аппарат исследования.

На втором этапе (2004 -2006 г. г.) велась работа по выявлению и обоснованию дидактических возможностей современных компьютерных технологий обучения в профессиональной вузовской подготовке студентов. Изучались вопросы готовности преподавательского состава и самих студентов к использованию компьютерных технологий. Проектировалась модель вузовской математической подготовки студентов с использованием элементов электронного обучениявыявлялись дидактические условия эффективности применения компьютерных технологий в вузовской математической подготовке. Разрабатывалась модель программной системы «Электронный учебник» как базовой оболочки для реализации электронной версии разделов курса теории вероятностей. На основе разработанной модели создавался непосредственно электронный учебник. Разрабатывались методические рекомендации по использованию созданной обучающе-контролирующей программы в математической подготовке студентов.

На третьем этапе (2006;2007 г. г.), проводилась экспериментальная работа, в ходе которой «Электронный учебник» прошел апробацию, совершенствовался в процессе опытно-экспериментальной работы. Анализировались и систематизировались полученные результаты, послужившие основой для выявления новых и обоснования ранее определенных педагогических условий. Апробировались методические рекомендации по работе с электронным учебником. Проводилась математическая обработка данных опытно-экспериментальной работы, уточнение основных положений исследования, осуществлялось литературное оформление диссертации.

Основные результаты исследования, полученные соискателем, и их научная новизна:

— в процессе исследования уточнены и дополнены сущность и содержание электронного обучения как процесса опосредованного взаимодействия студентов и преподавателей, в котором используются электронные средства доставки информации, а также дидактические возможности современного электронного обучения студентов в вузе (интенсификация учебного процесса, совершенствование управления самостоятельной работой студентов, саморегулирование их деятельности и т. д.);

— спроектирована и реализована в учебном процессе модель математической подготовки студентов с использованием элементов электронного обучения, включающая цели, задачи, принципы, формы, технологию организации учебной деятельности студентов и преподавателей, оценку её эффективности и др.;

— разработана и прошла экспериментальную проверку авторская компьютерная обучающая программа «Электронный учебник» по разделу курса «Теория вероятностей» вузовской математической подготовки студентов, построенная на основе блочно-модульной технологии и обладающая возможностью создания для них индивидуальных образовательных траекторий;

— выявлена и экспериментально проверена совокупность условий эффективности использования элементов электронного обучения в математической подготовке студентов (определение наиболее целесообразных этапов его использования, соответствие программных продуктов психолого-педагогическим, дизайн-эргономическим и здоровьесберегающим требованиям, обеспечение со стороны вуза информационно-образовательной среды и.

ДР-).

Теоретическая значимость исследования определяется обоснованием совокупности положений, уточняющих и дополняющих сущность и содержание, дидактические возможности современного электронного обучения в профессиональной вузовской подготовке студентов.

Практическая значимость исследования заключается в том, что создано средство образовательной деятельности, обеспечивающее процесс электронного обученияавторская модель математической подготовки с использованием элементов электронного обучения и методические рекомендации по реализации программы авторской версии электронного учебника по разделу курса «Теория вероятностей» могут быть адаптированы к дисциплинам математического и естественнонаучного вузовских профилей подготовки студентов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваются определённостью исходных методологических и теоретических положений, связанных с системным, личностно-деятельностным подходомприменением комплекса методов исследования, соответствующих его предмету, цели и задачамуспешным внедрением авторских разработок в психолого-педагогическую практику, использованием математико-статистических методов при обработке и анализе опытных данных.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Ядром электронного обучения математике выступают единые учебно-методические программные комплексы, предназначенные для реализации задач педагогических программных средств: развития личности (мышление, эстетическое воспитание, развитие умений эксперименталыю-исследовательской деятельности) — интенсификации учебно-воспитательного процесса (повышение эффективности и качества обучения, обеспечение мотивов познавательной деятельности, углубление межпредметных связей за счет интеграции информационной и предметной подготовки) — совершенствования управления самостоятельной работой студентов на различных этапах математической подготовки, в том числе осуществления оперативного контроля деятельности студентов на занятиях и регистрации результатов самостоятельной работысаморегулирования деятельности студентов при работе над материалом на основе оперативного или • отсроченного самоконтроля этой деятельности, самостоятельного «выхода» на необходимую программу обученияформирования умений принимать оптимальное решение в сложной ситуациикультуры учебной деятельности, математической и информационной культурыповышения эффективности труда преподавателей за счет выполнения рутинной работы с помощью компьютера в короткие промежутки времени и автоматической оценке и регистрации параметров процесса обучения всех учащихся.

