CC BY
52
ИСТОРИЯ, ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДАНИЙ
С.Г. ГРИГОРЬЕВ, В.В. ГРИНШКУИ
Кафедра информатики и прикладной математики Московский городской педагогический университет 129226, Москва, 2-й Сельскохозяйственный проезд, 4
Г.А. КРАСНОВА
Институт дистантного образования Российский университет дружбы народов 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 21/2, 7
Создание образовательных электронных изданий определено в качестве одного из основных направлений стратегии информатизации всех форм и уровней образования в России. Развитие индустрии информационных услуг сферы образования, включающей производство образовательных электронных изданий и программно-методического обеспечения, наряду с созданием и развитием телекоммуникационных структур отдельных образовательных учреждений и отрасли в целом, систем качества образования составляет основу формирования инфраструктуры информатизации образования.
Систематические исследования в области электронных средств поддержки процесса обучения имеют более чем 30-летнюю историю. За этот период времени в США, Канаде, Англии, Франции, Японии, России и ряде других стран было разработано большое количество компьютерных систем учебного назначения, ориентированных на различные типы информационной и телекоммуникационной техники. При этом сферы применения электронных средств поддержки обучения гораздо шире, чем только учебные заведения. Такие средства применяются в крупных промышленных предприятиях, военных и гражданских организациях, самостоятельно ведущих подготовку и переподготовку кадров.
За рубежом разработку методических и программно-информационных средств считают дорогостоящим делом в силу его высокой наукоемкости и необходимости совместной работы высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей-предметников, компьютерных дизайнеров и др. Несмотря на это, многие крупные зарубежные фирмы финансируют проекты создания компьютерных учебных систем в учебных заведениях и ведут собственные разработки в этой области.
Понятие образовательного электронного издания вытекает из уже ставшего традиционным понятия учебного электронного программного средства, которое существенно изменялось в течение последних тридцати лет. Для создания первых учебных электронных программных средств использовалась технология непосредственного программирования на одном из популярных в то время языков программирования. В роли программистов зачастую выступали студенты старших курсов вузов и аспиранты. Покидая стены университета вместе с исходными текстами программ, они делали невозможным модернизацию и изменение программных систем, которые быстро устаревали.
Позднее пришла пора так называемых оболочек, представлявших из себя универсальные среды, дающие возможность их наполнения учебно-методическими материалами. Хотя оболочки не требовали непосредственного программирования и, в принципе, каждый преподаватель мог подготовить электронное учебное программное средство, повсеместного распространения такие среды так и не получили.
Разработка и использование электронных учебных средств с самого начала развивались по двум основным направлениям. В рамках первого направления разрабатываются и эксплуатируются автоматизированные обучающие системы по различным учебным дисциплинам. Такие системы во многом соответствуют только что упомянутым оболочкам: ядром автоматизированных обучающих систем являются так называемые авторские системы, позволяющие педагогам-разработчикам вводить свой учебно-методический материал в базу данных и программировать с помощью специализированных языков или других инструментальных средств алгоритмы его изучения.
Второе направление внедрения компьютерных технологий в обучение тесно связано с процессами информатизации различных отраслей человеческой деятельности. В рамках данного направления созданы отдельные учебные компьютерные программы, пакеты программ, элементы автоматизированных систем, предназначенные для автоматизации трудоемких расчетов, оптимизации, исследования свойств объектов и процессов на математических моделях и т.п. Применение таких программных систем в учебном процессе носит более массовый характер, чем использование универсальных автоматизированных обучающих систем, как в России, так и за ее пределами, но, в силу своей содержательной разобщенности и отсутствия единой дидактической платформы, менее известно, систематизировано и обобщено.
С начала 80-х годов прошлого века интенсивно развивается новое направление информатизации обучения, связанное с созданием и применением интеллектуальных обучающих систем, основанных на разработках в области искусственного интеллекта. Существенной частью подобных систем являются модели обучаемого, процесса обучения, предметной области, на основе которых для каждого учащегося может строиться наиболее рациональная стратегия обучения. Базы знаний интеллектуальных обучающих систем могут содержать экспертные знания как в предметных областях, так и в сфере теории и методики обучения.
Массовое распространение персональных ЭВМ в 80-х гг. XX в. принесло в сферу образования не только новые технические, но и дидактические возможности. В числе основных преимуществ ПЭВМ их доступность, простота диалогового общения и, конечно же, графические возможности. Применение графических иллюстраций в учебных компьютерных системах позволяет не только увеличить скорость передачи информации обучаемому и повысить интенсивность ее понимания, но и способствует развитию таких важных для специалиста качеств, как интуиция, профессиональное чутье, образное мышление.
Появление запоминающих устройств с большими объемами памяти и глобальных телекоммуникационных сред привело к созданию учебных программных средств, использующих в своей работе гипертекстовые, мульти- и гипермедиатехнологии, системы «виртуальной реальности». Использование таких систем привело к созданию и массовому тиражированию на лазерных компакт-дисках электронных руководств, справочников, книг, энциклопедий и пр.
Вместе с тем в настоящее время налицо явное отставание методических разработок в области электронных учебных средств от соответствующих технологических разработок. Такое отставание вполне закономерно, поскольку в методическом плане электронные средства поддержки обучения интегрируют знания таких разрозненных наук как психология, педагогика, математика, информатика и многих других. Именно отставание в разрешении методологических проблем является одной из основных причин разрыва между потенциальными и реальными возможностями применения новых информационных и коммуникационных технологий в образовании1.
Другой бесспорной тенденцией современного этапа информатизации образования является всеобщее стремление к интеграции различных электронных средств, задействованных в учебном процессе, таких как электронные справочники, энциклопедии, обучающие
программы, средства автоматизированного контроля знаний обучаемых, компьюте учебники и тренажеры в единые программно-методические комплексы, рассматриваем!? как образовательные электронные издания и ресурсы (ОЭИ).
Общеизвестно, что образовательные электронные издания существенно повышают ка чество визуальной и аудиоинформации, она становится ярче, красочнее, динамичнее Ог" ромными возможностями обладают в этом плане современные технологии мультимедиа Кроме того, при использовании ОЭИ в обучении коренным образом изменяются способы формирования визуальной и аудиоинформации. Если традиционная наглядность обучения подразумевала конкретность изучаемого объекта, то при использовании компьютерных технологий становится возможной динамическая интерпретация существенных свойств не только тех или иных реальных объектов, но и научных закономерностей, теорий, понятий
Эксплуатация ОЭИ в учебном процессе в целом педагогически целесообразна в силу следующих основных принципов:
• ОЭИ наполнены содержанием, которое наиболее эффективно может быть усвоено только с помощью данной информационной технологии;
• каждое новое ОЭИ позволяет педагогам достигать достаточно высокой относительной эффективности использования ОЭИ в учебном процессе. Это означает, например, что время усвоения учебного материала, формирования определенных умений и навыков при использовании нового ОЭИ (без потери качества) меньше, чем с использованием традиционных методов обучения, а уровень усвоения учебного материала не ниже того, что достигается при помощи традиционных методов;
• ОЭИ содержат значительно большее количество информации, в том числе в аудио-, видео- или другой форме, недоступной для традиционных образовательных изданий, которое обеспечивает и новый уровень образования с недостижимым ранее качеством;
• использование ОЭИ обеспечивает достижение учебных целей и задач, стоящих перед обучением и органически вписывается в учебный процесс.
Внедрение ОЭИ в учебный процесс происходит в соответствии с двумя основными направлениями. ОЭИ, внедряемые согласно первого направления, включаются в учебный процесс в качестве «поддерживающих» средств в рамках традиционных методов исторически сложившейся системы обучения. В этом случае ОЭИ выступают как средство интенсификации учебного процесса, индивидуализации обучения и частичной автоматизации рутинной работы педагогов, связанной с учетом, контролем и оценкой знаний обучаемых.
Второе направление внедрения ОЭИ представляет собой более сложный процесс, приводящий к изменению содержания обучения, пересмотру методов и форм организации учебного процесса, построению целостных курсов, основанных на использовании ОЭИ в отдельных учебных дисциплинах. В настоящее время большинство ОЭИ, поступающих на рынок программных продуктов, относится к первому направлению информатизации обучения.
Анализ существующей практики применения ОЭИ в системе образования России показывает, что ограниченный характер носит применение электронных изданий на лекционных занятиях. Несмотря на очевидные педагогические преимущества, такое применение все еще затруднено по материально-техническим причинам: в большинстве учебных заведений практически отсутствуют лекционные аудитории, оснащенные соответствующей компьютерной и видеотехникой.
Наиболее активная эксплуатация ОЭИ наблюдается в сфере проведения лабораторнопрактических занятий. Это объясняется целым рядом факторов:
• большой объем рутинной работы преподавателей по формированию и проверке индивидуальных практических заданий создает потребность в автоматизации подобной деятельности;
• при использовании удаленного доступа к экспериментальным стендам центров коллективного пользования существенно расширяется материальная база, доступная да лабораторных занятий;
• высшие учебные заведения получают доступ к уникальному оборудованию ведущих научных организаций, на котором может проводиться как учебная, так и исследовательская работа студентов.
С применением ОЭИ обучение существенно индивидуализируется, расширяются гранта»! экспериментальных исследований.
Современные электронные издания и ресурсы предоставляют обучаемому возможность в удобном для него индивидуальном темпе изучать теорию, проводить экспериментальные исследования, приобретать практические навыки и умения путем тренировочных действий, осуществлять самоконтроль. Одно и то же ОЭИ может быть использовано на лекции, на лабораторно-практическом занятии, при выполнении курсового и дипломного проектирования, для организации самостоятельного обучения или при проведении текущего и итогового контроля.
Распространение электронных средств обучения, относимых к ОЭИ, снижает интерес сферы образования к развитию сервисных средств, поскольку программы, облегчающие рутинные вычисления, обработку экспериментальных данных и аналогичные им программы за последние годы стали привычным инструментом. Как правило, все существующие ОЭИ включают в свой состав необходимые для их работы сервисные модули.
Более широкое распространение получают учебные программные средства, нацеленные на осуществление контроля и тестирования уровня знаний обучающихся, а также ОЭИ, содержащие в своем составе такие средства. Они существенно разгружают преподавателей от рутинной работы по формированию многовариантных индивидуальных практических заданий и контролю их выполнения. Возникающая при этом возможность частого контроля знаний повышает мотивацию к обучению.
Постоянно растущие масштабы разработки и внедрения в сферу образования новых образовательных электронных изданий и ресурсов обусловили необходимость обеспечения высокого качества этой новой и дорогостоящей продукции на этапах проектирования, разработки, апробации и эксплуатации. Глубокая взаимосвязь качества разрабатываемых ОЭИ с качеством технологии их создания и с затратами ресурсов на разработку особенно важна при необходимости получения конечного продукта с высокими значениями показателей качества. В последние годы это привело к существенному изменению методологии создания и совершенствования компьютерных средств, нацеленных на интенсификацию обучения. Возросшие требования к качеству подобных средств обусловили стремление к учету регламентированных технологий и существующих международных стандартов.
В содержательном и методическом плане качество ОЭИ в значительной степени может быть обеспечено и проконтролировано традиционными методами на основе определения соответствия существующих в системе Министерства образования России нормативноправовых документов (ГОСов, типовых учебных планов, рабочих программ и пр.), в рамках деятельности Федерального экспертного совета Министерства образования России, учебнометодических объединений, советов и пр.
Более сложной является проблема обеспечения высокого качества ОЭИ как средств информационных технологий, которая должна решаться в соответствии с требованиями Международных стандартов и соглашений, законодательства Российской Федерации. Решение столь крупной отраслевой проблемы должно основываться на создании отраслевой базы нормативно-правовых и нормативно-технических документов, аккредитации и организационном сопровождении систем сертификации продукции и услуг в соответствии с требованиями Госстандарта РФ и федеральных законов.
Существенный вклад в решение столь актуальной проблемы внесла разработанная в 2002 году Концепция создания образовательных электронных изданий и ресурсов. Данная концепция определяет теоретическую, научно-методическую и нормативную базы для эффективной разработки, сертификации и практической эксплуатации образовательных электронных изданий и ресурсов2.
Структура содержания концепции представляет собой многоуровневую иерархию нятий, положений и требований, имеющих отношение к созданию и эксплуатации ОЭИ Основными содержательными разделами концепции являются:
• современное состояние исследований в области создания и экспертизы ОЭИ-
• направления практического использования ОЭИ;
• теоретические положения и терминологическая база, особенности применения ОЭИ на разных уровнях образования;
• комплекс психолого-педагогических, технико-технологических и эргономических требований к создаваемым ОЭИ;
• рекомендации по эффективной реализации электронных изданий и ресурсов дм различных уровней образования;
• апробация ОЭИ в учебном процессе и технология совершенствования ОЭИ по результатам апробации;
• комплексная экспертиза ОЭИ и критерии оценки их качества.
Один из основных теоретических разделов концепции посвящен описанию требований которым должны удовлетворять ОЭИ. Группировка требований в строгом соответствии с определенными фиксированными критериями позволяет рассматривать концепцию как документ, определяющий классификацию требований к ОЭИ. В частности, образовательные электронные издания, должны удовлетворять традиционным дидактическим требованиям предъявляемым к обычным «бумажным» учебникам, учебным и методическим пособиям. К числу таких требований в концепции отнесены требования научности, доступности, проблемное™, наглядности, систематичности и последовательности обучения, требование обеспечения активности и сознательности учащихся в процессе обучения, требования прочности усвоения знаний, единства образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения, проводимого с помощью ОЭИ3.
Вместе с тем, использование современных информационных и коммуникационных технологий в разработке и использовании ОЭИ накладывает на подобные издания целый ряд достаточно специфичных дидактических требований. В их числе:
• требование обеспечения индивидуальности обучения;
• требование интерактивности обучения;
• требование обеспечения адаптивности обучения;
• требование системности и структурно-функциональной связанности представления учебного материала;
• требование обеспечения целостности и непрерывности дидактического цикла обучения;
• требование максимальной реализации возможностей компьютерной визуализации учебной информации.
Концепция содержит группу требований, сформированную в соответствии с научными положениями современной психологии. В качестве примера можно отметить, что представление учебного материала в ОЭИ должно строиться с учетом особенностей таких познавательных психических процессов, как восприятие, внимание, мышление, воображение, память и др. Кроме того, ОЭИ должно быть направлено на развитие как образного, так и логического мышления у обучаемых, учитывать их личностные психофизиологические особенности.
К образовательным электронным изданиям и ресурсам должны предъявляться технические требования (работоспособности, гетерогенности, завершенности, устойчивости к дефектам, восстанавливаемости и другие), требования здоровьесберегающего, эргономического и эстетического характера. Строгое соответствие ОЭИ возрастным особенностям обучаемых и существующим санитарно-гигиеническим нормам работы со средствами электронно-вычислительной техники являются одним из основных условий практической эффективности ОЭИ4.
В числе критериев для классификации требований к ОЭИ в проекте концепции используются вид и уровни образовательной деятельности. Приводятся требования, накладшае* мые на ОЭИ в соответствии со спецификой общего среднего образования, высшего профео-
сионального образования, дополнительного образования для детей и взрослых, образования для учащихся с ограниченными возможностями. В числе последних, например, требование органической связи и взаимодополнения в ОЭИ образовательных и реабилитационных технологий, возможно более полная коррекция и компенсация с помощью ОЭИ ограничений жизнедеятельности, вызванных утратой или нарушением функций.
На основании проведенной работы по сбору, анализу и классификации требований к образовательным электронным изданиям и ресурсам в концепции удалось сформулировать ряд рекомендаций, которые следует учитывать при разработке ОЭИ. Наряду с подобными рекомендациями на повышение качества ОЭИ нацелен и описываемый в проекте концепции механизм практической апробации ОЭИ. Одним из возможных путей апробации предполагается проведение испытания разработанного издания или ресурса в условиях реального учебного процесса. Концепция предполагает формулирование выводов для дальнейшей корректировки и совершенствования ОЭИ на основании результатов их испытаний в учебном процессе и мнениях группы специально отобранных экспертов.
Отдельный раздел концепции посвящен описанию технологии экспертизы образовательных электронных изданий и ресурсов, который содержит как перечень специализированных технических условий для организации экспертизы, так и технологические этапы процедуры экспертизы ОЭИ. В строгом соответствии с классификацией требований к ОЭИ требования к организации комплексной экспертизы предполагают подход, включающий экспертизу следующих важнейших характеристик ОЭИ: технических, педагогических (соответствие содержания ОЭИ образовательной области, методической системе и стандарту образования), психологических, эргономических. Согласно концепции итоговое заключение по качеству ОЭИ может быть сделано только на основании результатов всех вышеуказанных экспертиз.
Определенного внимания требует и технология разработки самой концепции. Как уже отмечалось, содержательный материал концепции представляет собой многоуровневую иерархию понятий и поясняющих их сведений, имеющих непосредственное отношение к процессам создания и использования ОЭИ. Благодаря этому в разработке концепции удалось задействовать технологию информационного интегрирования5. Основные и подчиненные им по смыслу понятия, входящие в концепцию, были положены в основу построения в Информационном интеграторе «Иерархия-2000» электронного дерева-иерархии, соответствующего смысловой структуре концепции. Дополнение конкретизирующего материала к каждой вершине иерархии и последующая автоматизированная «сборка» документа в электронном виде, а затем и его распечатка привели к появлению четко структурированного проекта, все содержательные компоненты которого строго соответствуют заранее определенной структуре. Аналогичная технология была задействована и в структурировании более мелких семантических единиц концепции - с ее помощью были построены классификации ОЭИ и требований к ним, структурированы этапы комплексной экспертизы ОЭИ.
Технология информационного интегрирования и использование уже существующего электронного варианта структуры концепции с набором конкретизирующего материала позволяют автоматизировать процесс создания четко структурированного гипертекстового Интернет-сайта, содержащего все положения, относимые к созданию и эксплуатации ОЭИ.
Подводя общий итог вышесказанному, следует согласиться с выводами концепции и отметать, что история, теория и практика создания и эксплуатации ОЭИ свидетельствуют, что:
1. Целесообразно объединение разрозненных средств информатизации учебного процесса в комплексные образовательные электронные издания и ресурсы, обусловленное современным развитием информационных и коммуникационных технологий, повышением эффективности информатизации образования, интенсификацией подготовки специалистов на всех уровнях образования;
2. Наибольшая эффективность учебного процесса при использовании ОЭИ достигается при условии соответствия ОЭИ системе перечисленных требований;
3. Образовательные электронные издания и ресурсы, используемые во всех уровнях и формах образовательного процесса, должны быть рекомендованы к использованию на основании результатов комплексной экспертизы.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Григорьев С Г Гриншкун В.В., Макаров С.И. Методико-технологические основы создания электронных
средств обучения. Самара, 2002. г г г деМкин В.П., Краснова Г.А., Коршунов С.В, Макаров С.И
* Беляев МИ, Вьшятнин ^рЙ.В., Соло^в А.В., Теслинов А.Г., Щенников С.А.
Можаева ^Вм ежурш 0 ^ 1ыШХ электронных изданий. Томск, 2002.
ТИЧе™б0ерТ “в Современные информационные технологии в обучении: дидаетические проблемы; перспективы
HISTORY, THEORY AND PRACTICE OF DEVELOPMENT AND USAGES OF EDUCATIONAL ELECTRONIC PUBLISHING
S.G. GRIGORIEV, V.V. GRINSHKUN
Department of informatics and applied mathematics Moscow city pedagogical university
4, 2-nd Selskohozyayistvennyi Str., Moscow, 129226 Russia
G.A. KRASNOVA
Institute of distant education Russian people friendship university 21/2, 7, Miklukho-Maiclaya Str., Moscow, 117198 Russia
History and theory of shaping the electronic educating facilities be indicative of need of entering a notion of educational electronic publishing. Main positions to concepts, describing essence, order of development and using the educational electronic publishing are discuss. Touch questions of using a technology of information integrating in the concept development.
