Загальне
Синьков Г.Г., Голёнова И.А.
Учреждение образования «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭУМК НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИКА»
В ходе реформирования системы образования в Республике Беларусь был сделан акцент на внедрении компетентностного подхода, реализация которого требует создания новых учебно-методических разработок и ресурсов, основанных на современных технологиях обучения и оценивания знаний, умений и навыков студента, а также оценки сформированности компетенций.
Многолетний опыт различных образовательных учреждений всего мира показал, что одним из программных продуктов, позволяющих разрабатывать наиболее современные и эффективные учебные ресурсы, является виртуальная среда обучения Moodle. Об этом наглядно свидетельствует мировая статистика использования системы [1].
Популярность системы «Moodle» обусловлена тем, что она изначально разрабатывалась непосредственно как инструментарий расширения возможностей преподавания. К достоинствам «Moodle» относится так же то, что её функционал основан на классических технологиях веб-программирования (HTML, PHP, MYSQL) и данная система управления обучением бесплатно распространяется вместе со своим исходным кодом на правах лицензии GNU GPL [2].
Во многом благодаря вышеперечисленным преимуществам Moodle именно на её основе с 2010 года в Витебском государственном медицинском университете (ВГМУ) функционирует система дистанционного обучения (СДО).
СДО ВГМУ используется в первую очередь как оболочка для создания электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК) по дисциплинам на основе курсов в системе Moodle. Под курсом в данном контексте можно понимать совокупность веб-страниц в СДО с учебными модулями (статичными и интерактивными) по определённому предмету.
За годы использования СДО глубоко укоренилась в учебном процессе ВУЗа. На сегодняшний день все кафедры университета представлены в СДО ВГМУ более чем 550 курсами для студентов дневного и заочного отделения, слушателей факультета профориентации и довузовской подготовки, факультета повышения квалификации и переподготовки кадров, интернов, клинических ординаторов. В СДО зарегистрированы около 8400 пользователей.
ЭУМК по дисциплине «Биологическая физика» был также разработан на основе курса в СДО ВГМУ, и при его создании были учтены как стандартные университетские требования к ЭУМК, так и современные подходы к разработке таких ресурсов в контексте специфики данной дисциплины.
Реализация стандартных требований заключалась в том, что структура и содержание ЭУМК определялись внутриуниверситетским «Положением об учебно-методическом (электронном учебно-методическом) комплексе научно-методического обеспечения преподавания дисциплины при получении высшего образования I ступени». Например, поэтому ЭУМК по дисциплине «Биологическая физика» состоит из пяти блоков: «Нормативные документы», «Теоретический раздел», «Практический раздел», «Блок контроля знаний», «Справочные и вспомогательные материалы». Содержание блоков отражается их названиями и соответствует требованиям вышеуказанного положения.
Первоначально ЭУМК по данной дисциплине представлял собой полный электронный аналог печатного учебно-методического комплекса, однако со временем стало очевидно, что такой статичный ресурс не может в полной мере соответствовать требованиям учебного процесса в современных условиях.
Далее будут рассмотрены основные технические и методические подходы, которые позволили существенно повысить качество данного комплекса.
«Кроссустройственность». По независимым данным Яндекс Метрики, среднее количество просмотров СДО ВГМУ за 1 семестр 2015-2016 учебного года составило около 44 000 просмотров в сутки, причём около трети посетителей использовали мобильные устройства (планшеты и смартфоны). Также многие зарубежные эксперты в области электронного обучения выражают мнение, что будущее электронного обучения – это мобильные устройства, а следовательно и веб-форматы учебных материалов.
Поэтому при сопровождении курса был сделан акцент на обеспечение его совместимости не только с ПК, но и с мобильными устройствами без создания его дополнительной версии.
Одним из основных условий, способствовавших повышению кроссустройственности курса было использование для него темы оформления, адаптированной для различных видов устройств. Тема «Aardvark» успешно зарекомендовала себя в тестовом периоде и сейчас является темой по умолчанию для всего сайта.