2. Модель вузовской математической подготовки студентов с элементами электронного обучения представляет собой взаимосвязанную совокупность компонентов системного и личностно-деятельностного подходов, включающих в себя требования, цели и задачи математической подготовки студентов в рамках образовательного пространства вузапринципы обучения студентоворганизационные формы занятийтехнологии организации учебной деятельности студентов и деятельности преподавателейоценку уровня математической подготовленности студентов на основе показателей критериев её эффективности: качество знаний, умений и навыков, удовлетворённость студентов процессом обучения, сформированность мотивационно-потреб-ностной сферы и др.

3. Условия, обеспечивающие качественную профессиональную подготовку будущих специалистов с использованием элементов электронного обучения:

— выявление в учебном процессе этапов, на которых использование элементов электронного обучения наиболее целесообразно;

— соответствие программных продуктов, применяемых в образовательном процессе, психолого-педагогическим, дизайн-эргономическим, здоровь-есберегающим требованиям, и отражение в них своеобразия и особенностей конкретного учебного предмета, специфики соответствующей науки, ее понятийного аппарата, особенностей методов исследования ее закономерностей и др.;

— обусловленность выбора программного средства необходимостью решения профессионально педагогических задач подготовки специалиста;

— готовность преподавателей, заключающаяся как в потребности профессионального роста в плане использования НИТ, так и умении структуризации содержания обучения, соответствующего в наибольшей степени дидактическим возможностям использования компьютерных технологий, т. е. разумном сочетании традиционного и электронного обучения;

— обеспечение со стороны вуза информационно образовательной среды поддержки учебного процесса, включающей в себя информационные ресурсы, необходимые для удовлетворения потребностей участников образовательного процесса, и электронные инструменты для работы с ними.

4. Важным элементом электронного обучения выступает электронный учебник, выполняющий при изучении разделов’вузовского курса высшей математики следующие функции: руководство процессом усвоения студентами содержания данной дисциплины и их познавательной деятельностьюинформационная и системообразующая, а также функции закрепления, самоконтроля, развития, рационализации, воспитания.

5. Эффективность использования программного средства «Электронный учебник» определяется его направленностью на сближение процедур обучения с мотивационными потребностями и склонностями обучающихся, в связи с этим базовую программную оболочку для реализации версии электронного учебника к разделу курса теории вероятностей вузовской математической подготовки студентов необходимо строить как мотивационно-обоснованную структуру, учитывающую входящий уровень каждого обучаемого, способствующую возникновению осознанной потребности в применении компьютерных технологий в образовательном процессе.

6. Электронный учебник, как эффективное обучающее средство, инициирует рефлексию как механизм формирования особого познавательного действия, заключающегося в уточнении студентами своих знаний, выяснении того, как они вырабатывались и способствовали развитию внутренних сил, выступали главным резервом и побудителем их активности, задавая вектор их развития.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись путем представления автором материалов на международные, всероссийские, региональные методические семинары и конференции в г. Славянск-на-Кубани (2003, 2004 г.), Владивосток (2003 г.), Курск (2004, 2005, 2006 г. конференция «ИТОЧерноземье — 2006»), Харьков (2006 г.), Москва (2006 г. — XI Международная российско-итальянская научно-методическая конференция- 2007 г. — научные труды XIII Международной научно-методической конференции «Инновационные технологии обучения в условиях глобализации рынка образовательных услуг») — через публикации в научных сборниках, журналахобсуждения результатов исследования на заседаниях кафедры высшей математики Курского государственного технического университета и кафедры педагогики и психологии развития Курского государственного университета. По итогам исследования опубликовано 11 работ.

Разработанная в ходе эксперимента компьютерная программа была официально зарегистрирована в Государственной Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (свидетельство № 2 007 611 312 от 13 февраля 2007г). Копию свидетельства мы представили в приложении. (См. приложение 1).

Результаты исследования используются в образовательном процессе Курского государственного технического университета.

Выводы по второй главе.

В ходе опытно-экспериментальной работы осуществлялась проверка эффективности использования элементов электронного обучения в математической подготовке студентов технического вуза в рамках разработанной модели при реализации выявленных педагогических условий, а также анализ и оценка полученных результатов. Для этого нами была разработана программа экспериментальной работы. Ключевым' моментом в этой программе стало использование созданного с помощью современных средств программирования электронного учебника для обучения студентов высшей математике.

Эксперимент показал, что применение электронного обучения на занятиях по высшей математике дало существенный выигрыш во времени при контроле и диагностировании знаний студентовпозволило в полную силу реализовать принцип гуманизации обучения, то есть создания максимально благоприятных условий для овладения обучаемыми знаниями. Использование ИКТ предоставило широкие возможности для всестороннего развития студентов, проявления самостоятельности, творческой активности, индивидуальности, интеллектуального потенциала.

