В статье рассказывается о применении информационных технологий, в частности QR-кодов, в высшем образовании, на примере дисциплины — математический анализ. Излагаются проблемы, которые встают перед преподавателем и студентом в настоящее время. Даётся основная терминология в сфере информационных технологий. Приводятся причины использования такого метода обучения, а так же пример использования QR-кода на занятиях в высшей школе.
Ключевые слова: информационные технологии, интернет технологии, QR-код, web-квест, математический анализ, высшая математика, метод обучения, студент, гаджет, саморазвитие, самостоятельное обучение, современная личность.
Сегодня очень часто употребляется фраза «Человек должен учиться всю свою жизнь». С этим, вряд ли кто-то может поспорить, ведь в эру информационных технологий многие профессии остаются в прошлом и на смену им приходят другие, более продуктивные специальности, которые приносят большую пользу обществу. Связано это с тем, что всё более и более в общественную деятельность внедряются информационные технологии. Информационные технологии (ИТ, также — информационно-коммуникационные технологии) — процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ) [1, c. 401–404].
На сегодняшний день существует колоссальное количество различных технологий, каждая из которых может применяться в различных областях общественной жизни (политика, искусство, экономика, здравоохранение, образование, наука и т. д.). Можно сказать, что современное общество немыслимо без современных информационных и компьютерных технологий.
Существует проблема, сутью которой является неполноценное использование какой-бы то ни было информационной (или компьютерной) технологии. Это действительно так, многие изобретения в сфере информации используются только в одной области общественной жизни. Например, QR-код используется в основном в рекламе, но скажем, к примеру, в образовании данная технологии не используется вообще. Но потенциал для развития здесь есть и он не мал, ведь используя новые методы в образовании, тем самым достигается решение многих проблем.
В современной образовательной системе от выпускников вузов требуется наличие творческой, самостоятельной личности, личности, которая готова получать всё новые и новые знания, не только в своей области, но и в смежных с ней областях. Этого можно добиться, если только студент лично обретёт желание получать знания и будет самостоятельно исследовать многие различные вопросы, связанные с излучающейся дисциплиной. А для того, чтобы мотивировать студента к более самостоятельной работе, саморазвитию, требуется внедрение в процесс образования более новых метод преподавания материала. Здесь в силу вступают технологии, которые позволят сделать процесс образования более наглядным и интересным в первую очередь для студента, который впоследствии будет заинтересован материалом [2, c. 111–114].
Если посмотреть на современного студента, который учится в высшем учебном заведении, то можно сказать, что его жизнь немыслима без информационных и компьютерных технологий. В его руках постоянно находится телефон, планшет, ноутбук и многое другое, что позволяет ему черпать информацию из глобальной сети интернет, но в основном он пользуется этими гаджетами для развлечений и хобби.
Если попробовать применить в образовании студентов различные информационные технологии, то можно решить ряд задач дидактики:
- улучшение результатов преподавания;
- повышение результатов самостоятельного обучения;
- индивидуальный подход к преподаванию;
- усиление мотивации к познанию нового;
- создание более гибкого и изменчивого процесса получения знаний.
Для привлечения внимания студента к изучаемому материалу, нужно разработать такой метод преподавания, который бы заинтересовал обе стороны, т. е. преподавателя и студента. Такой метод разработан и носит название «web-квест» [3, с.13].
Web — квест (в педагогике) — это проблемное задание, для выполнения которого, требуются различные информационные ресурсы интернета [4, с. 125–129]. Существует множество причини внедрение этого метода в образование: развитие критического мышления, сравнительных навыков, аналитического и абстрактного мышления. Используя эту технологию у студентов повышается активность к изучению математического анализа (и не только) [5, с. 31–35]. Они воспринимают подачу материала, как нечто новое и необычное для них. Всем хорошо известно, что необычные и чуждые для нас вещи, обращают на себя наше внимание и заставляют задумываться о них.
Далее будем рассматривать такую технологию, как QR-код, которая получила огромное распространение в планетарном масштабе, в разных областях человеческой жизни, но к сожалению так и не получившая распространения в образовательной сфере.
QR-код (англ. quickresponse, означает «быстрый отклик») — это матричный код, разработанный японской компанией «Denso-Wave» в 1994. Данная технология позволяет наносить на материальные предметы маленькое изображение, в котором хранится определённая информация (рис. 1).
Рис. 1. Ссылка на сайт Университета Лобачевского
До прихода QR-кода в повсеместную общественную жизнь, был очень распространён одномерный штрих-код, который человечество использовало в основном в торговле. Такой штрих-код содержал в себе самую малую часть информации об определённом товаре. К примеру, данная технология позволяла закодировать всего на всего 13 символов, но в таком малом количестве знаков будет и мало информации. Это не устраивало некоторые компании, и одна из них («Denso-Wave») решила увеличить объём кодируемой информации и создать более привлекательный и необычный вид кода.
