Overview of the Project MetaMath

1. Проект MetaMath
Сергей Сосновский
Университет Саарланда

2. Вызовы, стоящие перед современным
инженерным образованием
Глобальные
изменения в
контексте
инженерного
образования
Улучшение
восприятия
инженерного
образования
Сохранение
студентов
инженерных
дисциплин

3. Глобальные изменения
• Скорость обновления инженерных знаний и компетенций
неуклонно растет
– ускорение инновационного цикла
– новые навыки появляются / существующие устаревают
– профессии, для которых готовят студентов-инженеров сегодня, еще
не существуют
• Инженерные проблемы изменяются в связи с проникновением
технологии во все сферы нашей жизни
– системы становятся все сложнее и взаимосвязаннее
– решение таких проблем требует новых подходов, учитывающих не
только технические аспекты, но и социальный, экологический, и т.д.
• Глобализация влияет на требования к инженерному образованию
– Рынки, компании и связи между ними становятся
международными
– Решение инженерных проблем становится сервисом, а
базовые инженерные навыки становятся продуктом,
который могут предоставить инженеры многих сран за
более низкую цену

4. Восприятие инженерного
образования
• Растет недостаток инженеров; молодые
люди не считают инженерное дело
интересным, особенно люди с не-
техническим мышлением
• Инженер, как карьера, не привлекает ни
тех, для кого важен достаток, ни тех, для
кого важна социальная миссия их будущей
профессии
• Инженерное обучение считается
слишком формальным и скучным

5. Сохранение студентов
• В инженерном и естественнонаучном образовании
самый высокий процент преждевременного
прекращения обучения (особенно среди студентов 1-2
курсов)
– В США почти 40% студентов инженерных специальностей не
заканчивают обучение, либо меняют специальность
– В Европе, процент студентов преждевременно
прекративших обучение для инженерных дисциплин
колеблется от 15 до 40
• Традиционная структура инженерного образования
долгое время не позволяет студентам почувствовать
себя инженерами
– Начальные курсы посвящены формальным
предметам (математика, физика,…)
– Только через 2-3 года начинается «инженерная»
часть инженерного образования

6. Проблемы математического образования в
инженерных дисциплинах
• Математика – ключевой предмет в инженерном образовании
• Разница в уровне математических курсов между университетом и
школой достаточно велика, что усугубляется разницей в уровне
математической подготовки между школами
• Студенты зачастую недооценивают объем математических знаний
необходимых для прохождения обучения по инженерным и
естественнонаучным специальностям
• Недостаток студентов в инженерных дисциплинах сопряженное с
усилением требований рынка к количеству инженеров зачастую
заставляет университеты снижать входные стандарты по
математике
• Многочисленные исследования показали что уровень
математических знаний является основным фактором
определяющим успешность обучения по инженерным
специальностям

7. Могут ли Интеллектуальные
Технологии Обучения стать решением?
• Интеллектуальные обучающие системы улучшают:
– скорость обучения
– объем выученных знаний
– долгосрочность запоминания
– перенос знаний
• Системы Адаптивной Гипермедиа и Системы с
Открытыми Моделями Обучаемого положительно
влияют на:
– мотивацию студентов
– способность студента самому регулировать процесс
обучения
– навигацию в большом объеме учебного материала

8. Вложения US/EU в информационные
технологии обучения
• С 2007 по 2012 только в рамках Программы FP7
Евросоюз инвестировал 211 млн. Евро напрямую в
проекты развивающие новые технологии обучения +
Программы финансирования Агентства по Культуре и
Образованию (Tempus, LLLP, и т.д.) +
национальные фонды
• США лишь в 2012 вложили $830 млн. в новые
технологии для обучения и развития человеческого
капитала. Особое внимание уделялось инженерным и
естественнонаучным дисциплинам.
– Совместная программа (NSF / NIH) «Cyberinfrastructure
Framework for 21st Century Science, Engineering, and
Education» ($155 млн.)
– Университет Карнеги-Меллон запустил в 2014 «Simon
Initiative on Exploring Human Learning with Technology»

9. Math-Bridge: система для изучения
математики онлайн
•
•
•
• В общем, около 10 млн. европейского и
немецкого финансирования

10. Math-Bridge: интеллектуальная система
для изучения математики онлайн
• Отслеживает индивидуальный прогресс
студента
• Моделирует знания и компетенции
• Применяет широкий набор адаптивных
технологий для оптимизации учебного
процесса для каждого индивидуального
студента
– помощь в процессе решения учебных задач
– адаптивная поддержка навигации
– генерация персонализированных курсов

11. Math-Bridge: практическая интеллектуальная
система для изучения математики онлайн
• Закладки
• Тесты и экзамены
• Поиск учебного материала
• Вопросники
• Помощь по системе / обучающие видео

12. Math-Bridge: практическая интеллектуальная система
для изучения и учения математики(е) онлайн
• Создание индивидуальных учебных объектов
• Разработка курсов, тестов и экзаменов
• Управление классом
• Управление студентами
• Многофункциональная система отчетов
• Самая крупная в Европе коллекция электронных
учебных объектов по математике университетского
уровня (на 7-ми языках)
– 10 тыс. учебных объектов
– 5 тыс. интерактивных учебных упражнений

13. Краткая информация о проекте
• Полное название:
MetaMath: Применение современных образовательных технологий
для совершенствование математического образования в рамках
инженерных дисциплин в российских университетах
• Программа: Темпус IV-6 (543851-TEMPUS-1-2013-1-DE-TEMPUS-JPCR)
• Сроки: 01/12/2013 – 30/11/2016
• Бюджет: 1 144 862.55 Евро
• 10 организаций-участников:
- 4 из Европы (FI, FR, DE)
- 6 из России
- 8 университетов
- 1 научный институт
- 1 НКО

14. Цели проекта
• Сравнительный анализ российских и европейских учебных
планов по математике для студентов инженерных и научных
специальностей
• Модернизация нескольких учебных планов по математике и
статистики для выбранного набора инженерных и научных
специальностей
• Локализация платформы электронного обучения Math-Bridge и
(частичная) реализация на ее основе учебного материала
выбранных курсов
• Обеспечение возможностей организаций, участвующих в
проекте по использованию Math-Bridge.
• Пилотная пробация Math-Bridge и выяснение влияний
обновленных учебных планов на характеристики и учебные
показатели студентов
• Распространение результатов проекта

15. Структура проекта
1-ый этап:
Обмен опытом,
педагогический
анализ
2-ой этап:
Реформа
учебных планов
3-ий этап:
Внедрение и
оценка
результатов

16. Первый этап: Обмен опытом,
анализ, подготовка
• разработка методологии сравнительного анализа
математических курсов в европейских и российских
вузах
• попарный сравнительный анализ ряда математических
курсов по схеме (европейский курс – соответствующий
российский курс)
• Выработка рекомендаций по усовершенствованию
(структурному/педагогическому/технологическому)
ряда математических учебных планов
• определение областей в учебных планах, где было бы
наиболее полезно внедрение электронных средств
обучения

17. Второй этап: Реформа учебных
планов
• Каждый российский ВУЗ, участвующий в
проекте должен выбрать и
модифицировать 2 учебных плана по
математике/статистике
• Особое внимание будет уделяться
внедрению системы Math-Bridge
• Math-Bridge будет локализован,
технический и преподавательский персонал
будут обучены его использовать

18. Третий этап: Внедрение и оценка
результатов
• Учебный материал модифицированных курсов
будет (частично) перенесен внутрь системы
Math-Bridge
• Широкомасштабная апробация
модифицированных курсов. Исследование
будет спроектировано и реализовано с целью
выяснения эффекта обучения студентов по
реформированным учебным планам с
помощью Math-Bridge на их учебные
показатели
• Результаты исследования будут
проанализированы и распространены

19. MathGeAr Consortium Structure
Управление
проектом
Координатор
Контроль качества,
Аккредитация
TUT
UCBL
ЛЭТИ
ННГУ
ТГУ
КНИТУ-КАИ
МГУ им. Огарева
Педагогическая
Экспертиза
EU
РФ
DFKI
АИОР
Техническая
Экспертиза
EU
РФ
Координационный Совет Проекта

20. Педагогические партнеры
• WP1: Участие в разработке методологии сравнительного
анализа курсов; сравнение собственных курсов
согласно методологии
• WP2: Анализ и модернизация двух математических
учебных планов
• WP3: Обеспечение инфраструктуры и персонала для
использования Math-Bridge
• WP4: Апробация новых учебных планов в рамках
математических курсов читаемых студентам
инженерных и естественнонаучных дисциплин
• WP5: Участие в распространении результатов проекта
• WP6: Участие в управлении проектом и контроле
качества

21. Технические партнеры
• WP1&2: мониторинг технических аспектов
применения средств электронного обучения в
математических курсах
• WP3: координация усилий по локализации Math-
Bridge; техническое тестирование; проведение
тренингов по работе и поддержке системы Math-
Bridge
• WP4: мониторинг технических аспектов
проводимого исследования
• WP5: Участие в распространении результатов
проекта
• WP6: Участие в управлении проектом и контроле
качества

22. Партнеры, обеспечивающие контроль
качества и аккредитацию
• WP1: участие в сравнительном анализе с точки зрения
контроля качества
• WP2: мониторинг реформируемых учебных планов;
обеспечение контроля за соблюдением принципов
Болонской системы и национальных образовательных
стандартов
• WP4: участие в разработке исследования с точки
зрения оценки знаний студентов
• WP5: способствование аккредитации
модернизованных учебных планов; распространение
результатов внутри РФ
• WP6: Участие в управлении проектом

23. Website, Twitter
• www.metamath.eu
• https://twitter.com/Meta_Math

24. Источники:
• National Science Foundation FY14 Budget Summary
• SCOPUS FP7 Calls & budget
• NSF Report (2007). Moving forward to improve engineering education #NSB-07-122
Вопросы?