1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer>

Осин А.В. "Создание учебных материалов нового поколения"

http://www.rnmc.ru

 

 

Введение: образование и компьютер

Вполне вероятно, некоторые педагоги представляют себе дело так: прогресс цивилизации, люди изобрели и широко используют компьютер, теперь надо его изучать, как явление природы. На самом деле все ровно наоборот.

Уже достаточно много лет весь мир говорит об "информационном взрыве", огромной скорости обновления знаний, непрерывном появлении новых профессий, необходимости постоянно повышать свою профессиональную квалификацию. Все это

Вполне вероятно, некоторые педагоги представляют себе дело так: прогресс цивилизации, люди изобрели и широко используют компьютер, теперь надо его изучать, как явление природы. На самом деле все ровно наоборот.

Уже достаточно много лет весь мир говорит об "информационном взрыве", огромной скорости обновления знаний, непрерывном появлении новых профессий, необходимости постоянно повышать свою профессиональную квалификацию. Все это действительно так. Тогда возникает два принципиальных вопроса. Как адаптировать к такой ситуации школу, техникум, вуз, если и без того проблема перегрузки школьников, студентов и преподавателей стоит очень остро. Второй вопрос - как организовать массовое послевузовское образование (послешкольное или другое "после" - после учебы в образовательном учреждении), непрерывное, нужное человеку в течение всей активной жизни. Другими словами, нужно поддерживать весь комплекс образовательных услуг для детей и взрослых, в школе и дома, возможно, в каких-то еще "пунктах образования", типа библиотеки или Интернет-кафе с педагогической поддержкой. Сегодня этот комплекс называют "открытое образование".

Первое, что приходит в голову при рассмотрении такого вороха проблем - где взять учителей? Идеально - каждому ученику по наставнику (а лучше - несколько, разных профилей). Это невозможно. Даже сегодняшняя классно-урочная система требует слишком большого количества преподавателей. Историки утверждают, что рабовладельческий строй изжил себя прежде всего потому, что количество надсмотрщиков стало сравнимо с количеством рабов. К счастью, в истории образования не все так мрачно. Вспомним средние века - появление книгопечатания во многом способствовало созданию первых университетов. С этого времени можно говорить о массовом образовании, об образовании, как отрасли. Причина, конечно, в том, что книга определила сектор самостоятельной учебной работы, как неотъемлемую часть учебного процесса.

Если справедливо утверждение о спиральном ходе исторического развития, то, похоже, компьютер появился "в нужное время и в нужном месте". Ведь именно это интеллектуальное устройство способно совершить очередной прорыв в области самостоятельного обучения. Преподаватель при этом, конечно же, нужен, но функции его несколько изменятся. Кстати, об отмене книги тоже никто пока, к счастью, не говорит. Она, как и учитель, вечна хотя бы потому, что необыкновенно удобна всегда и везде.

Итак, доминантой внедрения компьютера в образование является резкое расширение сектора самостоятельной учебной работы. Когда-то книга совершила переворот в образовании, превратив его в отрасль мирового хозяйства. Компьютер призван совершить следующий скачок - разрешить кризис образования, базирующегося на постоянном увеличении количественного состава и нетворческих функций педагогов.

Известно, что самостоятельная учебная работа эффективна только в активно- деятельностной форме. Пример угасающего учебного телевидения со всей очевидностью показывает бесполезность пассивного наблюдения потока вещаемой информации.

Принципиальное новшество, вносимое компьютером в образовательный процесс - интерактивность, позволяющая развивать активно-деятельностные формы обучения. Именно это новое качество позволяет надеяться на эффективное, реально полезное расширение сектора самостоятельной учебной работы. Таким образом, основой общей теории компьютерных технологий обучения должно стать развитие деятельностной активности обучаемого.

В последние годы Минобразование России огромное внимание уделяет проблеме информатизации образования. Постановлением Правительства РФ от 28.08.2001 г. N 630 утверждена Федеральная целевая программа "Развитие единой образовательной информационной среды (2001 - 2005 г.г.)" Одной из главных целей программы является "создание условий для поэтапного перехода к новому уровню образования на основе информационных технологий". Среди ожидаемых результатов "доступ учащихся и преподавателей к высококачественным локальным и сетевым образовательным ресурсам, в том числе к системе современных электронных учебных материалов по основным предметам общеобразовательной школы". Таким образом, речь идет об использовании электронных изданий и ресурсов по различным дисциплинам для повышения качества образования в целом.

