Разработка адаптивных электронных обучающих курсов в среде LMS Moodle

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Сибирский федеральный университет

Г.М. Цибульский, Ю.В. Вайнштейн, Р.В. Есин

РАЗРАБОТКА АДАПТИВНЫХ  
ЭЛЕКТРОННЫХ ОБУЧАЮЩИХ КУРСОВ  
В СРЕДЕ  LMS MOODLE

Монография 

Красноярск 
СФУ 
2018

УДК 004.4'2:378.147
ББК 32.973.3+74.480.26
Ц569

Р е ц е н з е н т ы: 
Л.Ф. Ноженкова, доктор технических наук, профессор, заведующая отделом прикладной информатики Института вычислительного 
моделирования СО РАН;
Л.В. Шкерина, доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой математического анализа и методики обучения математике в вузе Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева

Цибульский, Г.М.
Ц569 
 
Разработка адаптивных электронных обучающих курсов в среде LMS Moodle : монография / Г.М. Цибульский, Ю.В. Вайнштейн, Р.В. Есин. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2018. – 168 с.
ISBN 978-5-7638-3935-7

Представлен авторский подход к проектированию и реализации адаптивных электронных обучающих курсов, содействующих индивидуализации и активизации учебной деятельности. Содержит рекомендации и практические 
примеры по созданию адаптивных курсов в среде LMS Moodle. 
Адресована магистрам, аспирантам, преподавателям и научным работникам, занимающимся вопросами развития методов и технологий электронного 
обучения. Также может быть рекомендована студентам направления подготовки 44.04.01 «Педагогическое образование».

Электронный вариант издания см.: 
УДК 004.4'2:378.147

http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 32.973.3+74.480.26

ISBN 978-5-7638-3935-7 
© Сибирский федеральный
университет, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .......................................................................................................4
1. Подходы в области адаптивного обучения ..........................................9
2. Современные системы управления обучением:  
среда реализации АЭОК ..................................................................... 16
3. Модель предметной области дисциплины ........................................ 25
4. Построение дерева операций над понятиями  
предметной области ............................................................................ 39
5. Создание и структурирование учебных материалов  
адаптивного курса ............................................................................... 55
6. Формирование и структурирование измерительных  
материалов АЭОК ............................................................................... 60
7. Модель обучаемого в адаптивном электронном  
обучающем курсе ................................................................................ 77
8. Модель автонавигации по учебным материалам АЭОК .................. 81
9. Настройка системы автонавигации по учебным материалам  
адаптивного курса ............................................................................... 91
Заключение .............................................................................................. 107
Основные термины ................................................................................. 110
Список сокращений ................................................................................ 112
Список литературы ................................................................................. 113
Приложение А ......................................................................................... 123
Приложение Б  ......................................................................................... 125
Приложение В ......................................................................................... 130
Приложение Г .......................................................................................... 153

ВВЕДЕНИЕ

Интеграция образования России в мировое образовательное 
пространство с целью определения собственного места в формирующейся глобальной системе электронного обучения (ЭО) отмечается как приоритетное направление в программе развития электронного образования РФ на 2016–2020 годы [1]. Ведется активная 
работа, включая поиск и создание инновационных разработок 
в области online-обучения и их распространение в образовательных организациях. Развитие электронного обучения и дистанционных образовательных технологий обозначено как обязательная 
составляющая формирования информационного пространства знаний в соответствии с Указом Президента РФ № 203 «О Стратегии 
развития информационного общества в Российской Федерации на 
2017–2030 годы» [2].
Электронное обучение становится неотъемлемой частью современной дидактики высшей школы [19; 41; 61]. Целью специалистов в области электронных образовательных технологий становится разработка инновационных методик электронного обучения 
и инструментов анализа образовательного процесса. В современных 
условиях изменения мирового «образовательного ландшафта» ведущим трендом в построении новой системы управления учебным 
процессом выступает персонализация (индивидуализация) образовательного процесса в электронной среде. Развиваются новые педагогические технологии и инновационные формы организации обучения в электронной среде (например, формы смешанного обучения).
Трудности, возникающие при организации обучения в электронной среде, связаны со сложностями вовлечения и удержания 
студентов в учебном процессе, недостаточным уровнем мотивации 
к изучению дисциплины в условиях большого объема самостоятельной работы. При организации образовательного процесса в электронной среде необходима коренная трансформация традиционных 
образовательных технологий путем обеспечения оперативного мониторинга успехов и неудач каждого обучаемого с целью оказания 
ему своевременной релевантной помощи на основе создания новых 

