Использование технологий дистанционного обучения в изучении программирования

Автор: Лотоцкая Наталья Георгиевна

Организация: МБОУ Щебетовская школа им. М.А.Македонского

Населенный пункт: Республика крым, Феодосийский район, пгт.Щебетовка

Аннотация. В статье проводится анализ уровня востребованности дистанционного обучения и перспектив его развития, выделяются и описываются основные и наиболее актуальные направления в развитии онлайн-образования. Феномен онлайн-образования обуславливает создание и организацию методов, с помощью которых можно развивать инструменты образовательного процесса, учитывая особенности сформировавшихся уникальных потребностей всех его участников.

Ключевые слова: интернет-технологии, информационная среда, дистанционное обучение, онлайн-курс, массовый открытый онлайн-курс.

 

Постановка и актуальность проблемы. Образование в ХХІ ст. стало одним из важнейших факторов, которые влияют на развитие стран. Это связано с тем, что современное общество базируется на знаниях, формирование которых, в свою очередь, обуславливает повышение роли человеческого фактора, компетенций специалиста, его способности эффективно действовать в соответствии с новыми условиями.

Для того, чтобы успешно реализовать себя на рынке труда, условие наличия высшего образования у работника уже не является определяющим. Современный специалист должен обладать рядом психологических свойств, профессиональными умениями и навыками, используя которые он мог бы решать нестандартные и нетипичные задачи, гибко приспосабливаться к неожиданным ситуациям, рационально, творчески, самостоятельно решать самые разнообразные рабочие ситуации, генерировать новые идеи, свободно владеть новейшими технологиями.

Технология дистанционного обучения — это набор инструментов, с помощью которых ученик и преподаватель могут взаимодействовать друг с другом в удаленном формате. Для того, чтобы дать обучающимся знания, не обязательно собирать их в классе или аудитории. Лекции, уроки, практические занятия можно успешно проводить в режиме онлайн. Расскажем подробно об особенностях внедрения дистанционных технологий обучения.

По оценке представителя компании Maximum Education, 10-20% школьников нашей страны занимается онлайн по программам дополнительного среднего образования (рис.1).

Рис.1. Возрастная структура обучающихся по дополнительным образовательным программам в России

С точки зрения состава участников, сегмент дополнительного школьного образования заметно фрагментирован, и значительную часть его составляют работающие в офлайн репетиторы. Среди участников рынка образовательных услуг, которые действуют в онлайн, можно выделить компании «Алгоритмика», «Учи.ру», «Фоксфорд», «ЯКласс», Skyeng. Кроме того, постепенно в индустрию приходят корпорации с продуктами для неё, в том числе МТС, Ростелеком и «Яндекс».

Сегодня основной состав игроков на рынке массовых открытых онлайн-курсов для российской системы образования таков: «Лекториум», «Универсариум», OpenEdu, отчасти — Stepik.

В технологическом отношении направление дополнительного школьного образования также является одним из драйвера российского EdTech.

Особое место в профессиональной деятельности специалистов по информационным технологиям занимают навыки самостоятельного получения новых знаний, умений и навыков, самоорганизации и постоянного повышения своей квалификации, поскольку информационные технологии находятся в постоянном развитии: каждый год растет степень интеграции микросхем, появляются новые технологические решения аппаратного обеспечения. цифровых устройств, новые технологии (активно развиваются робото-технические системы, системы искусственного интеллекта, Internet of Things, 3-D печать и др.), происходит «старение» одних языков программирования и создание новых, обновляются и создаются новые библиотеки к ним, и это не говоря уже о постоянном совершенствовании программного обеспечения, появлении новых функций и возможностей их использования. Поэтому «старение» знаний в сфере информационных технологий происходит в несколько раз быстрее, чем в других научных и профессиональных отраслях [3].

В связи с этим возникает острая необходимость в подготовке конкурентоспособного специалиста по информационным технологиям, способного ориентироваться в меняющемся информационном обществе и способного к самообучению. Для этого необходимо, прежде всего, обеспечить формирование у будущих ИТ-специалистов знания по теоретическим основам их функционирования, общие знания (умение учиться, общаться на иностранном языке, работать в условиях неопределенности, планировать свою нагрузку и эффективно распределять работу, поддерживать высокую работоспособность и т.п.) и профессиональные (умение быстро и легко овладевать новыми информационными технологиями, применять новые стандарты в области информационных систем и технологий, обрабатывать и отбирать нужные данные среди имеющегося информационного коллапса в глобальной сети, формировать новые конкурентоспособные идеи и реализовывать их в проектах, разрабатывать бизнес-решения и оценивать новые технологические предложения и др.) компетентности [5].