1. Концептуальные основы образовательных электронных изданий и ресурсов

1.1. Постановка задачи

В настоящее время информатизация сферы образования вступает на качественно новый уровень: решается задача массового использования компьютерных технологий в общем и профессиональном образовании. Рассматривается проблема создания единой для всех образовательных учреждений информационной среды. По существу это означает, что время пилотных проектов, разных подходов и диаметральных мнений, исходящих из фрагментарного опыта, закончилось. В этих условиях необходимо отчетливо представлять роль информационных компьютерных технологий в образовательном процессе. Другими словами - потенциал компьютерных технологий обучения (КТО), их влияние на парадигму образования.

Для того, чтобы успешно решить задачу максимальной образовательной эффективности электронных изданий и (ЭИР) необходимо разобраться во всем их многообразии и вариативности.

Представляется целесообразным ввести понятие "информационного образовательного пространства" - пространства, в котором необходимо позиционировать известные на сегодняшний день и перспективные образовательные издания и ресурсы. В свою очередь такое позиционирование необходимо для того, чтобы наиболее точно определить квалификационные требования к различным по своей функциональной принадлежности ЭИР для получения максимальной эффективности их использования в образовательном процессе.

Предметом нашего исследования в информационном образовательном пространстве являются образовательные объекты, составляющие электронное издание/ресурс. Прежде, чем определить виды образовательных объектов, стоит напомнить, что современный компьютер отнюдь не предмет фантастического сюжета: вечером надел шлем, а утром стал специалистом. Структура образовательного процесса не меняется: как и тысячи лет назад, обучение включает три основных компонента - получение информации, практические занятия и аттестацию.

Соответственно определяются три вида образовательных объектов: информация (И), практикум (П), аттестация (А). Образовательное электронное издание/ресурс может быть посвящено только одному образовательному компоненту, или включать все три вида образовательных объектов.

Архитектура, содержание, используемые методики, технологии создания и распространения образовательных объектов определяются множеством параметров. Используя понятие образовательного пространства, можно сказать, что объекты И, П, А являются функциями переменных по осям пространства, определяющим его размерность. Попытаемся сформулировать основные переменные информационного образовательного пространства.

Целевое назначение продукта

На рис. 1.1. представлено структурированное по целевому назначению множество образовательных ЭИР. Корреляция с ГОСТ 7.83-2001 описана ниже.


Рис. 1.1.

·  Электронные издания и ресурсы для поддержки и развития учебного процесса (учебные ЭИР) представляют собой электронные учебные пособия, содержащие систематизированный материал в рамках программы учебной дисциплины. Предназначены для изучения предмета "с нуля" до границ предметной области, определенных программой обучения. Включают все виды учебной деятельности: прием/передачу информации, практические занятия в известных и новых формах, аттестацию. Нацелены на поддержку работы и расширение возможностей преподавателя и самостоятельную работу учеников.

При рассмотрении изданий, поддерживающих учебный процесс, важно отметить, что электронные издания должны сопровождать не только учебный процесс, организованный в форме традиционной классно-урочной системы, но и обеспечивать инновационные формы образования, получающие все большее распространение в мире. Сюда, например, можно отнести проектный метод, используемый в образовании на различных уровнях. С другой стороны, образование не ограничивается рамками только школьной или университетской программы (например, программа ЮНЕСКО "Образование на протяжении всей жизни"), поэтому среди этих изданий должны иметь место учебные материалы для различных категорий взрослых людей, желающих продолжить свое образование вне рамок конкретных университетов.

Данная группа ЭИР однозначно соответствует целевой группе ГОСТ "Учебные электронные издания".

·  Информационно-справочные источники обеспечивают общую информационную поддержку. Это - энциклопедии, справочники, словари, хрестоматии, географические, астрономические атласы, нормативно-правовые, экономические сборники и пр. Они не привязаны к определенному курсу, программе, дидактической схеме. Нацелены на использование в качестве исходного материала при решении творческих учебных задач, в т.ч. выходящих за рамки учебных программ.