Введение

моделей проектирования его учебной деятельности и управления 
этой деятельностью и образовательным контентом.  
Перспективным направлением в области повышения качества 
обучения в электронной среде выступает разработка адаптивных 
электронных обучающих курсов (АЭОК), опыт создания и применения которых в высших учебных заведениях в настоящее время чрезвычайно ограничен. 
Анализ образовательной практики в сфере адаптивного обучения свидетельствует о многообразии его моделей и активном развитии новых современных подходов и технологий к его реализации 
[5; 6; 35; 38; 78]. Но единой методической базы для проектирования 
и реализации адаптивной модели образовательного процесса не существует. Единичные примеры реализации адаптивных обучающих 
систем направлены в основном на оценку когнитивного компонента обучающихся и иногда на оценку формирования умений по дисциплине. Но современные требования к организации и контролю 
образовательного процесса в рамках компетентностного подхода 
и возрастающим требованиям к персонализации учебного процесса 
в электронной среде определяют необходимость разработки адаптивных электронных обучающих курсов, способных формировать 
и оценивать все уровни компетентности обучаемого. При этом необходима автоматизация формирования знаний и умений и навыков, 
составляющих структуру компетентности. Внедрение в учебный 
процесс АЭОК обеспечит направленную самостоятельную работу 
студентов в электронной среде по освоению дисциплины с консультационной поддержкой преподавателя.
В монографии представлен авторский подход к построению 
адаптивных электронных обучающих курсов, реализуемых на базе 
систем дистанционной поддержки образовательного процесса на 
примере системы дистанционного обучения Moodle. 
Под адаптивным электронным обучающим курсом понимается электронный обучающий курс, обеспечивающий формирование 
индивидуальной образовательной траектории и предоставляющий 
студенту персональное образовательное пространство, наполненное 
учебными материалами, форма и содержание которых «подстраиваются» под индивидуальные характеристики обучающихся и обеспе

Введение

чивают их необходимой информацией [39; 42]. В качестве индивидуальных характеристик обучающихся выступают уровень усвоения 
материалов дисциплины и активность в электронном курсе [43].
Спектр функциональных задач, решаемых при помощи адаптивных образовательных курсов, реализуемых в системах дистанционного обучения (ДО), чрезвычайно широк, начиная от организации 
самостоятельной работы студентов и построения дистанционного 
обучения и заканчивая развитием профессиональных компетенций 
в условиях современного тренда непрерывного обучения «lifelong 
learning». 
Ключевыми задачами при разработке адаптивных обучающих 
курсов выступают структурирование учебных материалов, построение нормативной модели обучаемого, а также разработка алгоритмов 
и методов автоматизированной навигации обучающихся в системе 
электронного обучения. Для решения каждой из этих задач необходимы формализация набора параметров, разработка подсистем 
и алгоритмов, а также определение педагогических методов и принципов, совокупность которых позволяет реализовать непрерывный 
образовательный процесс в адаптивной электронной среде и осуществить построение индивидуальной образовательной траектории. 
В монографии обозначены направления исследований в области реализации адаптивных обучающих курсов и систем, представлен 
краткий обзор современных систем управления обучением. В качестве 
базового инструмента реализации адаптивной модели электронного 
обучения выбрана система управления обучением Moodle (от англ. 
Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) – модульная 
объектно-ориентированная динамическая обучающая среда.
В монографии структуру адаптивного электронного обучающего курса в LMS (от англ. Learning Management System – система 
управления обучением) Moodle предлагается представить совокупностью следующих моделей:
• модель предметной области;
• модель обучающегося (пользователя);
• модель адаптации, представляющая собой модель автонавигации по учебному материалу и средство формирования индивидуальной образовательной траектории. 

