Научный проект "Пути реализации самообразования студента по математике"

Краткое описание проекта

Самообразование студента: почему это сейчас очень важно? Самообразование студента (и вообще самообразование) – это процесс самостоятельного изучения какой-либо дисциплины, явления, предмета и т.д. Это так называемый «университет после университета». Только не подумайте, что мы имеем в виду магистратуру, говоря об университете после университета. Нет. Под самообразованием мы подразумеваем изучение вами самостоятельно какой-либо науки дополнительно, вне учебного времени. По сути, самообразование – это учёба в домашних условиях. Самообразование студента – это важная составляющая успеха в жизни. Тех знаний, которые вы получаете в стенах вашего учебного заведения, вам не хватит на всю оставшуюся жизнь, т.к. эти знания очень быстро устаревают.

Естественно, что самообразовательная деятельность студентов вуза должна иметь педагогическое руководство. Поэтому данное электронное пособие поможет в расширении знаний, умений, навыков студентов в сфере математики.

Статистика: Бюро экспресс-мониторинга общественного мнения DEMOSCOPE проводит перед новым учебным годом опрос граждан Казахстана на тему «Образование в Казахстане». Результаты опросов публикуются в СМИ без указания имен отвечающих.

Вас устраивает качество высшего образования в Казахстане?

a.      Да, все отлично - 6 (3%)

b.     Нет, качество образования не соответствует мировому уровню из-за слабой научно-лабораторной базы, низких заработных плат в отрасли, нехватки квалифицированных кадров и т.д. - 64 (27%)

c.      Преподаватели стараются, но с них требуют слишком много бумажной волокиты, им некогда наладить творческий процесс обучения студентов - 38 (16%)

d.     В вузах все неплохо, но мешает низкий уровень самообразования наших студентов - 25 (11%)

e.      Нет связи вузов с рынком труда, молодые специалисты остаются не востребованными - 44 (19%)

f.       Я не знаю - 58 (25%)

При подготовке к экзаменам, при написании научной работы студент затрачивает массу дефицитного времени на поиск и систематизацию материала. При возможности использования компьютера как базы данных, этот трудоемкий, а зачастую и просто рутинный процесс значительно сокращается. Наличие проблемно-ориентированных пакетов учебных программ по целым курсам позволит студенту совершенно по новому  организовать передачу, переработку и воспроизведение информации. А без наличия таких программ вообще нельзя говорить об эффективном использовании компьютера. Совершенно очевидно, что компьютер призван обеспечить разгрузку студента от рутинной умственной  работы и создавать реальные возможности для его творческой деятельности. Несомненно, одно – компьютер отличный помощник для организации индивидуального обучения. Современные методы представления информации в компьютерах включают в себя не просто текст, но и картинки, видео, звуковые фрагменты. Это позволяет задействовать практически все органы чувств, используемых для восприятия информации, при этом происходит ее дублирование по разным каналам восприятия, что резко повышает скорость и качество усвоения материала.

Перечислим некоторые требования, предъявляемые к электронным учебникам:

•         ЭУ должен иметь простой, дружественный интерфейс, не требующий специальной подготовки от обучаемого. Управление должно быть простым и интуитивно понятным.

•         Должна быть доступна справочная информация по изучаемой теме. Справочная информация (так – же как и теоретический курс лекций) желательно оформлять в виде текста с использованием гипер-ссылок на другой текст или фрагменты текста.

•         ЭУ должен вести постоянный контроль обучения и при необходимости корректировать траекторию обучения, скорость подачи информации.

•         ЭУ должен вести контроль знаний и сообщать об этом обучаемому. Для проведения контроля знаний в учебник должны быть вставлены текущие и итоговые тестовые задания, должны быть использованы практические задания и лабораторные работы.

•         ЭУ должен создавать статистическую информацию по ходу обучения каждого учащегося.

•         ЭУ должен давать возможность обучаемому прерывать обучение с возможность его возобновления с прерванного места.

Электронный учебник должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения.

Электронное издание (ЭИ) — это совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео–, фото– и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе — магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD–ROM, DVD, CD–R, CD–I, CD+ и др.), а также опубликовано в электронной компьютерной сети.