В соответствии с ГОСТом данная группа ЭИР объединяет "Справочные электронные издания" и "Научные электронные издания".

·  Электронные издания и ресурсы общекультурного характера предназначены для создания культурной среды. Это виртуальные экскурсии по музеям мира, путешествия по городам, странам и континентам, издания, посвященные классикам мировой культуры, шедеврам архитектуры, живописи, музыки. Цель - предоставить равные возможности воспитания общей культуры, широты мировоззрения всем учащимся. Отдельную группу в изданиях этого типа составляют ЭИР психолого-педагогической воспитательной поддержки.Это издания, направленные на здоровье нации: физическая культура, здоровый образ жизни, борьба с наркоманией и алкоголизмом, проблемы беспризорности, патриотическое воспитание.

В соответствии с ГОСТом ЭИР общекультурного характера объединяют "Научно-популярные электронные издания" и "Художественные электронные издания".

Уровни образования

·  Следующая переменная - контингент учащихся. Требования к изданиям для студента и для школьника, очевидно, будут различаться в силу возрастных особенностей, разницы психологий, зрелости мировоззрений, уровня общей подготовки и "умения учиться". Кроме того, для взрослых возможны разные формы обучения: организованного (очное, заочное, экстернат и т.п.) или самостоятельного (профессиональные вопросы, повышение общего культурного уровня и другие задачи т.н. "открытого образования") - очевидно дистанционного.

Необходимо придерживаться существующего разделения по уровням образования:

  • Общее образование:
    • начальное;
    • основное;
    • среднее (полное);
  • профессиональное образование:
    • начальное;
    • среднее;
    • высшее;
  • дополнительные виды образования:
    • для детей;
    • для взрослых;
  • образование для учащихся с ограниченными возможностями:
    • коррекционное;
    • специальное.

Кроме того, следует учесть, что на каждом уровне образования возможно включение региональных компонентов и оригинальных элементов, вносимых конкретным образовательным учреждением. Это обстоятельство предопределяет еще и "географическую девиацию" контента образовательных ЭИР.

Технология распространения (форма исполнения

В соответствии с поставленной целью, предполагаемым контингентом пользователей, уровнем образования и т.д. разработчик может использовать следующие формы исполнения электронных изданий:

·  издание на локальном носителе;

·  информационный ресурс в компьютерной сети;

·  комбинированное (диск/сеть).

В качестве локального носителя сегодня чаще всего используется оптический компакт-диск CD-ROM или DVD, технология тиражирования которых весьма совершенна. Кроме того, к локальным носителям относятся съемный жесткий (магнитный) диск, дискета и другие материальные носители информации.

Информационные ресурсы (по ГОСТ - сетевые электронные издания), распространяются с помощью компьютерных сетей. При этом, с точки зрения использования ЭИР, основные различия между глобальной и локальной сетью заключается в пропускной способности, которая часто является значительным фактором, влияющим на потребительские свойства электронных образовательных продуктов.

Комбинированные издания распространяются как на локальных носителях, так и по сети. При этом целесообразно выделить три разных типа. В первом контент ЭИР неделим и одинаково успешно доставляется и на компакт-диске, и по сети в режиме on-line. Во втором - контент разделяется на основную часть (диск) и дополнительную, подкачиваемую из сети по мере необходимости. В третьем случае сеть, по существу, эмулирует доставку на локальном носителе - в режиме off-line контент перекачивается целиком на компьютер пользователя. Работа с ЭИР возможна только по завершении этой операции.

Природа основной информации

В соответствии с ГОСТ 7.83-2001 по природе основной информации электронные издания подразделяются следующим образом:

·  текстовое (символьное) электронное издание - электронное издание, содержащее преимущественно текстовую информацию, представленную в форме, допускающей посимвольную обработку;

·  изобразительное электронное издание - электронное издание, содержащее преимущественно электронные образцы объектов, рассматриваемых как целостные графические сущности, представленные в форме, допускающей просмотр и печатное воспроизведение, но не допускающей посимвольной обработки;

·  звуковое электронное издание - электронное издание, содержащее цифровое представление звуковой информации в форме, допускающей ее прослушивание, но не предназначенной для печатного воспроизведения;

·  программный продукт - самостоятельное, отчуждаемое произведение, представляющее собой публикацию текста программы или программ на языке программирования или в виде исполняемого кода,

·  мультимедийное электронное издание - электронное издание, в котором информация различной природы присутствует равноправно и взаимосвязано для решения определенных разработчиком задач, причем эта взаимосвязь обеспечена соответствующими программными средствами.