И как итог. Математическая подготовка студентов в вузе реализуется более эффективно на основе разработанной теоретической модели использования элементов электронного обучения, ориентированной на блочно-модульную систему обучения, базирующуюся на самостоятельной работе студентов с использованием индивидуальной учебной программы в виде законченного содержательного модуля.

Результаты экспериментальной работы подтвердили наши предположения, сделанные в теоретической главе диссертации, что процесс обучения студентов высшей математике протекает более успешного при реализации следующих педагогических условий: а) в учебный процесс органично вписаны мультимедийные технологии, сочетающиеся с традиционными методами обученияб) ядром мультимедийных технологий является электронный учебник, максимально отвечающий критериям качества компьютерных программ (психолого-педагогических, дизайн-эргономических, здоровьесберегающих и др.) и основным дидактическим требованиям, предъявляемым к педагогическим программным средствамв) главной функцией нашей версии электронного учебника по разделам высшей математики стало руководство процессом усвоения студентами содержания данной дисциплины, руководство процессом их познавательной деятельности. Из главной функции вытекали и другие: информационная, системообразующая, функция средств закрепления, самоконтроля, развития, рационализации, воспитания. Воспитательная (мировоззренческая) функция предусматривала развитие у студентов с помощью электронного учебника научного мировоззрения, научного и творческого мышления, информационной культуры, целостного отношения к научным знаниям, на основе всего этого формирования эмоционально-мотивационной сферыг) для эффективной работы с электронным учебником требуется учитывать индивидуальный входящий уровень каждого обучаемого, его интеллектуальные способности и в зависимости от этого выбирать индивидуальную траекторию изучения материалав течение всего этапа движения по образовательной траектории необходимо наличие самоконтроляд) в реализации мультимедийных средств должна четко прослеживаться положительная мотивационно-ценностная ориентация студентов на изучение курса высшей математики, на формирование прикладных умений и навыков, являющихся составляющими профессиональной деятельности будущих специалистове) сформирована готовность преподавателей вуза к использованию компьютерных средств в обучении математике. Готовность преподавателей выражена в повышении уровня информационной компетентности, которая достигается путем прохождения курсов повышения квалификации в этой области, участием в конференциях и семинарах по данному направлению, обменом опыта, разработкой собственных оригинальных программ, самостоятельным изучением вопроса с использованием возможностей электронного обучения, с привлечением локальных сетей и всемирной сети Интернет.

Заключение

.

Раскрывая первую задачу исследования мы отмечаем, что выделение педагогических условий эффективности использования элементов электронного обучения в вузовской математической подготовке студентов обусловлено возросшими потребностями современной высшей школы в совершенствовании подготовки конкурентоспособного специалиста, умеющего на научной основе организовывать свой труд, анализировать свои возможности, приобретать новые знания, используя современные информационные образовательные технологии.

Несмотря на многочисленные психолого-педагогические исследования, проводимые в области повышения эффективности обучения с использованием компьютерных технологий, и большое количество разнообразных электронных изданий, используемых педагогами в образовательном процессе, внедрение электронного обучения сдерживается слабой разработанностью его дидактических основ. Использование информационных технологий в образовании требует обеспечения как психологической и профессиональной подготовленности всех участников образовательного процесса, так и его теоретического осмысления и методического совершенствования. В связи с чем возникает необходимость разработки модели применения элементов электронного обучения и выявления комплекса педагогических условий, реализация которых обеспечивает повышение эффективности процесса обучения студентов как высшей математике, так и естественнонаучным дисциплинам.

Одной из актуальных проблем реализации электронного обучения является отсутствие достаточного количества доступных, компактных автоматизированных обучающих систем, позволяющих организовать адаптивное управление обучением, не требующих навыков программирования со стороны преподавателя-предметника, не предъявляющих жестких требований к сетевому оборудованию, являющихся простыми в установке, имеющих возможность вариативного обогащения и использоваться не только в учебных лабораториях, но и самостоятельно в домашних условиях. В то же время качественные и количественные изменения в программном и техническом обеспечении электронной техники, ее растущие возможности применения во всех сферах человеческой деятельности вызывают необходимость постановки вышеуказанной проблемы и дают возможность ее решения.

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы:

1. Решение проблемы использования элементов электронного обучения в профессиональной вузовской подготовке специалистов, в том числе и в области математической подготовки, основано на теоретико-методологической стратегии, в качестве которой в нашем исследовании выступает определенный комплекс подходов: деятельностный, технологический, креативный, личностно-ориентированный инновационный.

2. В ходе исследования мы рассматривали моделирование как один из общенаучных методов познания, позволяющий выделить отдельные сущностные аспекты предстоящей деятельности и подвергнуть их более скрупулезному логическому анализу. Проанализировав теоретические основы моделирования, мы предложили следующую обобщенную модель вузовской математической подготовки студентов с элементами электронного обучения: требования к подготовке современного специалистацели и задачи математической подготовки студентов в рамках образовательного пространства вузапринципы обучения студентоворганизационные формы занятийтехнологии организации учебной деятельности студентов и преподавателейоценка уровня математической подготовленности студентов для дальнейшей профессиональной подготовки.

