Интеграция информационно-образовательных сред фундаментальных дисциплин «Линейная алгебра» и «Математический анализ» в систему профессионального образования технических и военных вузов с применением платформ Canvas и Open edX

Аннотация

В современном контексте цифровой трансформации высшего профессионального образования, особенно в технических и военных вузах, возникают противоречия между традиционными методами преподавания фундаментальных математических дисциплин, таких как линейная алгебра и математический анализ, и необходимостью повышения вовлеченности студентов через индивидуализацию и использование цифровых инструментов. Эти дисциплины формируют основу для инженерных и специальных предметов, но лекционно-семинарская система не всегда обеспечивает глубокое освоение абстрактного материала. Актуальность исследования обусловлена потребностью в создании интегрированных информационно-образовательных сред (ИОС) на базе платформ Canvas и Open edX для адаптации учебного процесса, повышения мотивации и эффективности подготовки будущих инженеров и офицеров. Цель работы — разработать, апробировать и сравнить модели ИОС на этих платформах для оценки их влияния на качество математической подготовки. Методологической основой послужил педагогический эксперимент с участием 240 первокурсников технического университета, разделенных на контрольную группу (традиционное обучение) и две экспериментальные (ИОС на Canvas и Open edX). Содержание ИОС включало теоретические модули, видеолекции, интерактивные задания, тренажеры и форумы. Оценка проводилась через входное, промежуточное и итоговое тестирование, анализ вовлеченности с использованием встроенных инструментов платформ, анкетирование и статистическую обработку данных (дисперсионный и корреляционный анализ). Результаты показали исходную однородность групп (средние баллы 64.78–65.12). На промежуточном этапе по линейной алгебре экспериментальные группы продемонстрировали прирост 14.99–17.16% (против 5.63% в контрольной), с снижением доли неудовлетворительных оценок до 2.5–3.75%. Итоговый экзамен выявил общий прирост 23.25–27.47% в экспериментальных группах (против 9.90%), с увеличением доли отличных оценок до 21.25–26.25%. Группа на Open edX лидировала в академических показателях и использовании тренажеров (41.2 обращения), в то время как Canvas способствовал большей коммуникации (4.15 постов на студента). Обсуждение результатов подтверждает превосходство ИОС над традиционным подходом, с сильной корреляцией между вовлеченностью и успеваемостью. Open edX эффективнее для индивидуальной отработки навыков и алгоритмов, Canvas — для командной работы и гибкости. Внедрение снижает разброс успеваемости, способствуя выравниванию подготовки. Выводы подчеркивают стратегическую ценность цифровых сред для модернизации образования в технических и военных вузах, с рекомендацией выбора платформы в зависимости от приоритетных компетенций.