Введение

Рассмотрено построение модели предметной области дисциплины для АЭОК, включающей дерево понятий, дерево операций 
над понятиями предметной области и дерево решений. Представлены особенности создания и структурирования учебных и измерительных материалов адаптивного курса. Приведены рекомендации 
и практические примеры реализации.
В монографии определена модель обучаемого в адаптивном 
электронном обучающем курсе, включающая параметры, измеряемые и фиксируемые на каждом шаге обучения, а также нормативные 
параметры, которые задают требования к конечному состоянию обучаемого, как по отдельным дисциплинам, так и в целом по результатам изучения всех дисциплин.
Рассмотрена модель автонавигации по учебным материалам 
АЭОК. Предлагаемая модель представляет собой совокупность алгоритмов управления учебным процессом, обеспечивающих реализацию индивидуальных образовательных траекторий. Приведены 
рекомендации по настройке модели автонавигации по учебным материалам в среде LMS Moodle.
Изучаемые в монографии вопросы во многих случаях сопровождаются примерами, расположенными в приложениях, где приведены примеры деревьев понятий и различных редакций изложения 
учебных материалов, представлены элементы геймификации LMS 
Moodle и предложены механизмы их использования при разработке 
и внедрении адаптивных электронных обучающих курсов.
В результате внедрения в учебный процесс адаптивных электронных обучающих курсов ожидается повышение качества образовательного процесса. Основным преимуществом выступает индивидуализация учебного процесса, т. е. для каждого обучаемого 
в электронной среде будет формироваться индивидуальная учебная 
траектория. Ожидается, что самостоятельная работа студентов приобретет направленный характер при минимальном участии преподавателя. 
В свою очередь, преподаватель сможет реализовывать индивидуальный подход в обучении студентов, одновременно участвующих 
в образовательном процессе, независимо от степени наполняемости 
групп, и достичь при этом лучших результатов в обучении с наи

Введение

меньшими затратами сил и времени. Освобождение времени преподавателя будет осуществляться за счет перераспределения объемов 
аудиторной работы и переноса трансляционной части лекционного 
материала в самостоятельную работу студентов при минимальном 
участии преподавателя (ограниченное количество контрольных точек с его участием).
Также преподаватель сможет избавиться от рутинной статистической обработки результатов обучения и отслеживать динамику 
результативности студентов по мере изучения дисциплины и построения индивидуального образовательного сценария как для каждого 
студента индивидуально, так и в общем для групп и потоков.
Авторы выражают признательность и благодарность своим 
коллегам М.В. Рыбкову, И.В. Шадрину и Ю.А. Шитову за участие 
в обсуждении предварительных материалов рукописи и ценные советы при проведении данного исследования.

1.  ПОДХОДЫ В ОБЛАСТИ АДАПТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ

Адаптивное обучение представляет собой технологическую 
систему форм и методов, способствующую организации эффективного индивидуального образовательного процесса [66]. Оно учитывает уровень и структуру начальной подготовленности студентов, 
оперативно отслеживает их текущую результативность, что позволяет рационально подбирать учебные материалы. Адаптивная система обучения способна предоставить каждому обучающемуся помощь для достижения образовательного результата в соответствии 
с его способностями и возможностями, т. е. обеспечивает адаптацию 
к индивидуальным особенностям студентов [48].
Технология адаптивного обучения базируется на позиции деятельного, активного, гибкого и студентоцентрированного подхода 
к построению педагогического процесса.
К основным преимуществам адаптивного обучения можно отнести: 
• возможность предоставления студентам собственной индивидуальной образовательной траектории;
• выбор индивидуального темпа обучения, уровня, срока освоения учебного материала, планирование самостоятельной и индивидуальной работы и т. д.;
• применение дифференцированного подхода, учитывающего 
разный учебный опыт студентов, разный уровень знаний студентов 
по определённой теме, возможность освоения каждым студентом 
учебного материала в соответствии с его уровнем знаний и его индивидуальным типом восприятия (визуальный, аудиальный, кинестетический или дигитальный) и темпом обучения, т. е. возможность 
изучения различных вариантов представления учебного  материала 
разными студентами; 
• повышение оперативности и объективности контроля 
и оценки результатов учебной деятельности; 
• наличие диагностического контроля освоения темы и корректировка индивидуальной образовательной траектории; 