Рис. 1. Вид главной страницы курса в настольном браузере
К сожалению, данная тема, как и их большинство, не лишена изъянов, поэтому её адаптация под мобильные устройства производится администраторами непрерывно по мере их обнаружения.
Кроссустройственность курса реализовывалась поэтапно. Как уже было отмечено ранее, первоначально была разработана базовая версия курса, содержавшая учебные материалы преимущественно в виде прикреплённых файлов. Целью разработки базовой версии курса было предоставление студентам онлайн доступа ко всем необходимым учебным материалам. Благодаря поддержке системой Moodle загрузки файлов перетягиванием («drag and drop»), базовая версия была разработана в кратчайшие сроки. На её основе сразу же началась разработка расширенной версии курса - статичные учебные материалы преобразовывались в интерактивные элементы курса и происходила их оптимизация для работы с мобильных устройств.
Рис. 2. Вид главной страницы курса на смартфоне с диагональю экрана 5.3’’
Учебные материалы, загруженные в курс в виде файлов формата *.docx или *.pdf поэтапно преобразовывались в ресурсы «Страница». Самые объёмные и структурированные материалы размещались на основе ресурса «Книга».
В рамках дисциплины «биологическая физика» важное значение имеет элемент наглядности. Поэтому использование данных модулей оказалось весьма эффективным за счёт поддержки ими всех видов мультимедиа: изображения, анимация, звук, видео.
На основе загруженных в курс презентаций MS PowerPoint при помощи программы Ispring Suite были разработаны их мобильные версии в формате HTML5. Это позволило просматривать такие презентации с поддержкой большинства возможностей демонстрации PowerPoint как на стационарных ПК, так и на мобильных устройствах.
Рис. 3. Вид «мобильной» презентации в формате HTML5 на смартфоне с диагональю экрана 5.3’’
Вышеуказанные ресурсы оказались востребованы у студентов, но за счёт существенного объёма стал актуален вопрос о возможности их офлайн просмотра на мобильных устройствах в целях экономии траффика. Этот функционал был обеспечен за счёт использования бесплатного официального приложения «Ispring play» для мобильных операционных систем Android и IOS. В этом случае такие презентации открываются по ссылке не в мобильном браузере, а в данном приложении.
Важно отметить, что для обеспечения офлайн сохранения и воспроизведения презентации загружаются не в СДО, а на хостинг с возможностью доступа к файлам презентации по прямым ссылкам (без авторизации).
Рис. 4. Мобильная презентация, сохранённая для офлайн доступа и открытая на смартфоне
На основе текстовых файлов с вопросами для самоконтроля разрабатывались тренировочные и контрольные тесты, также доступные для прохождения и с мобильный устройств.
Рис. 5. Вид теста на мобильном устройстве
На основе глоссария в традиционном текстовом виде разрабатывались элементы курса «Глоссарий». Такой глоссарий обеспечивает выделение соответствующих понятий гиперссылкой на страницах курса с возможностью вывода всплывающего окна с определением понятия при клике по нему мышкой.
Также СДО ВГМУ интегрирована с официальным мобильным приложением Moodle для операционных систем Android и IOS. Несмотря на то, что на данный момент далеко не все возможности Moodle, доступные через мобильный браузер, реализованы в приложении, оно позволяет сохранять для офлайн доступа ресурсы «Страница», «Книга» и «Файл», что существенно повышает удобство работы в курсе для студентов с мобильных устройств. Стоит отметить, что официальное мобильное приложение Moodle активно совершенствуется, и есть основания ожидать реализации новых функций с его каждой новой версией.
Полнота форм представления контента в курсе. При разработке курса одни и те же учебные материалы размещаются в нескольких форматах. Например, как уже отмечалось выше, лекционный материал размещается не только прикреплённым файлом, но и на основе ресурса «Страница». Таким образом студент получает на выбор наиболее удобную для него форму материала: для чтения на компьютере или распечатывания – файл, для просмотра с мобильного устройства – веб-страница.
