CC BY
89
УДК 368.3.068
Затылкин А.В.
ИННОВАЦИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ И ИНТЕРАКТИВНЫЕ ПРОГРАММЫ ОБУЧЕНИЯ
Анотация: В статье проведен анализ различных классов обучающих систем, нашедших в настоящее применение в образовательных
учреждениях. Показаны их достоинства и недостатки. Сделан вывод о том, что значительная часть этих программных продуктов является специализированными авторскими разработками, отражая сложившиеся в конкретном учебном заведении потребности практики обучения и субъективные взгляды их создателей на методы компьютерного обучения.
Ключевые слова: информационные технологии, компьютерное обучение, технологии E-learning.
Zatylkin A.V.
INNOVATIONS IN EDUCATIONAL INSTITUTIONS AND INTERACTIVE
TRAINING PROGRAMS
Anotaciya: In article is organized analysis of the different classes training systems, нашедших in present using in educational institutions. Their value and defect are Shown. Output is Made about that that much of these programme products is specialized author's development, reflecting established in concrete educational institutions of need practical persons education and subjective glances of their creators on methods of the computer education.
The Keywords: information technologies, computer education, technologies E-learning.
Введение
В настоящее время существует множество обучающих систем по самым различным предметным областям. Для проведения анализа современных автоматизированных обучающих систем (АОС) выделим следующие классы обучающих систем:
• мультимедийные энциклопедии, справочники, словари;
• компьютерные системы тестирования (КСТ);
• компьютерные средства обучения (КСО);
• тренажеры и учебно-лабораторные комплексы;
• средства разработки обучающих систем.
Далее более подробно рассмотрим выделенные классы обучающих систем и сформулируем их основные достоинства инедостатки.
1. Мультимедийные энциклопедии, справочники, словари
В начале, рассмотрим класс систем, представляющих собой мультимедийные энциклопедии, справочники, словари. Компьютерные технологии существенно изменили характер доступа к энциклопедическим сведениям — поиск статей стал практически мгновенным, появилась возможность вставлять в статьи не только качественные фотографии, но и звуковые фрагменты, видео, анимацию. Наиболее значимым стало издание в 1993 «Encarta»[1] американской корпорацией Майкрософт, и 1994 электронной версии «Британники»[2].
В России наиболее значительным проектом такого рода с 1996 г. является «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия» (БЭКМ) [3], ежегодно издаваемая в обновлённом варианте компанией «Кирилл и Мефодий».
Один из наиболее крупных проектов по публикации энциклопедических изданий в интернете на русском языке — открытый в 2000 году портал «Рубрикон» [4], где выложены тексты и иллюстрации 62 энциклопедий и словарей. Многие материалы проекта находятся в платном доступе.
Развитие интернет-технологий дало возможность появления
энциклопедии, составляемой и редактируемой всеми желающими -Википедии [5]. Несмотря на кажущуюся вседоступность, в том числе и для деструктивного воздействия, по охвату Википедия (английская версия, более
2
2,356 млн статей на 2 апреля 2008 года), как минимум, не уступает всемирно известным изданиям. Основным недостатком, порождённым методом создания Википедии, является, однако, не доступность для деструктивных воздействий, а внутренняя противоречивость; поэтому на современном этапе Википедию нельзя в полной мере считать «приведённым в систему обозрением отраслей человеческого знания» — приведение в систему накопленного материала является одной из постоянных целей Википедии.
Основные достоинства мультимедийных энциклопедий - широкое использование мультимедийных форматов предоставления информации (графические, видео и аудио форматы), быстрота поиска требуемой информации (использование технологии гиперссылок). К недостаткам, следует отнести отсутствие в них функции контроля и тренировки.
2. Компьютерные системы тестирования
Компьютерные системы тестирования в отличие от мультимедийных энциклопедий создаются для определения уровня знаний пользователя. Их возможности колеблются от простейших (позволяющих проводить тестирование, сохранять его результаты, а затем предоставлять их), до достаточно сложных (статистическая обработка результатов, оформление отчетов по различным критериям, установки параметров вопросов (например, коэффициент сложности), параметров тестов (например, ограничение времени тестирования), разграничение прав доступа и т.д.).
