Министерство образования Российской Федерации
Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
(МГТУ имени Н.Э. Баумана)
Научно-методический центр "Инженерное образование"
___________________________________________________________________________
УДК 681.3
ГРНТИ 14.01.29, 28.19.23, 28.23.35
№ госрегистрации 01.20.02 15458
Инв.№
СОГЛАСОВАНО
Руководитель головной организации по
НТП «Создание системы открытого образования», Директор Российского государственного института открытого образования Минобразования России
_____________________ В.И.Солдаткин
«____»________________ 2002 г.
М.П.
|
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор –
проректор по научной работе
МГТУ имени Н.Э. Баумана
_________________________К.Е. Демихов
«___» ______________ 2002 г.
М.П.
|
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
Разработка модели организации учебного
процесса в системе открытого инженерного образования
выполненной по научно-технической программе
«Создание системы открытого образования»
Подпрограмма: Научное, научно-методическое и информационное обеспечение создания системы открытого образования
Раздел: Научное и научно-методическое и концептуальное обеспечение функционирования системы открытого образования
Подраздел: Концептуальные основы открытого образования
Код 1.1.3.1.(104) 502
(заключительный)
Руководитель проекта _______________ Коршунов С.В.
Москва 2002
Список исполнителей
Руководитель работы, Проректор по учебно-методической работе МГТУ имени Н.Э. Баумана ,
канд. техн. наук, доцент
|
|
С.В. Коршунов
(реферат, раздел 1 – 3, заключение)
|
Ответственный исполнитель доцент, канд. техн. наук
|
|
С.Д. Карпухин
(введение, раздел 1, 2, заключение)
|
доцент,
канд. техн. наук
|
|
Ю.В. Костиков
(раздел 3, введение, заключение)
|
доцент,
канд. философ. наук
|
|
Л.С. Великая
(раздел 3)
|
Доцент, канд. хим. наук
|
|
А.А. Волков
(подраздел 2.4)
|
Доцент, канд. техн. наук
|
|
В.В. Ищенко
(подраздел 2.4)
|
Нормоконтролёр
|
|
|
Реферат
Отчёт 101 с., одна книга, рис. 11, табл. 8 , 33 источника.
система открытого образования, новые информационные технологии, дистанционное обучение, модель организации учебного процесса
Объектом исследования является модель организации учебного процесса и разработки учебных планов в системе открытого инженерного образования
Цель работы – разработка модели организации учебного процесса в системе открытого инженерного образования, методики объективного выбора технологии образования, основанной на новом информационном состоянии общества и создание средств автоматизации процесса формирования интегральных (распределенных) учебных планов для системы открытого образования.
. Научно-исследовательская работа носит научно-методический характер и проводится в рамках научно-технической программы "Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования" (подпрограмма "Научное, научно-методическое и информационное обеспечение системы открытого образования ", раздел "Научное и научно-методическое и концептуальное обеспечение функционирования системы открытого образования", подраздел " Концептуальные основы открытого образования").
В разделе 1 показано новое информационное состояние общества, связанное с изменением соотношения частотных характеристик обновления информации на генетическом (биологическом) и социальном (общественном) уровнях. В связи с этим обосновывается объективная необходимость реформирования системы образования, отвечающей за передачу информации на социальном уровне, и применения деятельностно-ориентированных методов обучения, позволяющих перейти от фактологии к методологии обучения. Новые информационные технологии, применяемые в качестве инструментария при обучении, влияют на выбор методов обучения и повышают уровень освоения деятельности обучаемым: от репродуктивного к творческому, а система открытого образования является механизмом структурного управления в новых информационных условиях. Рассмотрено влияние нового информационного состояния общества и уточнение целеполагания в векторе управления системой образования на социальные изменения в обществе
Во втором разделе отчёта, базирующемся на концептуальных предложениях первого раздела, рассматриваются существующие в мировой практике структуры дистанционного и открытого образования, проблемы организации распределённой образовательной среды технических университетов и предлагается структура требований к автоматизированным учебным курсам. Рассмотрены передовые учебные центры России, в том числе МГТУ имени Н.Э. Баумана, использующие технологии дистанционного обучения, показаны проблемы внедрения элементов открытого образования.
