УДК 371.263

ПРОБЛЕМЫ И ПРОТИВОРЕЧИЯ ВНЕДРЕНИЯ АДАПТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ОБРАЗОВАНИИ

Звездичев Григорий Юрьевич
НОУ ВПО Институт мировой экономики и информатизации
кандидат экономических наук, доцент кафедры Экономики и таможенного дела

Аннотация
В статье рассмотрены основные методические подходы к созданию адаптивных информационных систем образовательного назначения. Проведен обзор, анализ существующих информационных систем в образовании на предмет их дидактической полезности. Выделены противоречия, нарушающие основные тенденции современного образования – дифференциацию и интеграцию.

Ключевые слова: автоматизации учебного процесса, адаптивный блок интеллектуальной поддержки процесса обучения, индивидуальная траектория обучения, информационная система, информационная среда учебного заведения


PROBLEMS AND CONTRADICTIONS IN IMPLEMENTATION OF ADAPTIVE INFORMATION SYSTEMS IN EDUCATION

Zvezdichev Grigory Jurevich
NOU VPO Institute of world economy and Informatization
PhD, Assistant Professor of the Department of Economics and customs

Abstract
Abstract: the article considers main methodical approaches to building adaptive information systems for educational purposes. Review, analysis of existing information systems in education for their didactic usefulness. Highlighted contradictions that violate the basic tendencies of modern education – differentiation and integration.

Keywords: automation of the educational process, individual learning trajectory, information system, the adaptive unit of intellectual support of the learning process, the information environment of the educational institution


Библиографическая ссылка на статью:
Звездичев Г.Ю. Проблемы и противоречия внедрения адаптивных информационных систем в образовании // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://ekonomika.snauka.ru/2016/02/10673 (дата обращения: 29.09.2017).

Развитие информационных систем их растущая доступность в последние годы не могло ни сказаться на их активном внедрении в образовательные учреждения. На рынке все больше появляется продуктов, которые можно и нужно использовать в образовательном процессе. Это и сложные системы автоматизации учебных заведений от детского сада до многопрофильного учебного заведения с сетью филиалов. Это различные обучающие программные продукты, повышающие эффективность систем обучения. Это и специализированные технические средства, которые созданы специально для использования в образовательных целях, например электронные планшеты, которые могут заменить десятки бумажных учебников, интерактивные доски, сеть Интернет, которая предоставляет доступ учащимся к различным базам знаний.  Перечисленные средства ИКТ значительно увеличило объем доступной информации, качество и скорость работы с ней по сравнению с предшествующим периодом времени, когда основным носителем информации были бумага, кино-, фотопленки и др. Но, к сожалению, не нельзя отрицать и проблем, которые возникают в связи с активным проникновением информационных технологий в систему образования. Основная, нам видится в огромных объемах информации в базах знаний, которая не всегда хорошо структурирована и методически и методологически правильно используется в учебном процессе, что ограничивает их применение в учебном процессе без предварительных настроек, создания специальных фильтров и систем поиска нужной информации для учебных и образовательных задач, повышает трудоемкость образовательного процесса.

Для решения задач, стоящих перед современным образованием, нужна эффективная, гибкая, модульная система, базирующаяся на наиболее передовых технологиях и средствах обучения [1].

В настоящее время появился целый ряд информационных систем автоматизации учебного процесса в образовательных учреждениях, представлены специализированные решения для учебных заведений, изначально создаваемые с учетом российских законов об образовании и, в частности специфики управления общеобразовательными и высшими учебными учреждениями. Однако, большинство из них не учитывает две основные тенденции современного образования – дифференциацию и интеграцию и не адаптированы   к стремительно развивающимся компонентам информационно-образовательной среды.

Рассмотрим некоторые, из заслуживающих на наш взгляд внимания автоматизированных информационных систем (АИС), обеспечивающих автоматизацию учебного процесса в общеобразовательных школах и высших профессиональных учебных учреждениях [2].