Аналогичный подход используется и при публикации презентаций: в курсе размещаются как исходные документы MS PowerPoint, так и разработанные на их основе в программе Ispring «мобильные» презентации в формате HTML5.
Нельзя не отметить, что существенную сложность при размещении лекционного материала по дисциплине «биологическая физика» на основе ресурса «Страница» создаёт большое количество математических формул в нём. Однако эта проблема может быть успешно решена посредством использования программы Texaide, обеспечивающей преобразование формул из документа Microsoft Word в код TeX, который вставляется в веб-страницу и преобразуется в полноценную формулу при включенном в Moodle фильтре «MathJax».
Рис. 6. Пример страницы с лекционным материалом со встроенными формулами в формате TeX и активированном фильтре MathJax.
Для ускорения вёрстки веб-страниц со сложным содержимым широко практикуется совместная работа в курсе нескольких преподавателей. Ещё одной удобной возможностью системы Moodle является делегирование прав на редактирование отдельных модулей курса. Поэтому под контролем преподавателя студенты могут разрабатывать отдельные ресурсы в том числе и в рамках научно-исследовательской работы.
В силу объёмности и специфики дисциплины «биологическая физика» вышеописанный подход к размещению материалов является трудоёмким, но максимально облегчённый доступ к учебным материалам с устройств различного типа окупает все временные затраты по его реализации.
Интеграция курса со сторонними ресурсами производится в первую очередь за счёт встраивания гиперссылок в элементы курса, что особенно удобно при интеграции с курсом материалов, размещённых на онлайн-ресурсах образовательной тематики. Гиперссылка может быть размещена в визуальном режиме в любом поле ресурса или элемента курса, для которого предусмотрен встроенный редактор («TinyMCE» или «Atto»).
Экономию дискового пространства сервера СДО при загрузке большого количества файлов помогает осуществить их размещение на облачном сервисе Google Drive или его аналогах с последующей публикацией ссылок на них в ЭУМК.
Снятые учебные фильмы по лабораторным работам загружались на созданный учебный канал на сервисе Youtube и размещались в ресурсах «Страница». Это осуществлялось двумя способами - встраиванием HTML-кода проигрывателя или вставкой гиперссылки на видео при активированном фильтре «Youtube». Первый способ обеспечивал максимальную гибкость настроек встраивания, второй – максимальную простоту размещения.
Рис. 7. Пример страницы со встроенным видео с канала Youtube
Использование элементов обратной связи позволяет интенсифицировать процесс обучения за счет взаимодействия не только студентов и преподавателей, но и самих студентов.
Применение элементов курса «Форум» и «Чат» позволило организовать обратную связь с преподавателем в асинхронном и синхронном режиме.
В частности, элемент форум используется студентами для задания вопросов по наиболее сложным аспектам теоретического материала, причём данные преподавателем ответы остаются доступны студентам на протяжении всего семестра. Такой подход позволяет существенно экономить время, затрачиваемое на текущие консультации с преимущественно однотипными вопросами как преподавателю, так и студенту.
Элемент курса «Чат» используется для организации обсуждений преимущественно организационного характера. Тексты всех чат-сессий также остаются доступны студентам.
Благодаря использованию в курсе элемента «Анкетный опрос», поддерживающего 10 типов вопросов, стало возможным реализовать онлайн традиционные бумажные анкеты для студентов по качеству курса «Биологическая физика». Такие электронные анкеты мгновенно предоставляют полную статистику ответов, избавляя преподавателя от рутинной ручной обработки результатов.
За счёт использования элемента курса «Опрос» стало возможным организовать выбор тем для рефератов и студенческих научных работ онлайн с гибкой системой ограничений.
Благодаря интеграции с СДО серверов видеоконференций, стало возможным проводить «видеовстречи» между преподавателем и студентами непосредственно внутри курса на основе элементов «Видеоконференция BigBlueButton» и «OpenMeetings». Такая возможность была успешно протестирована и доказала свою перспективность в будущем.