Концептуальная задача - разобраться в представленном многомерном образовательном пространстве и дать рекомендации по созданию наиболее эффективных образовательных ЭИР.

1.2. Анализ ЭИР в информационном образовательном пространстве

Очевидно, что для анализа и построения внятной концепции необходимо уменьшить размерность рассматриваемого пространства, произведя замену переменных. Объединяя переменные по сходным признакам, представим трехмерное пространство образовательных ЭИР, координатами которого являются: возраст пользователя (ученика, учителя), поток цифровой информации, генерируемый при эксплуатации образовательного продукта, и аудитория обучения, т.е. потенциальное число пользователей, которым потребуется данный продукт в образовательных целях - рис. 1.2.


Рис. 1.2. Пространство образовательных ЭИР.

1.2.1. Аудитория обучения.

Важным критерием при создании образовательных ЭИР является аудитория, т.е. предполагаемое количество учащихся, которым потребуется данный образовательный продукт.

Если рассматривать общее среднее образование, то аудитория каждого образовательного издания исчисляется миллионами человек. Для высшего профессионального образования ситуация совершенно иная. Здесь всегда можно найти спецдисциплину, изучаемую 10-20 студентами.

Другая сторона вопроса - оценка общего количества ЭИР, необходимых для обеспечения данного уровня образования. Понятно, что профессиональное образование включает на порядки большее количество дисциплин и спецкурсов, чем общее. Некоторый условный параметр, оценивающий и аудиторию, и количество необходимых изданий/ресурсов можно получить, поделив общее количество учащихся на данной ступени образования на число изучаемых дисциплин. Для общего образования этот параметр принимает значение порядка 104. Для высшего профессионального образования, насчитывающего большое количество специальных дисциплин при существенно меньшем, чем в школе, числе учащихся, оценка дает параметр, равный примерно 102. Если же учесть систему повышения квалификации после ПТУ, техникума, вуза, освоение новых профессий, то величина параметра приближается к 101.

Однако, в компонентах интегральных оценок имеется существенный нюанс. Все было бы хорошо, если бы учебная дисциплина не развивалась, знания о предмете "застыли" на определенной точке. Тем не менее, этого не происходит, правда скорости изменения информации у разных учебных дисциплин значительно различаются. Особенно высок темп обновления в области профессионального образования, где не только быстро совершенствуются познания предмета, но появляются целые новые области знаний.

Рисунок 1.3. дает представление о характере изменения аудитории обучения (в расчете на один образовательный продукт) с увеличением возраста пользователей ЭИР.


Рис. 1.3. Зависимость аудитории образовательного ЭИР от возраста пользователей.

В аудитории и скорости обновления информации заключается принципиальная для создателей ЭИР разница между общим и профессиональным образованием.

Если речь идет о предмете с большой аудиторией и невысокой динамикой обновления, разумно создавать "фолианты", вкладывая силы большого коллектива различных специалистов, использующих в создаваемых образовательных продуктах все возможности компьютера.

Когда же рассматривается предмет, знания о котором быстро обновляются, а аудитория - узкоспециализированная, следует использовать недорогие технологии, легко допускающие расширение и изменение контента. Понятно, что речь идет, прежде всего, о тексте с минимальным количеством иллюстраций. Иллюстраций в классическом смысле - преимущественно статических и неинтерактивных элементах визуального ряда на экране монитора компьютера.

Стоит также заметить, что носителями знаний по новым и динамичным предметам может быть небольшое число узких специалистов, распределенных по стране или по всему миру. Очевидно, что им могут быть доступны только самые простые технологии создания ЭИР: программировать, рисовать, делать кино умеют немногие, но читать и писать - практически каждый.

1.2.2. Существенные аспекты возраста

Для того, чтобы понять, какие ЭИР будут эффективны для той или иной возрастной группы учащихся, нужно рассмотреть некоторые психолого-педагогические возрастные особенности.