NetSchool – комплексная автоматизированная информационная система управления современной школой, ее основная задача поддержание единой информационной среды в рамках школы, возможность интеграции с другими программами (системы тестирования, учебные курсы, программы составления расписания, системы контроля доступа и др.). Важным достоинством данной системы является возможность работы с любыми операционными системами: Windows, MacOS или Linux. Достаточно лишь установить на компьютер один из браузеров: Internet Explorer 7.0 или выше, Mozilla Firefox 3.0 или выше, Opera 10 или выше, Google Chrome 4.0 или выше, Safari 3.0 или выше.

NetSchool предоставляет пользователям следующие возможности:

  • Полная автоматизация всей внутренней отчётности для органов управления образованием;
  • доступа к сведениям о сотрудниках, обучаемых, родителях;
  • мониторинга движения обучаемых;
  • ведения расписания уроков, школьных и классных мероприятий;
  • оперативного получения и анализа информации об учебном процессе для принятия управленческих решений;
  • конструирования собственных отчётов.
  • Возможность автоматического составления отчётов об успеваемости и посещаемости;
  • ведения электронного классного журнала;
  • ведения календарно-тематических планов;
  • доступа к расписанию, просмотра классных и школьных мероприятий;
  • подготовки и проведения тестирования отдельных обучаемых или всего класса;
  • работы с мультимедийными учебными курсами, подключенными к электронному классному журналу NetSchool;
  • ведения портфолио своих проектов и методических разработок.
  • доступа обучаемого к своему расписанию, электронному дневнику с оценками, домашними заданиями и задолженностями по предметам;
  • получения отчётов о своей успеваемости и посещаемости;
  • ведения обучаемым портфолио своих проектов и достижений.
  • дистанционного обучения в рамках школьного учебного процесса.
  • оперативного контроля по Интернет за посещаемостью и успеваемостью обучаемого (через электронный дневник);
  • оперативного просмотра отчётов по успеваемости обучаемого и расписания занятий;
  • получения рассылок от классного руководителя на мобильный телефон в виде SMS: отчёты об успеваемости, информация о собраниях, мероприятиях, поездках, отмене занятий и др.;
  • делать SMS-запрос с мобильного телефона на специальный короткий номер (например, прогнозируемые оценки за четверть);
  • поддерживать связь с классным руководителем или учителем-предметником обучаемого с помощью внутрисистемной электронной почты;

Каждый пользователь имеет индивидуальные имя и пароль для входа в NetSchool. При этом атрибуты доступа к разным частям базы данных школы имеют гибкую настройку.

Внедрение NetSchool обеспечивает возможность:

  • полного перехода от бумажного классного журнала к электронному;
  • создания открытого информационного пространства;
  • повышения открытости образовательного процесса (наличие доступа родителей к информации об учебном процессе, что положительно влияет на посещаемость и успеваемость обучаемых).

Гибкая настройка системы NetSchool позволяет пользователям:

  • выводить информацию на печать в форматах Microsoft Excel и OpenOffice Calc для её последующей обработки;
  • оперативно прослеживать изменения в учебном процессе (например, замена учителей и движение обучаемых);
  • вводить любые типы учебных периодов: четверти, триместры, полугодия и др.;
  • применять гибкую (не только 5-балльную) систему оценок; применять гибкий механизм подгрупп по предметам, профилей и компонент в учебном плане, и др.

При наличии фиксированного IP-адреса в Интернете, есть возможность обращаться к NetSchool через Интернет. При этом пользователь не привязан к своему рабочему месту и может работать в системе с любого компьютера, например, обучаемый и родитель с домашнего компьютера.

LMS «Школа» предоставляет пользователям следующие возможности:

  • автоматизированного составления отчетности, автоматического и ручного составления расписания, учета поступления и движения обучаемых, учета изменений в кадровом составе и др;
  • ведения тематического планирования, электронного классного журнала и дневника, использования в учебном процессе цифрового образовательного контента;
  • удаленного доступа обучаемого (посредством интернета или интерфейса информационных киосков) к ) к текущей информации по учебному процессу: расписанию занятий, домашним заданиям, объявлениям;
  • удаленного защищенного доступа родителей (посредством интернета) к текущей информации по учебному процессу: оценкам, расписанию занятий, домашним заданиям своего ребенка; получать информацию об оценках своего ребенка в виде sms / e-mail−сообщений.