Данная технология позволяет закодировать самую разнообразную информацию и впоследствии отобразить её на электронном устройстве (смартфон, планшет, ноутбук и т. д.):
URL (Uniform Resource Locator);
Закладка в интернет-браузере;
Email с темой письма;
SMS-сообщение на любой номер телефона;
vCard (текстовый формат для обмена электронными визитными карточками);
Географические координаты;
а также изображения GIF, JPG, PNG, MID-файлы меньше 4 КБ и текст.
По сравнению с обычным одномерным штрих-кодом, QR-код позволяет закодировать куда большее количество символов:
1) цифры — 7089;
2) цифры и буквы (латиница) — 4296;
3) двоичный код — 2953 байт (следовательно, около 2953 букв кириллицы в кодировке windows-1251 или около 1450 букв кириллицы в utf-8);
4) иероглифы — 1817.
Чтобы считать информацию, закодированную в определённом QR-коде, необходимо воспользоваться электронным средством, обладающим камерой и способным выйти в интернет (смартфоны, ноутбуки, планшеты и др.). На устройство устанавливается приложение (например QRDroid) и к коду подносится камера. Приложение за долю секунды сканирует код и выдаёт информацию, закодированную в QR-коде.
Как уже было сказано, в образовании данная технология почти не используется, но можно разработать методику внедрения данной технологии в образовательный процесс. Приведём пример внедрения данной технологии на занятии в ВУЗе, дисциплины «Математический анализ»:
ТЕМА: «ПРОИЗВОДНЫЕ И ДИФЕРЕНЦИАЛЫ ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ»
- Частные производные первого порядка и их геометрический смысл
Пусть задана функция
. Так как 
и 
— независимые переменные, то одна из них может изменяться, а другая сохранять своё значение. Дадим независимой переменной 
приращение 
, сохраняя значение 
неизменным. Тогда 
получит приращение, которое называется частным приращением по и обозначается 
. Итак,
.
Аналогично получаем частное приращение по :
.
Полное приращение 
функции определяется равенством
.
Если существует предел
,
то он называется частной производной функции в точке 
по переменной и обозначается одним из символов:
.
Частные производные по в точке 
обычно обозначается символами 
.
Дальнейший материал темы «ПРОИЗВОДНЫЕ И ДИФЕРЕНЦИАЛЫ ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ» смотри по ссылке ниже, на стр. 309–318.
Рис. 2. Ссылка на материал лекции
Пример № 1: Найти частные производные функции
.
Полное решение данного примера находятся по ссылке:
Рис. 3. Решение примера № 1
[6, c. 308–318], [7, c. 50], [8, с. 15].
Сканируя последний QR-код (рис. 3), студент увидит на экране своего электронного устройства, следующее изображение:
Рис. 4. Скриншот дисплея смартфона с решением
Именно в таком плане можно разработать занятие по совершенно любой учебной дисциплине, но привнося какие-то свои творческие изменения в этот метод, ведь вариантов развития изложения материала существует бесконечное множество, всё зависит от педагога и его творческих способностей. Каждый педагог заинтересован в том, чтобы его слушали, понимали и работали с ним, а данный метод поможет получить от студента внимание к дисциплине, а значит и её изучение.
Литература:
- Литус К. Д. Применение современных web-технологий в математическом образовании школьников // Web-технологии в образовательном пространстве: проблемы, подходы, перспективы. — Арзамас: ООО «Растр-НН»", 2015. — С. 401–404.
- Первушкина Е. А., Калинина А. И. Перспективы использования современных информационных систем в образовании // Web-технологии в образовательном пространстве: проблемы, подходы, перспективы. — Арзамас: ООО «Растр-НН»", 2015. — С. 111–114.
- Первушкина Е. А. Использование инновационых образовательных продуктов при обучении математике в школе // Электронный научно-практический журнал культура и образование. — 2014. — № 12 (16). — С. 13.
- Напалков С. В. О практическом использовании тематических образовательных WEB-квестов в школьном обучении математике // Вестник вятского государственного гуманитарного университета. — 2014. — № 8. — С. 125–129.
- Напалков С. В. Тематические образовательные web-квесты как эффективное средство совершенствования математической подготовки современных школьников // Научные труды SWORLD. — 2014. — № 2, Т. 15. — С. 31–35.
- Письменный Д. Т. Конспект лекций по высшей математике. — 10-е изд. — М.: Айрис-пресс, 2011. — 608 с.
- Л. В. Широков, Н. П. Ямпурин, В. А. Потехин. Введение в теорию аналитических функций. — Арзамас: АГПИ, 2004. — 90 с.
- Л. В. Широков, Д. В. Яблонский, А. Ф, Глухова. Дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных. — Арзамас: АГПИ им. А. П. Гайдара, 2006. — 115 с.