Реформа современного образования может состояться лишь при условии создания таких компьютерных пакетов (электронных учебников, пособий, тренажеров, тестеров и проч.), наличие которых обеспечит одну и ту же компьютерную среду в специализированной аудитории на практических занятиях, в компьютерном классе учебного заведения или общежитии, оборудованном для самостоятельной работы учащихся, а также дома на персональном компьютере.

Электронный учебник (даже самый лучший) не может и не должен заменять книгу. Так же как экранизация литературного произведения принадлежит к иному жанру, так и электронный учебник принадлежит к совершенно новому жанру произведений учебного назначения. И так же как просмотр фильма не заменяет чтения книги, по которой он был поставлен, так и наличие электронного учебника не только не должно заменять чтения и изучения обычного учебника (во всех случаях мы подразумеваем лучшие образцы любого жанра), а напротив, побуждать учащегося взяться за книгу.

Некоторые принципы, которыми следует руководствоваться при создании электронного учебника по математике.

Принцип квантования: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.
Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты теоретическое ядро, контрольные вопросы по теории, примеры, задачи и упражнения для самостоятельного решения, исторический комментарий.
Принцип наглядности: каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.

Принцип ветвления: каждый модуль должен быть связан гипертекстными ссылками с другими модулями так, чтобы у пользователя был выбор перехода в любой другой модуль. Принцип ветвления не исключает, а даже предполагает наличие рекомендуемых переходов, реализующих последовательное изучение предмета.

Принцип регулирования: учащийся самостоятельно управляет сменой кадров, имеет возможность вызвать на экран любое количество примеров (понятие ``пример" имеет широкий смысл: это и примеры, иллюстрирующие изучаемые понятия и утверждения, и примеры решения конкретных задач, а также контрпримеры), решить необходимое ему количество задач, задаваемого им самим или определяемого преподавателем уровня сложности, а также проверить себя, ответив на контрольные вопросы и выполнив контрольную работу, заданного уровня сложности.

Принцип адаптивности: электронный учебник должен допускать адаптацию к нуждам конкретного пользователя в процессе учебы, позволять варьировать глубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность в зависимости от будущей специальности учащегося, применительно к нуждам пользователя генерировать дополнительный иллюстративный материал, предоставлять графические и геометрические интерпретации изучаемых понятий и полученных учащимся решений задач.
          Принцип компьютерной поддержки: в любой момент работы учащийся может получить компьютерную поддержку, освобождающую его от рутинной работы и позволяющую сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач. Причем компьютер не только выполняет громоздкие преобразования, разнообразные вычисления и графические построения, но и совершает математические операции любого уровня сложности, если они уже изучены ранее, а также проверяет полученные результаты на любом этапе, а не только на уровне ответа.

Принцип собираемости: электронный учебник (и другие учебные пакеты) должны быть выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам (например, для кафедральных компьютерных классов) или личные электронные библиотеки студента (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя или исследователя.

Кому и зачем нужен электронный учебник?

Подводя итоги, мы теперь можем ответить на сакраментальные вопросы: кому и зачем нужен электронный учебник?

Электронный учебник необходим для самостоятельной работы учащихся при очном и, особенно, дистанционном обучении потому, что он облегчает понимание изучаемого материала за счет иных, нежели в печатной учебной литературе, способов подачи материала: индуктивный подход, воздействие на слуховую и эмоциональную память и т.п.; допускает адаптацию в соответствии с потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными возможностями и амбициями; освобождает от громоздких вычислений и преобразований, позволяя сосредоточиться на сути предмета, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач; предоставляет широчайшие возможности для самопроверки на всех этапах работы; дает возможность красиво и аккуратно оформить работу и сдать ее преподавателю в виде файла или распечатки; выполняет роль бесконечно терпеливого наставника, предоставляя практически неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок и проч.
Электронный учебник полезен на практических занятиях в специализированных аудиториях потому, что он позволяет использовать компьютерную поддержку для решения большего количества задач, освобождает время для анализа полученных решений и их графической интерпретации; позволяет преподавателю проводить занятие в форме самостоятельной работы за компьютерами, оставляя за собой роль руководителя и консультанта; позволяет преподавателю с помощью компьютера быстро и эффективно контролировать знания учащихся, задавать содержание и уровень сложности контрольного мероприятия.
Электронный учебник удобен для преподавателя потому, что он позволяет выносить на лекции и практические занятия материл по собственному усмотрению, возможно, меньший по объему, но наиболее существенный по содержанию, оставляя для самостоятельной работы с ЭУ то, что оказалось вне рамок аудиторных занятий; освобождает от утомительной проверки домашних заданий, типовых расчетов и контрольных работ, передоверяя эту работу компьютеру; позволяет оптмизировать соотношение количества и содержания примеров и задач, рассматриваемых в аудитории и задаваемых на дом; позволяет индивидуализировать работу со студентами, особенно в части, касающейся домашних заданий и контрольных мероприятий.