3. Ядром электронного обучения математике выступают единые учебно-методические программные комплексы, предназначенные для реализации задач педагогических программных средств.

В процессе исследования на основе современных информационных компьютерных технологий нами была разработана автоматизированная обучающая программа «Электронный учебник», на базе которой реализован раздел курса теории вероятностей. Данная обучающая программа многофункциональна, имеет удобную среду обучения, в которой легко находить нужную информацию, используя различные средства навигации и поиска. С ее помощью можно предъявлять новый материал, содержащий текстовую, графическую, аудио, видео информацию, автоматизировать обучение, контроль и самоконтроль знаний, создавать и редактировать педагогические программные средства по различным предметам. В программу заложены возможности динамического генерирования материала для тестирования, позволяющего провести диагностику обучаемого, а затем автоматического выбора одного из возможных уровней изучения одной и той же темы, возможности организации сбора, хранения и анализа статистических данных в процессе обучения. Все это создает условия для реализации в таких курсах дифференцированного подхода к обучению.

В разработанном электронном учебнике есть возможность создания для каждого обучаемого индивидуальной траектории, построенной с учетом стартового уровня знаний и получаемого во время обучения приращения знаний. Работа с предметным курсом обеспечивала не только усвоение и закрепление определенной суммы знаний, но и повышала интеллектуальную деятельность, личностный рост и развитие студентов.

Предлагаемый электронный учебник — открытая система, которая может дополняться и совершенствоваться, успешно использоваться для эффективной самостоятельной работы студентами различных форм обучения.

Эффективность использования программного комплекса «Электронный учебник» определяется направленностью на сближение процедур обучения с мотивационными потребностями и склонностями обучающихся, (электронный учебник необходимо строить как мотивационно-обоснованную структуру, учитывающую входящий уровень каждого обучаемого, способствующую возникновению осознанной потребности в применении компьютерных технологий в образовательном процессе, так как именно в них в настоящее время максимально реализованы возможности для всестороннего роста личности и прежде всего профессионального становления будущего специалиста).

5. Электронный учебник, как эффективное обучающее средство, инициирует рефлексию как механизм формирования особого познавательного действия, заключающегося в уточнении студентами своих знаний, в выяснении того, как они вырабатывались и способствовали развитию внутренних сил, выступали главным резервом и побудителем их активности, задавая вектор их развития.

6. Для успешной реализации элементов электронного обучения в образовательном процессе вуза необходима готовность преподавателей, заключающаяся как в потребности профессионального роста в плане использования НИТ, так и в умении структуризации содержания обучения, соответствующего в наибольшей степени дидактическим возможностям использования компьютерных технологий, т. е. разумном сочетании традиционного и электронного обучения,.

7. Эффективность реализации элементов электронного обучения в образовательном процессе вуза обеспечивается информационно образовательной средой поддержки учебного процесса, включающей в себя информационные ресурсы, необходимые для удовлетворения потребностей участников образовательного процесса, и электронные инструменты для работы с ними.

Осуществленный эксперимент показал, что реализация комплекса условий в рамках предлагаемой модели с использованием электронного учебника повысила эффективность математической подготовки студентов, что свидетельствует об эффективности использования компьютерной технологии в рамках выделенных педагогических условий. Помимо оценки математической подготовки, была проведена оценка индивидуально-психологической эффективности работы студентов с электронным учебником, анализ их рефлексивных действий в процессе обучения. Сравнение уровней рефлексии было проведено с помощью критерия U Манна — Уитни и показало, что студенты экспериментальной группы превосходят студентов контрольной группы по показателям мотивационных компонентов, а следовательно, и по уровню рефлексии. Таким образом, у студентов, обучающихся с помощью электронного учебника, возникла осознанная потребность в применении компьютерных технологий в изучении высшей математики. В электронном учебнике они увидели новое образовательное средство, помогающее им максимально реализовать способности и возможности.

Диссертация не претендует на исчерпывающее рассмотрение вопроса об использовании элементов электронного обучения в вузовской математической подготовке студентов. Дальнейшие научные поиски мы связываем с совершенствованием электронных обучающих систем, в которые будет заложена личностная модель обучаемого, подразумевающая не только информацию о знаниях студента по данному предмету, но и его мотивационную структуру, особенности познавательной стратегии, развитость логического и пространственного мышления, разных форм памяти, уровня внимания и т. п. Требуют отдельного детального рассмотрения и вопросы, связанные с компьютерным тестированием.