В разделе 3 выполнен анализ роли и места учебных планов в системе открытого образования, определены разновидности учебных планов, их структурные и параметрические составляющие, разработаны модели учебных планов, выполнена формализация процессов разработки учебных планов; разработаны алгоритмы автоматизированного формирования различных видов учебных планов с учётом структурных и количественных параметров, характеризующих варианты организации процессов обучения, с контролем заданных требований и ограничений (контроль соответствия показателей учебных планов требованиям государственных образовательных стандартов), разработана структура базы данных учебных планов (БД УП), которая может использоваться для различных специальностей, потоков и форм обучения, в том числе - в системе открытого образования; разработана модель взаимодействия разработчика учебных планов (декана, заведующего кафедрой), заказчиков образовательных услуг и менеджеров образовательного процесса с использованием БД УП;
Содержание
с.
Перечень сокращений и условных обозначений 8
Введение 10
1 Концептуальные проблемы реформирования системы образования и роль системы открытого образования 14
1.1 Новое информационное состояние общества – объективная причина новых целевых установок в образовании 14
1.2 Объективная необходимость перехода от фактологии к методологии обучения и выбор методов обучения 16
1.3 Анализ влияния новой модели организации обучения в системе открытого образования на социальные изменения в обществе 18
2 Элементы системы открытого образования: практика применения передовыми научно-педагогическими центрами 22
2.1 Проблемы современного профессионального образования 22
2.1.1 Проблема интеграции знаний 22
2.1.2 Проблема организация обучения в виртуальной среде 22
2.2 Продвижение технологий дистанционного обучения в мировом образовательном пространстве 23
2.2.1 Программа IBM “Reinventing Education” 23
2.2.2 Исследование сетевого обучения в Великобритании 24
2.2.3 Онлайновое обучение в Университете Гонконга 25
2.2.4. Программа разработки электронных курсов компаний NETg и NIIT 25
2.2.5 Сеть онлайновых университетов notHarvard.com 26
2.3 Российские центры, использующие элементы дистанционного обучения 27
2.4 Применение элементов дистанционного обучения при преподавании ряда дисциплин МГТУ имени Н.Э. Баумана 34
2.4.1 Применение технологий дистанционного обучения на кафедре "Химия" 34
2.4.2 Применение технологий дистанционного обучения на кафедре "Технология конструкционных материалов" 39
2.5 Проблемы внедрения электронного обучения 43
2.5.1 Российские проблемы и трудности 44
2.5.2 Проблемы стандартизации 44
2.5.3 Проблемы организации распределенной образовательной среды технических университетов 52
2.6 Основные направления развития системы открытого образования 54
2.7 Новые технологии образовательного процесса в ВУЗе 56
2.8 Стандартизация облика электронных учебных курсов 60
2.8.1 Структура требований к автоматизированным учебным курсам 60
2.8.2 Типовое техническое задание на разработку автоматизированного учебного комплекса 66
2.9 Задача оценки качества дидактических средств 72
3 Разработка средств автоматизации для формирования интегральных (распределенных) учебных планов 75
3.1 Анализ проблем и задач автоматизированной обработки учебных планов для системы открытого образования 75
3.1.1 Анализ процесса составления учебных планов 76
3.1.2 Анализ проблем разработки учебных планов 78
3.1.3 Направления работ по планированию учебного процесса 78
3.1.4 Факторы, влияющие на учебные планы 80
3.1.5 Разновидности учебных планов 81
3.2 Разработка методической базы для автоматизированной разработки учебных планов 87
3.2.1 Общая организация работ по формированию учебных планов в системе открытого образования 87
3.2.2 Модели учебных планов 90
3.2.3 Обобщенный алгоритм разработки учебных планов 94
3.2.4 Алгоритм формирования базовых учебных планов 99
Заключение 101
Список использованных источников 103
Перечень сокращений и условных обозначений
АРМ – автоматизированное рабочее место;
БД – база данных;
БД УП – база данных учебных планов;
БУП – базовый учебный план;
ГОС – Государственный образовательный стандарт;
ДП – дипломное проектирование;
ИОС – информационно-образовательная среда;