Методические рекомендации по разработке электронного учебника.
           На первом этапе разработки ЭУ целесообразно подобрать в качестве источников такие печатные и электронные издания, которые наиболее полно соответствуют стандартной программе, лаконичны и удобны для создания гипертекстов, содержат большое количество примеров и задач, имеются в удобных форматах (принцип собираемости).

На втором этапе разрабатывается оглавление, т.е. производится разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию, а также составляется перечень понятий, которые необходимы и достаточны для овладения предметом (двух– или трехуровневый индекс).

На третьем этапе перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением, индексом и структурой модулей; исключаются тексты, не вошедшие в перечни, и пишутся те, которых нет в источниках; определяются связи между модулями и другие гипертекстные связи. Таким образом, подготавливаются проект гипертекста для компьютерной реализации.
         На четвертом этапе гипертекст реализуется в электронной форме.
В результате создается примитивное электронное издание, которое уже может быть использовано в учебных целях. Многие именно такое примитивное ЭИ и называют электронным учебником. Оно практически не имеет шансов на коммерческий успех, потому что студенты не будут его покупать.
         На пятом этапе разрабатывается компьютерная поддержка: определяется, какие математические действия в каждом конкретном случае поручаются компьютеру и в какой форме должен быть представлен ответ компьютера; проектируется и реализуется ИЯ; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра ЭУ для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ).

В результате создается работающий электронный учебник, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭУ может распространяться на коммерческой основе.

На шестом этапе производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации. На этом заканчивается разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.

Если создание электронного учебника не будет сопровождаться разработкой надлежащих методических материалов, затраченные силы и средства пропадут даром, поскольку тогда электронный учебник не будет воспринят системой образования. Поэтому методическое обеспечение ЭИ имеет принципиальное значение для успеха проекта в целом. Исходя из этого, мы уделяем данному вопросу особое место.

Реформа образования требует создания таких УЭИ, наличие которых обеспечит одну и ту же компьютерную среду для учащихся и преподавателей, в аудитории и дома. Здесь уместно провести параллель с реформой европейского образования, связанной с изобретением книгопечатания (Гутенберг, 1440г.)

Средневековые школяры полностью зависели от своего наставника, ибо только он владел информацией. Изобретение Гутенбергом книгопечатания сделало источник информации (книгу) одинаково доступным для всех, что принципиально изменило систему образования. Книга, перо и бумага — всем этим стал владеть и преподаватель, и учащийся, причем и в аудитории, и дома.

Аналогично, для успешной реформы современного образования необходимо сделать новые источники информации (в частности, УЭИ одинаково доступными для всех. Однако в данном случае именно преподаватели зачастую оказываются в худшем положении по сравнению со студентами, так как они по ряду причин объективного и субъективного характера меньше привыкли к работе с компьютером и меньше готовы к восприятию новых технологий в образовании.

Очевидно, что с появлением и совершенствованием различных УЭИ должны принципиально измениться учебные программы и планы лекций и практических занятий, а также роль преподавателя в учебном процессе.