В Пензенском Государственном Университете (ПГУ) создана КСТ «Ellekta» [6], активно используемая как в дистанционном обучении, так и в учебном процессе ПГУ. Одним из направлений развития системы является применение КСТ «Ellekta» при проведении междисциплинарного экзамена. Для этого предложен алгоритм гетерогенного адаптивного тестирования [7], базирующийся на варьирующей ветвящейся стратегии. В его основе лежат модели тестового задания современной и классической теории тестирования, дополненные метаинформацией об их семантике. Под метаинформацией
3
здесь понимаются как ключевые слова, введенные автором данного тестового задания для его описания, так и слова, содержащиеся в формулировке и ответах. На основе данной модели тестового задания строится модель хранилища тестовых материалов.
С помощью такой модели хранилища тестовых заданий алгоритм гетерогенного адаптивного тестирования не только позволяет осуществлять подбор сложности следующего тестового задания, но и учитывать семантическую составляющую теста, что способствует повышению эффективности за счет сокращения количества тестовых заданий при итоговой оценке знаний по нескольким дисциплинам. Качественным достижением применения данного алгоритма является выявление и оценка структуры знаний тестируемого.
Практическое применение КСТ получили не только в образовательных, но и в коммерческих организациях, например при автоматизированном процессе первичного отбора и аттестации персонала. В качестве примеров следует привести широко известные проекты компании TestGold - AVELife TestGold Studio и AVELife TestGold Enterprise [8].
AVELife TestGold Studio предоставляет возможность определения уровня профессиональных знаний и психологических характеристик принимаемого на работу сотрудника, а так же периодическую оценку и аттестацию персонала.
Программное обеспечение ориентировано на предприятия крупного и среднего бизнеса, а также образовательные учреждения и профессиональных специалистов, которым требуется регулярное проведение дистанционного интернет-тестирования.
Рассмотренные КСТ позволяют сделать вывод, что их основные достоинства это - быстрое выявление и оценка знаний тестируемого. К недостаткам следует отнести отсутствие возможности пояснения неверных
4
ответов и последующего программного обучения с учетом текущего уровня знаний обучаемого, т.е. отсутствие адаптивной обучающей функции.
3. Компьютерные средства обучения
К следующему классу обучающих программ относятся компьютерные средства обучения или E-Learning (Electronic Learning - система электронного обучения), обладающие достоинствами мультимедийных энциклопедий и КСТ, а именно - наличием развитой системой предоставления знаний и средствами контроля и оценки обучаемого.
Некоторые из них обладают адаптивностью, например позволяют осуществлять связь тестовых вопросов с теоретическими темами: при неправильном ответе на вопрос обучаемый может получить объяснение, в чем состоит его ошибка или вернуться к изучению связанного теоретического материала, что позволяет повысить эффективность процесса обучения.
Широкую известность получило решение Blackboard 5 от компании Blackboard [9]. Blackboard Learning System обладает следующими возможностями:
• управление курсами, обеспечивая тем самым управление контентом, средствами общения (форумы, чаты и т.п.), проведения тестов, опросов, экзаменов, а также предоставление различных дополнительные средства управления для преподавателей.
• интеграция различных видов контента и коммерческих приложений с платформой Blackboard, а также различные утилиты и приложения для студентов и преподавателей.
• интеграция решения Blackboard с различными информационными системами.
Blackboard 5 совместимо с Microsoft .Net., позволяет размещать материалы курсов в форматах Microsoft Office, Adobe Acrobat PDF, HTML, 5
5
различные форматы графики, аудио и видео, а также анимационные ролики (Flash, Shockwave, Authorware).
Среди Российских разработчиков своими разработками известна компания DigitalThink - поставщик e-learning решений для бизнеса, адаптированных к стратегическим бизнес-целям компании, обеспечивающих привлекательную среду обучения и включающих инструменты управления
[10].
E-Learning Catalog включает больше чем 3.000 часов курсов. Темы курсов: IT, менеджмент, продажи, e-навыки, финансовые услуги, HR и др.
E-Learning Platform - масштабируемая, открытая платформа которая поддерживает работу пользователей и предоставляет администраторам инструменты управления и анализа. Открытый протокол дает возможность "бесшовной" интеграции с другими приложениями на предприятии.