КП – курсовой проект;
КР – курсовая работа;
ММ – математическая модель;
ОО – открытое образование;
ОД - образовательная деятельность;
ОУ – образовательные услуги;
ПО – программное обеспечение;
РУП – рабочий учебный план;
СОО – система открытого образования;
ТЗ – техническое задание;
УН – учебная нагрузка;
УП – учебный план;
 - множество видов учебных планов в зависимости от разделения учебной работы по этапам обучения;
 - множество форм обучения;
 - множество мест выполнения учебной работы;
 - множество вариантов состава дисциплин;
 - общий объем учебной работы по учебному плану (часов);
 - общий объем учебной работы по ГОС (часов);
 - общий объем учебной работы по  -му циклу дисциплин;
 - то же, по ГОС;
 - общий объем учебной работы по  -й дисциплине -го цикла;
 - то же, по ГОС;
 - допустимое отклонение  от  (в %);
 - допустимое отклонение  от (в %);
 ,  - объем аудиторных занятий: общий и в  -ом семестре;
 ,  - объем лекционных занятий: общий и в -ом семестре;
 ,  - объем лабораторных занятий: общий и в -ом семестре;
 ,  - объем практических занятий: общий и в -ом семестре;
 ,  - объем семинарских занятий: общий и в -ом семестре;
 ,  - планируемые затраты времени на курсовое проектирование: общие и в -ом семестре;
 ,  - планируемые затраты времени на самостоятельную работу: общие и в -ом семестре;
 - количество циклов дисциплин в учебном плане;
 - количество дисциплин в i-ом цикле;
 - количество семестров в учебном плане;
 - максимально допустимое количество часов аудиторных
занятий в неделю в -м семестре;
 - количество часов в неделю в -м семестре для j-ой дисциплины i-го цикла;
 - количество семестров, в которых изучается дисциплина.
Введение
Работы выполнялись в соответствии с техническим заданием на проект в рамках научно-технической программы "Создание системы открытого образования", подпрограмма "Научное, научно-методическое и информационное обеспечение системы открытого образования ", раздел "Научное и научно-методическое и концептуальное обеспечение функционирования системы открытого образования", подраздел " Концептуальные основы открытого образования" за период 2001-2002 гг.;
В настоящее время для руководства всех развитых стран мира характерно повышенное внимание к системе образования. В работе показано, что интерес к системе образования не случаен и связан с принципиально новым информационным состоянием общества. Предлагается на основе последних достижений русской культуры взглянуть на образование, как на систему, отвечающую в обществе за передачу социальных знаний, которая после изменения соотношения эталонных частот обновления информации на генетическом и социальном уровне объективно требует реформирования.
В связи с этим предлагается новое целеполагание для функционирования всей системы образования, а система открытого образования рассматривается в качестве механизма структурного управления, использующего в качестве одного из инструментов новые информационные технологии. Проведен анализ влияния новой модели организации обучения в системе открытого образования на социальные изменения в обществе.
Базируясь на этих концептуальных положениях, рассмотрены существующие элементы системы открытого образования, в том числе дистанционное обучение, методы обучения, технологии обучения. Рассмотрены основные центры, использующие дистанционное обучения, как за рубежом, так и у нас в стране, в том числе МГТУ имени Н.Э. Баумана. Показаны основные проблемы дистанционного обучения на современном этапе.
Анализ применения элементов открытого образования за рубежом и в России показал:
разнообразие форм обучения, где применяются технологии открытого образования;
разнообразие организационных форм использования технологий открытого образования;
разнообразие применяемых технологий открытого образования.
Из этого сделан вывод: этому разнообразию должна отвечать многовариантная модель организации учебного процесса, что и наблюдается на практике. Общим, что объединяет все рассмотренные центры является наличие информационно-образовательной среды, на базе которой и действуют учебные центры.
Проведён анализ задач автоматизированной разработки учебных планов для системы открытого образования и создана методическая база для автоматизированной разработки учебных планов.