Кроме того данная информационная система имеет следующие дополнительные модули:

  • электронный дневник обучаемого;
  • веб-сайт школы;
  • информационный киоск;
  • систему централизованной отчетности по учреждениям;
  • систему sms и email уведомлений;
  • единую электронную базу данных учебных материалов;
  • видеоурок;
  • систему дистанционного обучения;
  • систему управления контролем доступа;
  • электронное меню столовой;
  • управления учебным и тематическим планом.

Модуль управления учебным и тематическим планом позволяет создавать и редактировать учебную структуру всех школьных предметов для всех классов, составлять и редактировать учебный план по годам обучения, планировать занятия по определенной программе, составлять тематический план с возможностью привязки электронных образовательных материалов к плану.

«КМ-Школа» − это информационный интегрированный продукт для общеобразовательной школы, базирующийся на использовании сетевых технологий (Интернет/Интранет). «КМ-Школа» создан компанией «КМ Образование» − поставщик услуг и решений для обучения и поддержки педагогов образовательных учреждений, использующих в своей работе разработку компании «Кирилл и Мефодий» ИИП «КМ-Школа». Он объединяет следующие компоненты:

1)    База знаний. Содержит более 2,5 млн. систематизированных информационных объектов: уроков с 1 по 11 класс по всем предметам, тестов, медиатек и библиотек, тренингов, курсов развития личности и др.;

2)    Систему доставки и управления образовательным мультимедийным контентом базы знаний, учебными ресурсами для проведения интерактивных занятий;

3)    Средства для автоматизации управления учебным процессом школы: автоматизированные рабочие места директора, завуча, библиотекаря, учителя, системного администратора, обучаемого и его родителей; электронный журнал; конструктор веб-сайта школы;

4)    Программный комплекс. Содержит инструменты для реализации разнообразных форм и методов обучения (информационно-рецептивный, репродуктивный, проблемный, эвристический, исследовательский) обучения и организации внеклассной работы, проведения факультативных занятий, автоматизации процессов управления школой, контроля и формирования отчетности;

5)    Интернет-сервисы, обеспечивающие:

  • круглосуточный доступ к Базе знаний как локальный, так и внешний;
  • возможность создания Интернет сайта образовательного учреждения;
  • методическую и техническую поддержку;
  • обучение пользователей.

«1С:Электронное обучение» − программные продукты фирмы 1С, разработанные для организации и проведения электронного и смешанного обучения в организациях различного типа, в том числе и учебных заведениях. В настоящее время представлены три информационных системы, позволяющих автоматизировать учебный процесс:

АИС Образование − это автоматизированная информационная система, предназначенная для повышения эффективности совместной работы различных подразделений учебного заведения [2]. Использование единой информационной базы, единых технологических решений, а также гибкой системы управления доступом к элементам информационной системы делает процесс управления более прозрачным и эффективным. Модули данной АИС поддерживают работу приемной комиссии, деканата, отдела кадров студентов, учебной части, отдела финансового сопровождения договоров.

Примечательно, что все необходимые программные продукты, используемые в системе АИС Образование (включая операционную систему и СУБД), относятся к классу программ общего доступа (open source), а следовательно предоставляются бесплатно.

Система АИС Образование активно используется в Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения на всех этапах управления учебным процессом.

Очевидно, что все вышерассмотренные информационные системы позволяют в той или иной степени построить единое информационное пространство школы с точки зрения администрирования деятельности, планирования, организации и управления учебным процессом школы. Можно сказать, что данные информационные системы интегрируют основные функции организации электронного обучения − регистрацию учащихся, поддержку самостоятельной учебной работы, организацию индивидуального и группового взаимодействия учащихся и учителей, промежуточное и итоговое тестирование и ряд других функций, поддерживающих, в первую очередь, дистанционные формы организации учебного процесса. Тем не менее, применение специализированных инструментальных высокотехнологичных средств электронного обучения в данных системах создает предпосылки, но не гарантирует высокого дидактического качества ЭОР и учебного процесса. Более того, в процессе автоматизированного обучения сложился целый ряд противоречий, нарушающих две основных тенденции современного образования – дифференциацию и интеграцию.