Важно понять, что если ЭУ и ЭУП будут разработаны в соответствии с принципами, изложенными выше, то можно будет считать компьютеризацию математического образования состоявшейся. По разным причинам, и не только материального характера, никогда не будет так, чтобы компьютеры были в каждом доме, в каждой аудитории и в каждой комнате общежития. Это не только невозможно, но и, как будет показано ниже, не нужно.
Однако даже самые лучшие электронные средства обучения осядут мертвым грузом на компьютерах, если их использование не будет методически обеспечено, если не будет создано компьютерное учебно–информационное пространство, единое для преподавателей и учащихся.
Успешная компьютеризация образования зависит не от количества компьютеров, а от качества средств обучения и методического обеспечения их использования (здесь уместно вспомнить термин "внедрение").
На наш взгляд, отсутствие полного комплекса методических материалов, а также удобных и эффективных форм повышения квалификации, оперативной и полной информации о появлении и содержании новых компьютерных учебных пакетов, вынуждают преподавателя не только не использовать в своей профессиональной деятельности достижений компьютеризации, но иногда даже запрещать студентам использовать компьютер при выполнении домашних заданий и типовых расчетов.

Сейчас уже трудно убедить студентов в том, что они не только должны овладеть техникой вычисления производных, интегралов и т.п., но и в дальнейшем, при изучении других разделов математики должны решать вручную от начала до конца любую задачу, не имея времени сосредоточиться на ее сути и не понимая, что же именно они изучают в данный момент.
В то же время многие принципиальные вопросы остаются неисследованными из–за недостатка времени у преподавателя в аудитории и у студентов дома. Например, при решении дифференциальных уравнений после вычислений (иногда довольно громоздких) всех интегралов студент совершенно не представляет, что ему делать с найденным решением (построить график, исследовать поведение при t ® ¥, рассмотреть вопросы устойчивости, ...). Список таких примеров можно продолжить. Кроме того, многие важные разделы современной математики (качественная теория дифференциальных уравнений, элементы функционального анализа, случайные процессы, прикладная математическая статистика, теория принятия решений и т.д.) не изучаются вовсе или изучаются "галопом по Европам", часто только на лекциях без поддержки на практических занятиях и без домашних заданий, и следовательно, быстро стираются из памяти учащегося и не могут быть использованы при изучении других дисциплин, как естественно–научных и общетехнических, так и профилирующих, не говоря уже о профессиональной деятельности будущего выпускника (ср. с "выживаемостью" школьных знаний). В результате недостаточности и короткой "выживаемости" математических знаний программы специальных дисциплин пестрят доморощенными ``методами" решения стандартных математических задач.
Все сказанное вовсе не означает, что преподавателей надо немедленно усадить за компьютеры, а занятия перенести в компьютерные классы. Это не только невозможно, но и вредно (хотя такие попытки систематически предпринимаются).

Аппаратное и программное обеспечение эксплуатации электронного пособия.

Для создания используется программа Constructor Electronic books в котором

ПОДДЕРЖИВАЕМЫЕ ФОРМАТЫ:

• веб файлы: MHT, MHTML, HTML, HTM, SHTML;
• видео файлы: AVI, WMV, MOV, 3GP, MP4, MPG, MPEG;
• аудио файлы: MP3, WAV, WMA, MID, OGG;
• графические файлы: BMP, GIF, JPEG, JPG, PNG, ICO;
• файлы Rich Text Format (напрямую не поддерживаются): DOC, DOCX, RTF;
• архивные файлы: RAR, ZIP, 7z;

Возможности Конструктора Электронных учебников:

• создание новых документов, посредством взаимодействия с приложением Microsoft Word;
• добавление существующих файлов;
• поиск, извлечение и добавление файлов из заданных каталогов;
• поиск, извлечение и добавление файлов из архивов RAR, ZIP, 7z;
• автоматическое конвертирование файлов (файлы Rich Text Format -> веб файлы);
• набор стандартных функций для редактирования содержания электронного учебника.

Возможности Электронного учебника:
• встроенный просмоторщик веб файлов;
• встроенный аудиовидео проигрыватель;
• встроенный просмоторщик изображений;
• внутренняя система поиска информации;
• печать документов;
• экспорт данных на устройства хранения информации;
• экспорт документов в приложение Microsoft Word.

Для разработки тестов и заданий используется программа iSpring Suite. iSpring Suite - профессиональная программа для разработки электронных курсов для дистанционного обучения с тестами, опросами, аудио и видео, основанная на переносе готовых проектов, созданных в приложении PowerPoint, в FLASH формат. В созданные программой проекты можно добавить различные интерактивные элементы: электронную книгу, временную шкалу, интерактивный каталог, базу часто задаваемых вопросов и т.д.