В целом для создания системы открытого образования требуется создание различных средств автоматизации деятельности специалистов разного уровня, участвующих в функционировании системы открытого образования (СОО), в частности:
создание средств, обеспечивающих оперативное информационное взаимодействие вузов и заказчиков образовательных услуг, автоматизированную подготовку документов (договоров, учебных планов и графиков и др.), обработку данных по планированию учебного процесса, поскольку учет вышеперечисленных факторов ведет к резкому возрастанию объема обрабатываемых данных,
создание информационного обеспечения для Web-сайтов, серверов вузов и автоматизированных рабочих мест менеджеров системы открытого образования, средств сопровождения базы данных заказов, образовательных услуг, учебных планов и образовательных программ (типовых вариантов и индивидуальных), сведений о методическом, кадровом, программном обеспечении образовательных программ,
разработка технологии сопровождения информационного обеспечения (используемое программное обеспечение, порядок заполнения, архивирования, удаления данных и др.), методики оценки объемов баз данных (для оценки параметров технического обеспечения и планирования работ) в связи с необходимостью накопления и хранения данных в течение значительных интервалов времени (процесс обучения может составлять несколько лет, в течение этого периода возможны изменения учебных планов)
Реализация средств автоматизации должна учитывать рекомендации по унификации технологических и организационных решений, разрабатываемые, например, в составе стандартов по технологиям обучения /
Для системы открытого образования актуальна задача автоматизации подсистемы разработки и сопровождения учебных планов, поскольку резко возрастает вариативность учебных планов и, соответственно, объем работ по их формированию, а снижение трудоемкости этой работы возможно только за счет применения соответствующих средств автоматизации.
Неавтоматизированная обработка данных в системе управления открытым образованием практически неприемлема; без применения средств автоматизации для решения задач планирования и управления успешное полномасштабное функционирование системы открытого образования невозможно.
Первоочередность задачи по созданию системы автоматизированной разработки учебных планов для СОО определяется еще и тем, что, учебные планы являются базой для планирования учебного процесса в целом по вузу, и, кроме того, в СОО изменяется состав, структура и содержание учебных планов, а также возрастают требования к оперативности формирования различных вариантов учебных планов (УП). В проектах и разработках по формированию информационно-образовательной среды (ИОС) пока отсутствуют полнофункциональные средства для разработки УП.
Результаты работы по проекту соответствуют запланированным в техническом задании:
проведён анализ нового информационного состояния общества и уточнение вектора цели управления в области открытого образования;
разработаны требования к выбору методов обучения, используемых в открытом инженерном образовании;
проведён анализ влияния новой модели организации обучения в системе открытого образования на социальные изменения в обществе;
проведён анализ проблем и задач автоматизированной разработки учебных планов для системы открытого образования;
предложены унифицированные средства технологической поддержки системы открытого образования в части, касающейся разработки учебных планов:
разработанное математическое обеспечение (модели и алгоритмы формирования УП) автоматизированных рабочих мест (АРМ) разработчиков УП и менеджеров учебного процесса предусматривает в составе пользовательских функций автоматический контроль требований и ограничений, учет финансовых затрат на обучение, автоматическое формирование рабочих и семестровых планов, планов для кафедр и отдельных преподавателей, приложений к дипломам и др.);
разработанная структура БД предусматривает обеспечение возможности формирования различных вариантов учебных планов для анализа и выбора наиболее соответствующего конкретным условиям;
представлена связь базы данных учебных планов с результатами контроля знаний студентов, с данными для расчета учебной нагрузки и расчета стоимости затрат на организацию учебных процессов;
в составе базы данных учебных планов вуза предусмотрено представление информации для различных специальностей, потоков и форм обучения с учетом места выполнения учебной работы.
Ценность и новизна проекта заключаются в рассмотрении новых концептуальных положений о роли системы открытого образования, базирующихся на объективном изменении информационного состояния общества, формализации процесса формирования учебных планов для системы открытого образования.
Разработанные в проекте предложения послужили методической базой создания "Лаборатории методики и дидактики" отдела дистанционного обучения Научно-методического центра "Инженерное образование" МГТУ имени Н.Э. Баумана.
При выполнении проекта был подготовлен промежуточный отчёт за 2001 год.
|