Так, одним из путей, обеспечивающих решение проблемы подготовки специалиста по информационным технологиям, который умеет быстро овладевать новыми знаниями и информационными технологиями, способен учиться на протяжении всей жизни, является использование массовых открытых онлайн-курсов. Отметим, что внедрение онлайн-курсов для изучения дисциплин не связано с отказом от традиционных форм обучения, а является дополняющей к уже существующим формам обучения [4].

Поскольку дистанционное образование и массовые открытые онлайн (дистанционные) курсы – два тесно связанных понятия, то проведем краткий анализ исследований по данной проблематике.

Экспериментальное исследование заключалось в привлечении учеников 7-9 классов при изучении уроков «Программирования» к использованию массовых открытых онлайн курсов. Исследование проводилось на базе Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Щебетовская школа им. М.А. Македонского г. Феодосии Республики Крым», в ходе прохождения преддипломной и производственной практики.

Изучение программирования развивает память, логическое мышление, креативность, самоорганизованность, устойчивость и интеллектуальные способности обучающегося. В настоящее время количество часов, предусмотренных программой по программированию, выделенных на изучение темы «Алгоритмы и программы», а также «Основы объектно-ориентированного программирования» можно считать более чем достаточным. Такой объем и содержание направлены на то, чтобы после окончания школы ученики могли бы иметь начальные навыки программирования, а также уметь их применять для решения практических задач в различных видах деятельности.

Вместе с этим, в помощь ученикам и студентам разработаны разнообразные тренировочные среды разработки, а также обучающие веб-ресурсы и сайты. Эти платформы направлены на изучение современных и простых языков, например, таких как Python. Однако, существующие веб-ресурсы не совсем пригодны к использованию при изучении темы «Алгоритмы и программы». Поэтому актуальным вопросом является поиск и изучение простой в применении, но содержательно наполненной учебно-тренировочной среды для изучения основ программирования на языке Python.

Stepik - российская образовательная платформа и конструктор онлайн-курсов. Платформа разрабатывает алгоритмы адаптивного обучения, сотрудничает с авторами MOOC, помогает в проведении олимпиад и программ переподготовки. Цель — сделать образование открытым и удобным. Сегодня среди охваченных курсами тем: программирование, информатика, математика, статистика и анализ данных [8].

Кроме того, на платформе можно создавать образовательные материалы. Можно создавать онлайн курсы, интерактивные уроки с видео и различными типами заданий для студентов, приватные курсы для ограниченной аудитории, проводить олимпиады и конкурсы, запускать программы профессиональной переподготовки и повышения квалификации, а также обучать своих сотрудников и клиентов.

Целью исследования является проведение анализа популярных программных средств обучения программированию, а также описание основных принципов работы с учебно-тренировочной средой Stepik.

Результаты исследования. С каждым годом все большую популярность при изучении информатики в образовательных организациях приобретает использование современных объектно-ориентированных языков программирования. В основном это обусловлено тем, что синтаксис таких языков достаточно прост в изучении, а сами языки разработаны по объектно-ориентированной парадигме программирования, что в свою очередь гораздо проще в понимании того, по какому принципу создаются и взаимосвязаны программные объекты.

Одним из таких языков, что приобрело незаурядную популярность среди студентов можно считать язык Python. Кроме того, что создание программ с ее использованием происходит достаточно просто, по популярности в использовании в реальных проектах она не уступает ни одному из известных языков. Таким образом, при системном изучении основ программирования, в том числе на языке Python, студентами могут начать разработку своих собственных учебных онлайн- курсов [1, 2, 7].

Для реализации такого подхода могут быть полезны разнообразные тренировочные и учебные среды программирования, а также разнообразные веб-ресурсы для изучения основ программирования. На сегодняшний день таких сред для языка Python существует не так много, но не все они могут использоваться [3].

Для определения требований к программному обеспечению, которое может использоваться при изучении темы «Алгоритмизации и программирования» студентами, было проанализировано содержание типовой программы по информатике для учащихся 6-9 классов [4], и инструктивно-методические рекомендации по обучению предметов заведениях общего среднего образования в 2023/2024 учебном году [5]. Таким образом, был сформирован ряд требований, которым должны соответствовать учебно-тренировочные среды программирования:

• программное обеспечение должно быть лицензировано. В случае, если привлечение средств для приобретения программного обеспечения невозможно, рекомендуется использовать программное обеспечение с открытым программным кодом [6];
• интерфейс программного средства должен быть русскоязычным, понятным и простым для пользователей;
• средство должно поддерживаться на большинстве платформ, свободно использоваться на разных устройствах;
• программная среда должна быть удобной в использовании: без сбора ненужных сведений о пользователе, не требуют сложного процесса авторизации или регистрации, не требуют создания и сохранения дополнительных файлов и других данных на компьютере пользователя;
• использование программного средства пользователем не должно нуждаться в значительном количестве ресурсов персонального компьютера, и его должно быть комфортно использовать на устройствах со средними характеристиками.

Таким образом, для определения соответствующих этим требованиям программных сред был проведен анализ популярных дистанционный учебный курс, обучающих и тренировочных веб-ресурсов. К таким можно отнести: веб-ресурсы Stepik Python, J00m.ru, Rustore.ru, Real Python.

– это комплекс логически структурированных учебно-методических материалов, предназначенных для организации индивидуального и группового обучения с использованием технологий дистанционного обучения (преимущественно с использованием CMS или LMS-систем). Доступ к дистанционному учебному курсу обеспечивается средствами ИКТ с использованием сети Интернет, а взаимодействие с преподавателем (или Тюдором) происходит обычно в асинхронном режиме.

Отличием дистанционных учебных курсов от дистанционных обучающих курсов является автоматизация обучения на них, поскольку при увеличении количества учеников и студентов не нужно увеличивать штат работников. Большая часть вопросов, возникающих в процессе прохождения курса, может решаться в чатах, социальных сетях на форумах, поскольку курс привлекает слушателей, которые в процессе обучения самоорганизуются для достижения целей, уровня знаний и навыков, а также по общим интересам. Массовые открытые онлайн курсы обычно содержат видео уроки, теоретический материал, представленный средствами веб технологий, задачи с обратной связью и форумы, использование которых позволяет слушателям курсов взаимодействовать с преподавателями и между собой.

К важным общим характеристикам всех рассматриваемых средств можно отнести их web-ориентированность. Ни одно из средств, даже при загрузке соответствующего приложения на смартфон, не может быть использовано в полной мере. Проверка программного кода производится на удаленном сервере, на котором и размещены учебные материалы [7].

Удобство такого подхода заключается в отсутствии необходимости постоянного обновления баз учебного материала пользователем, что обязательно должно происходить при разработке программных средств для персональных компьютеров. В таком случае, процесс автоматической проверки решений значительно ускоряется, ведь не зависит от технического обеспечения персонального компьютера пользователя. До этого, зарегистрировавшись в сервисе, пользователь может легко изменить рабочее устройство, а процесс его работы и обучения будет сохранен.

С другой точки зрения, использование web-ориентированного подхода не позволяет пользователю осуществлять свое обучение на устройствах, не подключенных к сети Интернет. Учитывая тот факт, что не все школы имеют доступ к глобальным службам сети Интернет, а иногда скорость соединения не превышает 50-100 Мбит/сек, чего абсолютно недостаточно для работы. Также важным, а возможно и решающим фактором может быть потребность в регистрации учетной записи пользователя для дальнейших действий на сайте.

J00m.ru. Таким образом, процесс авторизации может длиться несколько минут, учитывая возраст детей, что в свою очередь повлияет на работу учащихся класса на уроке информатики, время которого ограничено.

К тому же, не все обучающие сервисы имеют встроенные среды разработки программного обеспечения, поэтому для работы с этими сайтами нужно дополнительно установить то или иное программное обеспечение и осуществлять постоянный переход между программными окнами [6].

Именно поэтому также были проанализированы популярные веб-ресурсы с онлайн-курсами по изучению языка Python. К ним можно отнести: Stepik Python, Joom.ru, Rustore.ru [8].

В результате анализа трех популярных веб-ресурсов для изучения языка Python было определено, что основными недостатками являются англоязычный интерфейс и использование интерпретатора Python Shell для запроса и вывода данных. Также все веб-ресурсы для персональных компьютеров требуют обязательной сохранности программных файлов для выполнения кода.

Из анализа понятно, что имеющиеся учебные и тренировочные средства недостаточно разработаны с методических позиций для использования на уроках информатики в заведениях общего среднего образования, ведь ни одна среда не отвечает всем или большинству требований, приведенных ранее.

1. Joom.ru предлагает обширную коллекцию задач на различные языки программирования и обеспечивает систему проверки решений. Вы можете выбрать задачи в соответствии с вашим уровнем и языком программирования и получить обратную связь от других разработчиков.

2. Rustore.ru - это онлайн-среда для решения задач по программированию. Он предлагает алгоритмические задачи на нескольких языках программирования и позволяет соревноваться с другими разработчиками.

К российским образовательным платформам для обучения основам программирования можно отнести Stepik, на которой размещен онлайн-курс «Программирование на Python». Важно отметить, что для продуктивной работы с его использованием нужно иметь хорошее интернет-соединение. Интерфейс сайта переполнен разнообразными рекламными материалами, что может проинформировать обучающихся о новых онлайн-курсах.

Изучение основ программирования на языке Python с использованием онлайн-курсов Stepik Python для обучающихся дает дополнительные знания в изучении программирования, возможности выполнения практических задач. При этом интерес обучающихся в изучении программирования увеличивается. Авторы статьи провели опрос учеников 7, 8, 9 классов, которые прошли бесплатный онлайн-курс «Программирование на Python» на образовательной платформе Stepik (рис. 2).

 

Рис. 2. Результаты опроса обучающихся относительно онлайн-курса «Программирование на Python» на образовательной платформе Stepik

На основе полученных результатов, можно сделать следующие выводы. В онлайн-курсе по программированию на языке Python обучающиеся ознакомились с базовыми понятиями программирования. Едва ли возможно научиться программировать без практики, поэтому в качестве домашних заданий было предложено довольно много задач, в которых можно было потренировать своё умение программировать.

Проверка проводилась автоматической системой, поэтому была осуществлена быстрая обратная связь. В силу большого количества участников курса, преподаватели не смогут давать индивидуальных советов по каждой программе, но если возникают проблемы, то их всегда можно обсудить с однокурсниками в комментариях к задачам.

Также в курсе присутствовало несколько задач повышенной сложности, которые являются необязательными для прохождения курса, однако желающие могут поломать голову над разработкой алгоритмов и реализацией программ к этим задачам. Курс подготовлен на базе программы Института биоинформатики.

Для того, чтобы обойти трудности в восприятия нового, достаточно сложного учебного материала, следует выбирать простые, но практические языки программирования, а также использовать разнообразные тренировочные и учебные образовательные платформы для изучения программирования.

Заключение. Проведенный обзор обучающих онлайн-ресурсов дополняет научную базу по проблематике онлайн-образования и создания массовых открытых онлайн-курсов. Среди современных лидеров российского образовательного онлайн пространства EdTech, часть относится именно к направлению дополнительного школьного образования, включая «Алгоритмику», «Учи.ру» и «Фоксфорд». Кроме того, в этом сегменте образовательных онлайн-сред стремятся закрепиться крупные корпорации, такие как «Яндекс», МТС, Ростелеком. Обучающиеся могут воспользоваться эффективной образовательной платформой Stepik для более глубокого изучения языков программирования (например, Python) в виде онлайн-курсов, конкурсов, проектов, тренировочных задач.

 

Список использованных источников

1. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Информатика. 7 – 9 классы. Методическое пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2024.- 342с.
2. Лапчик М.П., Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Методика преподавания информатики: учеб. пособие для студ. пед. вузов. М.: издательский центр «Академия», 2020.- 246с.
3. Николаева И.В., Давлетярова Е.П. Теория и методика обучения информатике. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2021.-168с.
4. Туракулова А. И. Повышение эффективности самостоятельных работ по информатике посредством технологий эвристического обучения // Молодой ученый. Казань: 2024.- №5.- С.26-32.
5. Угринович Н.Д., Самылкина Н.Н. Информатика 7–9 классы. Рабочая программа. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2024.- 168с.
6. Прядко С.Н. Анализ показателей рынка и перспективы развития онлайн-образования в сегменте массовых открытых онлайн-курсов Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Экономика. 2023. № 2.Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Economics. 2023. N. 2.ISSN 2073-5537 (Print), ISSN 2309-9798 (Online)
7. PYTHON. Задачи на списки // Информатика Эксперт URL: [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://informatikaexpert.ru/python-zadachi-na-spiski/ (дата обращения: 09.07.2024)
8. Stepik [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://stepik.org/catalog
9. Самчинская Я.Б., Алешов В.В., Алешов Е.В. Онлайн-ресурс «Stepik» как инструмент адаптивного обучения в системе высшего образования при подготовке педагогов. Институциональные тренды обеспечения качества жизни населения сельских территорий: Материалы VII международной научно-практической конференции (памяти заслуженного деятеля науки РФ, профессора Багмута А.А.). Краснодар: Краснодарский ЦНТИ – филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России, 2023. С.517-522.
10. Самчинская Я.Б., Алешов В.В. Технологии визуализации информации в университетском курсе «Технологии цифрового образования» при подготовке будущих педагогов. Образование в новых регионах Российской Федерации: реалии и перспективы: Материалы первой региональной научно-практической конференции, Ялта, 30 ноября 2023 года. – Симферополь: ООО "Издательство Типография "Ариал", 2024. – с.248-254. – ISBN 978-5-907819-16-0
11. The 9 Most In-Demand Programming Languages of 2024 // Coding DOJO blog URL: https://www.codingdojo.com/blog/9-most-in-demand-programming- languages-of-2023 (дата обращения: 09.07.2024).

Опубликовано: 14.06.2025