Цели и задачи проекта: Основная цель профессионального образования заключается в подготовке высококвалифицированных, компетентных, способных к самостоятельному профессиональному росту в современных условиях. Целью данного проекта является расширение знаний, умений, навыков студентов, определяющая личное самосовершенствование, основанное на самоконтроле, овладение знаниями по теории и практике.

Задачи проекта:

1)    Создание условий для максимального раскрытия каждым студентом возможностей для самообразования;

2)    Выявление умений самообразования и формирование осознания значимости самообразования для студента;

3)    Создание атмосферы творческого подхода к процессу самообразования;

4)    Реализация способностей студента к самообразованию.

Гипотеза работы: в ходе изучения математики наглядное представление и закрепление практическими заданиями помогают легче усвоить материал и он надолго остается в памяти.

Актуальность: Что сегодня, значит, быть образованным? В первую очередь, это располагать самыми свежими и актуальными знаниями по своей специальности. Всё, то, что вы сегодня изучаете в университете, будет уже неактуальным через несколько лет. Поэтому самообразования для студента сегодня очень важно. Возникает логический вопрос – зачем? Сейчас в интернете есть практически любая информация по любому вопросу. Зачем студенту-то что-то изучать дополнительно? Всё дело в том, что в интернете есть просто ИНФОРМАЦИЯ. А что такое вообще информация? Информация – это набор каких-либо сведений по какому-нибудь вопросу. Всё. По сути, информация, непривязанная к определённому контексту – это просто набор символов и букв, который ничего не значит.

Научно – техническая новизна: Книга всегда была «кладовой знаний», а в 21 веке электронная книга не новинка. Поэтому чтобы студенту не искать нужные книги по всему интернету, лучше сосредоточить их в одном пособии. Данный метод реализации самообразования не имеет аналогов в Казахстане.

Основные ожидаемые результаты и область их возможного применения: закрепление тео­ретических знаний практикой, подготовка к контрольным, рубежным, экзаменационным контролям, помощь в написании научных и самостоятельных работ (реферат, курсовая, дипломная, СРС). Также пособие может помочь не только студенту, но преподавателю подготовиться и провести занятие.

Пути осуществления проекта: Самообразование протекает на основе самодеятельности личности студента в соответствии с её индивидуальными возможностями, поэтому пособие нужно сделать максимально удобным для его использования.

1)    Необходимо собрать все учебники и справочники по математике в  одном пособии, для того чтобы студент не искал в интернете или в библиотеках нужную ему книгу;

2)    Разбить все книги на три уровня: в первом будут сосредоточены справочники по математике с кратким описанием теорий, во втором книги – с более подробным объяснением материалов с примерами, в третьем – книги ученых – математиков для дополнительного чтения;

3)    Создать удобный поиск книги по авторам и темам;

4)    Разработать систему тестов и заданий для закрепления материала и подготовки к экзаменам;

5)    Дать подробную инструкцию и обеспечить необходимыми программами для работы с электронным пособием.

Финансовое обеспечение проекта на 2014 - 2015 год:     

Проект рассчитан на 1 год (2014 – 2015), в таблице представлены местный и республиканский бюджеты проекта

	2014	2015
Местный бюджет	2 млн. тг	2 млн.тг
Республиканский бюджет	60 млн. тг	60 млн. тг
Всего	62 млн.тг	62 млн. тг

Приложение

Процесс создания электронного пособия

Список использованной литературы:

1.     Адольф В.А. Формирование профессиональной компетентности будущего учителя // Педагогика – 1998.-№1.

2.     Баранова И.В. Проблемы педагогической инновации // Вестник НПЦ. – М.,1993.- С.9-12

3.     Жусупова Д.Ж. Развитие творческих способностей будущих учителей // Образование. – Алматы, 2007.-№6

4.     Гречихин А.А., Древс Ю.Г. Вузовская учебная книга: Типология, стандартизация, компьютеризация. М.: Логос, 2000.

Интернет – ресурсы:

1.     http://советстуденту.рф

2.     http://www.e-ng.ru

3.     http://studyspace.ru

4.     http://teoria-practica.ru

5.     http://saprr.narod.ru

6.     http://www.academiaxxi.ru