Рис. 8. Демонстрация видеоконференции «Openmeetings» в СДО ВГМУ
Условный доступ к ресурсам и элементам курса позволяет повысить эффективность процесса обучения за счёт расширения возможностей его планирования. Настройки ограничения доступа активируются на уровне всего сайта и это позволяет разрешить (запретить) доступ к ресурсу или элементу курса:
- до или после указанной даты;
- при получении оценки выше определённого уровня по предшествующему интерактивному элементу ;
- студентам из определённой группы;
- через мобильное приложение Moodle;
- в зависимости от заполнения данных в профиле пользователя;
- на основе комбинации всех вышеперечисленных ограничений.
Контроль прохождения элементов курса в ЭУМК стимулирует самостоятельную работу студента и обеспечивается за счёт задания преподавателем необходимости маркирования элемента курса как «завершённого» (реализуется на основе модуля «Activity completion»). Преподаватель может разрешить студенту отметить элемент как завершённый самостоятельно (например, после прочтения методических указаний) или потребовать для этого выполнения условия (например, пройти тест не менее чем на 70%).
Мотивационные элементы – значки и сертификат, приобретаемые после выполнения студентами определённого задания в курсе, стимулируют интерес к изучению дисциплины и позволяют формировать личное портфолио.
Мониторинг работы студента в ЭУМК ведётся преподавателем непрерывно как по отдельным элементам, так и на уровне всего курса.
Например, элемент курса «Тест» предоставляет широкие возможности накопления и анализа статистики работы студентов. Каждая попытка прохождения теста студентом сохраняется и доступна преподавателю вместе с её параметрами – время начала и завершения, продолжительность, данные ответы, результаты в процентах и баллах и др. Более 10 автоматически рассчитываемых статистических показателей (средняя оценка, медиана, стандартное отклонение и т.д.) помогают эффективно анализировать общие результаты тестирования. Статистические показатели «индекс лёгкости», «эффективный вес», «индекс дискриминации» и др. рассчитываются для каждого вопроса, что позволяет оценивать его «качество» и совершенствовать тест.
Раздел курса «Журнал событий» позволяет при необходимости проанализировать работу каждого студента с любым модулем курса. СДО ВГМУ интегрирована с сервисом Google Maps, что позволяет также выводить примерное местонахождение пользователя в момент работы с сайтом.
Рис. 9. Пример записи из «Журнала событий» с отображением просмотренного пользователем файла, его IP адреса и примерного местоположения на карте Google
«Отчёт о деятельности» предоставляет преподавателю информацию о посещаемости всех элементов ЭУМК. Исследование этих показателей в совокупности позволяет выявлять как наиболее востребованные элементы курса, так и наименее популярные из них, что даёт возможность непрерывно совершенствовать ЭУМК.
В рамках дальнейшей разработки ЭУМК по дисциплине «медицинская и биологическая физика» планируется реализация его максимальной адаптации под мобильные устройства, увеличение доли интерактивных элементов и усиление интеграции с внешними образовательными ресурсами.
Выводы. В ЭУМК по дисциплине «биологическая физика» реализованы современные подходы по представлению учебного материала. Система Moodle предоставляет мощный функционал для мониторинга и дальнейшего совершенствования курса. Онлайн формат данного ЭУМК обеспечивает его актуальность в течение долгосрочного периода.
Список использованных источников
1. The Moodle.org Open Community Hub // Moodle statistics [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://moodle.net/stats/ – Дата доступа: 07.05.2016.
2. Жукова, С.Ю. Опыт и перспективы использования системы управления обучением «Moodle» в ВГМУ / С.Ю. Жукова, Г.Г. Синьков, О.В. Лагунова // Достижения фундаментальной, клинической медицины и фармации: Материалы 69-ой научной сессии сотрудников университета (29 - 30 Января 2014) - Витебск: ВГМУ 2014. - с. 266 – 268.