Устранению двух указанных противоречий может служить введение в подсистему АИС, обеспечивающую процесс обучения адаптивного блока интеллектуальной поддержки процесса обучения. Основной целью функционирования данного блока является формирование индивидуальной траектории обучения (ИТО). Для этого процесса исходными данными являются:

  • базы знаний, содержащие структуры соответствующих предметных областей, полученные от учителей;
  • квалификационные требования к формируемым знаниям, умениям, навыкам и степень интегрированности монопредметных областей;
  • полученные специалистов по методике обучения и дидактике и экспертов дидактические требования;
  • модели обучаемых, модель объяснения и модель знаний.

Интеллектуализация архитектуры информационных систем обеспечивает их адаптивные свойства. Специальная база знаний поддерживает постоянно развиваемую модель предметной области, которая принципиально является ядром таких систем. Наличие таких предметных областей и задач автоматизации, обусловливает оптимальность использования данного принципа при создании автоматизированной системы. В большинстве случаев, трудность алгоритмизации структур данных предметных областей (задач автоматизации) вызвана сложностью самих структур. Постоянные и частые изменения (даже несущественные), затрагивающие как бизнес-процесс, так и значения некоторых данных, участвующих при выработке решений, вызывают необходимость модифицировать тот или иной процесс системы. Это в свою очередь связано с необходимостью анализа больших объёмов кода. В качестве примера таких предметных областей можно привести области, связанные с системой управления вузом, школой, системой управления персоналом, экономикой и т.д.

Одно из преимуществ такой адаптивной информационной системы является возможность редакции базы знаний и влияния на работу системы в целом (изменение критических алгоритмов, данных, участвующих в процессе выбора решения). Интеллектуальная подсистема имеет универсальную структуру независимо от её наполнения. Таким образом, адаптивный блок системы можно применять в различных адаптивных информационных системах без каких-либо изменений.

Если говорить о процессе управления образовательным учреждением, то внедрение подобных информационных систем позволяет:

  • повысить эффективность образовательного процесса;
  • быстро адаптироваться к изменяющимся условиям;
  • повысить качество информационного обеспечения управления;
  • ликвидировать дублирование в сборе информации, потерю нужной информации;
  • оптимизировать сложившиеся каналы сбора информации и обеспечить более полное удовлетворение информационных потребностей руководителей и педагогов;
  • сократить время выработки управленческих решений;
  • создать интегрированную отчетную систему, специально предназначенную для помощи руководителям в планировании, осуществлении и контроле деятельности своего учреждения.
  • автоматизировать процесс контроля результатов учебной деятельности, тестирование; генерацию и предоставление заданий в зависимости от уровня подготовки конкретного обучаемого;
  • автоматизировать и оптимизировать планирование учебного процесса.

Структурная схема адаптивного блока, требования к функциональным возможностям адаптивных автоматизированных информационных систем, а также основные сложности, возникающие при проектировании и реализации подобных систем подробно рассмотрены в [3]. Там же приведены и примеры действующих адаптивных автоматизированных информационных образовательных систем.

Многие из рассмотренных выше возможностей автоматизированных информационных систем, применяемых в учебном процессе предоставляют облачные технологии. В этом смысле их можно рассматривать как альтернативу традиционным автоматизированным системам, применяемым в образовании. Кроме того, построение информационно-образовательной среды учебного учреждения на базе облачных технологий имеет такие важные преимущества как открытость и экономичность.

В частности в [3] и целом ряде других исследований, авторы подчеркивают, что использование облачных технологий дает возможность образовательным учреждениям: экономить средства на приобретение программного и аппаратного обеспечения; проводить многие виды учебной работы в on-line режиме; экономить средства на оплату технических специалистов; экономить дисковое пространство.

Пакет web-сервисов Google Apps для учебных заведений (http://www.poznaysebia.com/2012/11/30/tehnologii-google-v-obrazovanii/), использование которого ориентировано на облачные инфраструктуры, является одним из инструментов построения информационно-образовательной среды учебного заведения. Использование данного пакета позволяет организовать эффективное информационное сетевое взаимодействие участников образовательного процесса, спланировать совместную деятельность и обеспечить их инструментами для совместной работы над документами в удаленном режиме.