E-Learning Services - объединяет опыт понимания бизнес-целей заказчиков с опытом создания учебных проектов. Диапазон услуг - от проекта учебного плана до его реализации и сопровождения.
Технология E-Learning DigitalThink - Web-cреда, которая поддерживает сотрудничество с преподавателями и обеспечивает подготовку отчетов.
Проведенный анализ позволяют сделать вывод, что главные достоинства этого класса систем:
• широкое применение средств мультимедиа
• проведение адаптивного обучения
• быстрое выявление и оценка уровня знаний обучаемого
• интеграция различных видов коммерческих приложений с КОС
• возможность проведения дистанционного обучения (ДО).
• формирование разнообразной электронной отчетности
К недостаткам рассмотренного класса систем следует отнести отсутствие тренинга, т.е. возможности получения навыков практических
6
действий в реальных условиях или в максимально приближенных к реальным.
4. Тренажеры и учебно-лабораторные комплексы
Для получения обучаемыми навыков практических действий применяют различные тренажерные или учебно-лабораторные комплексы (УЛК). В качестве примера рассмотрим работу выполненную по НП "Развитие информационных ресурсов и технологий. Индустрия образования" на каф. “Нано и микроэлектроники” ПГУ, для обучения по специальности 200100 - Микроэлектроника и твердотельная электроника [11].
Представленный УЛК служит для исследования свойств активных диэлектриков, однокомпонентных и многокомпонентных проводников, ферромагнитных свойств твердых тел, температурных и полевых зависимостей концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках и свойств полупроводников и приборов на их основе методом вольт-фарадных характеристик.
Пять автоматизированных лабораторных стендов подключаются к единой автоматизированной системе, которая управляется компьютером-сервером. Возможен выход в Интернет через коммуникационный сервер. УЛК по блоку специальных дисциплин включает: автоматизированные лабораторные стенды для исследования основных свойств материалов электронной техники и параметров приборов на их основе различными методами; программное обеспечение автоматизированных лабораторных стендов; методическое обеспечение автоматизированных лабораторных стендов.
Тренировка операторов сложных промышленных систем, космонавтов, пилотов на реальных установках и в реальных условиях слишком дорога, а часто и очень опасна. Альтернативой этому является создание имитационнотренажерных комплексов, которые в максимально возможной степени 7
7
приближены к реальным установкам и позволяют тренирующимся приобрести правильные и устойчивые навыки и умения.
Достоинства тренажерных и учебно-лабораторных комплексов: возможности получения навыков практических действий в реальных условиях или в максимально приближенных к реальным. В силу того, что навыки базируются на знаниях, а в системах этого класса отсутствует предоставление теоретических знаний, в них следует выделить следующий недостаток - невозможно организовать процесс обучения только при помощи этих систем.
5. Средства разработки обучающих систем
Следующим классом программ являются средства разработки самих обучающих систем, которые создают рабочую среду для процессов обучения и проведения тестов.
Компанией Macromedia предлагается программный пакет eLearning Studio, в который вошли ранее выпущенные компанией программные продукты [13]:
• Authorware MX - программа, предназначенная для разработки приложения в области образования;
• Flash MX - программа, предназначенная для разработки флэш-анимационных роликов;
• Dreamweaver MX - программа, предназначенная для работы с публикацией материалов в Web.
Пакет eLearning Studio содержит набор инструментов для разработки elearning приложений. Хотя эти инструменты и адаптированы для создания elearning приложений, все же продукт представляет собой средство (язык высокого уровня) для создания демонстрационного ролика, принципы построения которого мало чем отличаются от принципов создания флеш-роликов, предназначенных для любых других нужд. 8
8
В целом продукт компании Macromedia подходит для создания интерактивных презентаций с использованием анимации звука и т.п. на основе флэш-технологий. А вот создание системы ДО с элементами управления курсами и обучающимися и т.п. с использованием Macromedia eLearning Studio потребует привлечения программистов и использования дополнительных решений.
Среди российских разработчиков следует выделить систему "Прометей", которая имеет модульную архитектуру, что позволяет расширять, модернизировать и масштабировать ее по мере необходимости [14].