Разработка адаптивных  электронных обучающих курсов  в среде  LMS Moodle

• поддержка индивидуализации учебной деятельности (дифференциация темпа обучения, сложности и/или типа учебных задач и т. д.); 
• повышение познавательной мотивации к изучению дисциплины.
В Российской Федерации и мировой образовательной практике не существует единых государственных или мировых стандартов, 
которые регламентировали бы терминологию и методику проектирования электронных обучающих ресурсов (ЭОР) и электронных обу- 
чающих курсов (ЭОК). 
Практически каждый вуз разрабатывает свои положения, в которых декларируются методические требования к формированию 
ЭОР или ЭОК. Подобное справедливо и для вопросов, связанных 
с адаптивными электронными обучающими курсами, организующими процесс обучения студента и формирующими фактически для 
каждого студента индивидуальную траекторию освоения дисциплины с учетом его индивидуальных способностей и возможностей.
Несмотря на многочисленные публикации по тематике и проблемам адаптивного обучения, на сегодняшний день не существует 
единого формального консолидированного подхода при исследовании задач, связанных с АЭОК. Как правило, в публикациях отсутствует целостная картина проектирования и реализации АЭОК, формальное описание разработки или использования инструментария 
для создания адаптивных обучающих систем (АОС). Многие публикации объединяет общий взгляд на структуру адаптивных систем, но 
практически все они расходятся в  части реализации совпадающих 
структур, что является, несомненно, естественным с точки зрения 
отсутствия единого подхода, определяемого государственным стандартом по соответствующей тематике.
Обзор существующих образовательных практик в области моделей и подходов к реализации адаптивных образовательных курсов 
и сред позволил выделить:
• разработку методов и алгоритмов построения индивидуальных образовательных траекторий (Lazarov В., 2013; Clements D., 
2004; Тельнов Ю.Ф., 2013; Курейчик В.В., 2014; Афанасьев А.Н., 
2016; Шкерина Л.В., 2014; Болотова К.П., 2016 и др.) [7; 15; 29; 33; 
71; 84; 95];

1.  Подходы в области адаптивного обучения

• создание подходов к моделированию предметных областей 
дисциплин (Атанов Г.А., 2001; Murray T., 2003; Шабалина О., 2016; 
Цибульский Г.М., 2004 и др.) [17; 18; 25; 27; 28; 91];
• формирование моделей поведения обучаемых (Davidova E., 
2015; Зайцева Л.В., 2006; Коляда М.Г, 2008, Растригин Л.А., 1988 
и др.) [8; 60; 68; 80];
• разработку алгоритмов адаптации в обучающих системах и средах (Wade V., 2017; O’Donnell E., 2015; Conlan О., 2013, 
Brusilovsky P., 2003; 2007; Van der Linden W., 2010; Бершадский А.М., 
2016; Гура В.В., 2007; Гаевой В.А., 2014; Дьячук П.П., 2012, 2018; 
Маскаева А.М., 2010 и др.) [3; 6; 22; 23; 24; 31; 50; 52; 55; 75]. 
Все эти подходы и их решения предоставляют широкий набор 
функциональных возможностей для построения адаптивных обучающих систем, но они ограничены с точки зрения оценки результатов обучения. В настоящее время в условиях интенсивного развития 
инфокоммуникационных технологий необходима их модернизация 
и интеграционное развитие. Большинство существующих подходов 
направлены на оценку приобретаемых обучаемыми знаний и умений, предпринятые попытки оценки формирования компетенций 
в электронных курсах слабо формализованы. Механизмы реализации оценки знаний, умений и навыков, а также составляющих их 
компетенций в адаптивных электронных обучающих курсах в настоящее время носят единичный характер и практически не осуществляют комплексную оценку всех результатов обучения (Дорохова О.Е., 
2015; Скиннер Б.Ф., 1956; Ломакин В.В., 2013; Власенко А.А., 2014; 
Филосова Е.И., 2008 и др.) [20; 21; 44; 53; 72; 87]. Большинство существующих адаптивных обучающих систем включают лишь систему контроля знаний (например, Карпова И.П., 2002), ряд из них 
предпринимают оценку сформированности умений как способности выполнять тестовые задания (например, Рябинова Е.Н., 2010) 
[64; 81]. Например, концепция программируемого обучения, предложенная Б.Ф. Скиннером, нацелена на выявление и восполнение 
пробелов в знаниях обучающихся, а также для совершенствования 
их недостаточно отработанных умений. Существуют АОС, оценивающие сформированность компетенций по совокупности изученных 
понятий (например, Пахунов А.В., 2016).