Использование набора эффективных, безопасных и бесплатных инструментов из пакета Google Apps дает возможность образовательным учреждениям решать задачи управления и администрирования, организовать информационно-методическую поддержку образовательного процесса, активно использовать дистанционные формы обучения, в том числе и проведение вебинаров, создавать электронные сетевые портфолио учителей и учащихся; формировать сетевое педагогическое сообщество.

Одной из интересных дополнительных возможностей Google Apps является возможность пользоваться социальной сетью Google+. Подключение Google+ в домене Google Apps для образования обеспечивает дополнительные возможности, такие как пользование видеочатами и видеотрансляциями, хранение фотографий и представление их в общий доступ, планирование мероприятий и др.

Подробно дидактический потенциал Google-сервисов для организации учебной, проектной, исследовательской, самостоятельной, внеурочной работы учащихся рассмотрен в [3], приведен опыт использования пакета сервисов Google Apps в образовательных учреждениях Нижегородской области, который показал их перспективность для построения комфортной и безопасной информационно-образовательной среды.

На основе анализа существующих информационных образовательных систем можно сделать вывод, что применение специализированных инструментальных высокотехнологичных средств электронного обучения в данных системах создает предпосылки, но не гарантирует высокого дидактического качества ЭОР и учебного процесса. Более того, в процессе автоматизированного обучения сложился целый ряд противоречий, нарушающих две основные тенденции современного образования – дифференциацию и интеграцию.

Устранению двух указанных противоречий может служить введение в подсистему АИС, обеспечивающую процесс обучения адаптивного блока интеллектуальной поддержки процесса обучения. Основной целью функционирования данного блока является формирование индивидуальной траектории обучения (ИТО).

Интеллектуализация архитектуры информационных систем обеспечивает их адаптивные свойства. Специальная база знаний поддерживает постоянно развиваемую модель предметной области, которая принципиально является ядром таких систем. Наличие таких предметных областей и задач автоматизации, обусловливает оптимальность использования данного принципа при создании автоматизированной системы. Внедрение подобных информационных систем позволяет:

  • повысить эффективность образовательного процесса;
  • быстро адаптироваться к изменяющимся условиям;
  • повысить качество информационного обеспечения управления;
  • ликвидировать дублирование в сборе информации, потерю нужной информации;
  • оптимизировать сложившиеся каналы сбора информации и обеспечить более полное удовлетворение информационных потребностей руководителей и педагогов;
  • сократить время выработки управленческих решений;
  • создать интегрированную отчетную систему, специально предназначенную для помощи руководителям в планировании, осуществлении и контроле деятельности своего учреждения.
  • автоматизировать процесс контроля результатов учебной деятельности, тестирование; генерацию и предоставление заданий в зависимости от уровня подготовки конкретного обучаемого;
  • автоматизировать и оптимизировать планирование учебного процесса.

Кроме того, построение информационно-образовательной среды учебного учреждения на базе облачных технологий имеет такие важные преимущества как открытость и экономичность.


Библиографический список
  1. Шихнабиева Т.Ш. Использование адаптивных семантических моделей для представления и структуризации знаний в системах образовательного назначения / Материалы V международной научно-технической   конференции  «Открытые семантические технологии  проектирования интеллектуальных систем»  Open Semantic Technologies for Intelligent Systems OSTIS-2014 19 –21 февраля 2014 г. Минск. Республика Беларусь).
  2. Ваграменко Я. А., Яламов Г.Ю. Технико-технологические требования к адаптивной автоматизированной системе управления учебным процессом в общеобразовательной школе // Педагогическая информатика. – 2014. – №4. – С. 3-19.
  3. Автоматизированная информационная система «Образование» // Веб-ресурс: http://ais.guap.ru/.
  4. Круподерова К. Р., Шевцова Л. А. Формирование информационно-образовательной среды на основе облачных технологий // Педагогическая информатика. – 2015. – №2.


Все статьи автора «Звездичев Григорий»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: