Платформа за обучение по математика | Защитена на: 01/01/1900

Развитието на пандемията в последните години накара обществото да преосмисли значението на електронното обучение и ползата от него за обучаемите. Невъзможността винаги обучителните дейности да се осъществяват присъствено налага всичките образователни и обучителни процедури да могат да бъдат приложени и в рамките на електронна среда. В тази връзка в последните десетилетия в глобален мащаб бяха създадени множество системи, платформи и специализирани модули за провеждане на електронно обучение. Тези софтуерни продукти са с общо предназначение за провеждането на цялостно електронно обучение и не са ориентирани към специфичните нужди на някои от учебните предмети и дисциплини. Един от предметите, за които провеждането на електронно обучение посредством действащите в страната софтуерни системи и платформи не е достатъчно ефективно и не подпомага достатъчно работата на преподавателя за качествено провеждане на учебните занятия, е математиката. Към момента в българското образование начинът на провеждане на електронното обучение по математика с нищо не се различава от методиките, по които се провеждат обученията по другите учебни предмети. По отношение на асинхронното математическо обучение използваните за образованието и обучението по математика електронни системи позволяват качването на статични учебни материали, които да се преглеждат от обучаемите, но не дават възможност за качването на видео записи на съответните уроци/лекции. За преодоляването на този проблем и гарантирането, че записите от уроците ще достигнат само до обучаемите и никои други лица, преподавателите използват крайнo неефективни и вреемки процедури като пращане по имейли и ограничаване на достъпа до видеата до точно определени лица. Другият подход за справянето с този проблем е качването на видеата в платформи за видео споделяне, което обаче прави възможно виждането на записите и от външни хора, което би било особено съществен проблем за частни образователни институции, както и за преподаватели, които биха искали техните учебни материали да бъдат защитени от авторското право. За учителите и учениците е необходим ефективен механизъм видеата от уроците да бъдат качвани директно в ползваната от тях платформа за обучение по математика. По отношение на синхронното обучение преподавателите са принудени да изпозлват няколко различни системи- система за видео връзката с учениците, уеб сайтове и платформи за чертаене и писане в реално време(като интерактивна дъска), както и допълнителни софтуерни системи за математически илюстрации, графики и др. Това прави синхронното обучение конкретно по математика, където учителят винаги се нуждае от дъска, на която да записва преподадения материал, както и допълнителен софтуер за чертежите, особено трудно в електронни условия поради необходимостта от използването на няколко системи едновременно. Преподавателите биха имали нужда от единна система, която да обединява описаните по-горе функционалности за ефективното провеждане на синхронно обучение по математика. 

 

Поставените цели в дипломната работа са:

• Да се направи теоретично и емпирично проучване на обучителния процес по математика в различните учебни институции и мястото, което заемат технологиите в него
• Да се идентифицират, анализират и сравнят по различни критерии съществуващите системи за обучение по математика за синхронно и асинхронно обучение
• Да се извлекат, анализират, верифицират, специфицират и валидират изискванията към системата и на база тях да се определят основните функционалности в системата
• Към всяка една от обособените фунционалности да се асоциира конкретен модул и модулите да бъдат декомпозирани и проектирани и да бъдат определени връзките между тях, създавайки се архитектурата на системата
• Да се изберат подходящи технологии за реализацията на системата и тя да се имплементира, отговаряйки на специфицираните изисквания и взетите архитектурни решения при проектирането
• Да се изготвят тестови сценарии и да бъде осъществено модулно и системно тестване като крайните потребители също да бъдат включени в тестовия процес
• Да се анализират резултатите от тестването и обратната връзка от потребителите като се вземат изводи за системата и се определят насоки за бъдещо развитие

 

Целите са постигнати чрез изпълнение на следните задачи:

• Детайлно проучване на обучението по математика в страната ни чрез посещения на различни училища и разговори с преподаватели и обучаеми
• Проучване и сравнителен анализ на различните системи и платформи за обучение по математика в глобален мащаб, както и на действащите платформи рамките на българската образователна система. Сравняване на база предлаганите от тези системи функционалности както във връзка със синхронното, така и с асинхронното обучение по математика
• Анализ на изискванията(функционални и нефункционални) на заинтересованите лица в обучителния процес по математика и дефиниране на нуждите им по отношение на електронното математическо обучение.
• Обособяване на основните функционалности за провеждане на ефективно обучение по математика и проектиране на решението на база тях, следвайки се модерните концепции за разделение на бизнес логиката от представянето на данните.
• Проучване на възможните технологии за реализацията на проекта, сравнителен анализ на тези технологии в зависимост от степента на владеене на разработчика, избор на конкретни технологии и реализация на системата с тези технологии, следвайки се документираните изисквания и взетите архитектурни решения
• Определяне на тестови сценарии за всеки един от основните модули в зависимост от потока на данни и възможните действия на потребителите и изпращане на анкети до заинтересованите лица с цел участието им в тестовия процес. С някои от преподавателите и обучаемите се организират индивидуални интервюта с оглед получаването на по-добра обратна връзка
• Извличане на резултатите от проведеното модулно и системни тестване от реалните потребители, анализиране на тези резултати и обобщаването и визуализирането им с подходящи диаграми.

 

Разработената платформа ще подпомогне протичането на ефективно обучение по математика в електронна среда, тъй като ще осигури възможност начина, по който се провеждат уроците, да бъде максимално удобен и за преподавателя, и за обучаемите. За преподавателите разработената платформа ще даде възможност те да пишат в реално време на електронна дъска, показвайки го на обучаемите, както и да правят математически графики с подходящи математически средства. Освен това те ще могат да качват видео записи на уроците в самата платформа, което би гарантирало, че ако даден обучаем няма възможност да присъства на даден урок, той ще може да изгледа безпрепятствено негов запис и така ще се намали рискът от неусвояване на учебното съдържание. Посочената полза ще бъде и особено голяма за обучаемите, тъй като те ще могат да гледат по всяко време записите на уроците и по този начин по-лесно да научат важната за тях учебна информация. Освен това възможността да гледат в реално време как преподавателя пише на интерактивната дъска и да виждат начертаните математически графики би им помогнала по-бързо да разберат учителя и неговите обяснения и така да си спестят допълнителните усилия по разбирането и усвояването на преподадения материал. Платформата е експериментално тествана от няколко преподаватели и обучаеми и те видимо остават доволни от системата и смятат, че тя би могла да подобри качеството на обучителния процес по математика. Освен това експериментално внедряване, сред 317 преподаватели по математика е проведена анонимна анкета, в която тези преподаватели да могат да изпробват уеб приложението, и да отговорят на 10 въпроса за самата система и нейните функционалности. Накрая резултатите са обобщени и анализирани и изводът от тях е, че учителите смятат, че платформата може да им е от полза, като те харесват всичките функционалности на системата и също така намират, че тя е интуитивна и лесна за използване. Положителните резултати от проучването сред реалните потребители дава оптимизъм, че платформата може да бъде внедрена в системата на българското образование и може да бъде инкрементално подобрявана, добавяйки се многоезичност, функционалности по оценяване на обучаемите, функционалности за автоматично пресмятане на сложни математически конструкции, както и механизми за наличие на видеоконферентна връзка между преподавателя и обучаемите, която да е в рамките на системата. По тази начин авторът запазва своите надежди, че някой ден тази платформа ще стане неизменна част от работното ежедневие на участниците в обучителния процес във всяко учебно заведение, в което се изучава математика.