Система состоит из следующих модулей. Типовой Web-узел - набор HTML-страниц, предоставляющих информацию об учебном центре, списке курсов и дисциплин, списке тьюторов в Интернете или ЛВС (Интернете) организации.
Рассмотренный класс систем является по существу продолжением развития класса КСО (E-Learning), но в отличии от них обладает следующим важными достоинствами - гибкостью и универсальностью, т.е. возможностью адаптации под конкретные практические нужды клиентов, за счет применения модульной архитектуры, позволяющей расширять, модернизировать и масштабировать систему под конкретные условия [14,15].
Недостатками этого класса систем является ориентация на теоретический материал и отсутствие получения навыков практических действий. Кроме того, привлечение программистов и использование дополнительных решений для адаптации системы может оказаться нецелесообразным с экономической точки зрения.
Выводы
Таким образом, анализ существующих компьютерных средств учебного назначения показывает, что их подавляющее большинство является электронными учебниками с односторонней передачей
9
информации от обучающей системы к обучаемому, дополненными, в лучшем случае, системами тестового контроля знаний. При этом, в основном, работы в области компьютерных средств учебного назначения имеют прикладной характер и нацелены в основном на создание узкоспециализированных обучающих программ, являющихся либо электронными аналогами существующих учебных курсов, либо элементом технических средств обучения в рамках тех же существующих учебных курсов. Как следствие, значительная часть этих программных продуктов является специализированными авторскими разработками, отражая сложившиеся в конкретном учебном заведении потребности практики обучения и субъективные взгляды их создателей на методы компьютерного обучения.
Библиографический список
1. Encarta [Electronic resource]. - Mode of access: http://encarta.msn.com.
Encyclopedia Britannica [Electronic resource]. - Mode of access: http://www.britannica.com.
2. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nmg.ru.
3. Рубрикон [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http: //www.rubricon .com.
4. Википедия [Электронный ресурс]: Свободная энциклопедия. -Режим доступа: http://ru.wikipedia.org.
5. Бершадский А.М., Вергазов Р.И., Кревский И.Г. Компьютерная система тестирования Ellekta // Современные диагностические оценочные средства для аттестации качества образования и применение компьютерных информационных технологий: ч. 2 /Материалы XI Симпозиума «Квалиметрия в образовании: методология, методика и практика». М.: ИЦПКПС, 2006. С.5-22. 10
10
6. Вергазов Р.И. Методы генерации адаптивных тестов // Материалы II научн.-метод. конф. проф.- преп. состава, сотрудников и студентов «Инновации в науке, образовании и бизнесе». 2004. - С. 28-30.
7. АВЕЛайф [Электронный ресурс]: Программное обеспечение для оценки и аттестации персонала. - Режим доступа: http:// www.avelife.ru.
8. Backboard [Electronic resource]: Learn Platform. - Mode of access: http://www.blackboard.com.
9. Digitalthink [Electronic resource]: Learn Platform. - Mode of access: http: //www. digitalthink.com.
10. Кафедра микро и нано электроники [Электронный ресурс]: Автоматизированный лабораторный стенд для исследования температурных и полевых зависимостей концентрации и подвижности носителей заряда. -Режим доступа: http:// www.micro.pnzgu.ru/page/215.
11. Macromedia [Electronic resource]: Learn Platform. - Mode of access: http://www.macromedia.com.
12. Прометей [Электронный ресурс]: дистанционное обучение, оценка персонала, поставка и разработка электронных курсов. - Режим доступа: http://www.prometeus.ru.
14. Юрков Н.К. Машинный интеллект и обучение человека: монография / Н.К. Юрков. - Пенза: ИИЦ ПензГУ, 2008г. - 226с.
15. Затылкин А. В. Синтез системы управления интеллектуальной компьютерной обучающей системой / Затылкин А.В., Кемалов Б.К., Юрков
Н.К. // Новые промышленные технологии. - 2011. № 2. - С. 58-62.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Затылкин Александр Валентинович старший преподаватель каф. "КиПРА" ГОУ ВПО ПГУ 440026, г. Пенза, ул. Красная 40, тел. (8-8412) 368212, e-mail: al.zatylkin@yandex.ru.
11