Ребенок начинает познавать мир, изучая реальные окружающие объекты. Их взаимодействие, процессы и явления, в том числе социальные, наиболее эффективно усваиваются в игре. Школьная пора с точки зрения образовательных технологий - это время, когда человек учится получать знания, представленные в символьных абстракциях. Изучать объекты, процессы, явления в описательной форме, конечно, значительно сложнее. Такая работа требует определенного навыка, терпения, времени, в целом того, что мы называем "умением учиться". По существу речь идет об умении работать с текстами и числовыми данными, умении слушать собеседника (учителя), аккумулируя полезную информацию. Взрослый, сформировавшийся человек сохраняет и развивает эти умения, сосредотачиваясь на изучении свежих новостей - профессиональных, общественно-политических и т. д. Сказанное можно в первом приближении сформулировать одним, по существу банальным предложением: "дети любят играть, взрослые любят читать газеты".

Другой существенный для нас аспект психолого-педагогических возрастных особенностей - мотивации. Ребенок изучает, прежде всего, то, что ему кажется интересным. По существу какие-то заметные социальные мотивации в этом возрасте усмотреть трудно. Постепенно ситуация меняется, сказывается влияние социального окружения, формируется мировоззрение и твердые побуждения к продолжению образования, в том числе - профессионального. С точки зрения образовательных технологий это означает, что совершенно необходимые в юном возрасте внешние, искусственные стимулы к обучению и постоянный контроль постепенно заменяются тем, что называют "тягой к знаниям", то есть, по существу, личными стимулами и самоконтролем. Отсюда - разные реальные возможности самостоятельного обучения.

Конечно, мы касаемся непростых проблем, многогранных в своих проявлениях процессов формирования личности. Разумеется, существуют и "взрослые игры", среди которых нас интересуют только образовательные, например, многофункциональные профессиональные тренажеры, или так называемые "деловые игры", моделирующие сложные производственные и общественные процессы. С другой стороны, известно множество примеров раннего развития детей, в том числе профессионального. Однако нам важны среднестатистические оценки, дающие ориентиры в разработке электронных изданий и ресурсов для массового образования.

1.2.3. Цифровой поток.

Если препарировать электронное издание/ресурс, то формально этот продукт состоит из программ и данных. Программы обеспечивают взаимодействие с пользователем на уровне клавиатуры, "мыши", а также путем предъявления данных, включенных в ЭИР, или генерируемых в процессе моделирования. Объем программ, в зависимости от сложности решаемых задач, колеблется от сотен Кбайт до десятков Мбайт.

Данные в ЭИР это, в основном, контент - то, что мы видим и слышим. Соответственно, контент подразделяется на визуальный и звуковой ряды. Текст, строго говоря, нужно относить к визуальному ряду, но "исторические заслуги в информатике" и некоторые особенности хранения и воспроизведения символьной информации выделяют ее в отдельный компонент.

Визуальный ряд (ВР) подразделяется на реалистический (отражающий реальный мир) и синтезированный (созданный человеком, попросту - рисованный). Реалистический ВР включает статику (фото) и динамику (кино), синтезированный ВР, соответственно, рисунок и анимацию.

Звукоряд на компьютере может быть реалистическим ("живая" музыка, речь) и синтезированным (MIDI-музыка). Ясно, что звук - это всегда динамический процесс.


Рис. 1.4.

Информационный объем составляющих контента сильно различается. Так, одна страница текста требует для хранения порядка 2 Кбайт памяти, статический ВР - от десятков Кбайт до десятков Мбайт в зависимости от размеров и качества картинки. Динамические компоненты контента можно измерять только в соотношении со временем просмотра или звучания. Тогда мы приходим к понятию потока цифровой информации - количеству информации в единицу времени. Цифровой поток принято измерять в битах за секунду. Например, воспроизведение динамического ВР требует потока от сотен Кбит/сек до десятков Мбит/сек., в зависимости от размера и качества изображения. Для воспроизведения реалистического звукоряда нужно обеспечить поток от десятков до сотен Кбит/сек., опять-таки в зависимости от заданного качества звука.

Что значит обеспечить цифровой поток? В этом нужно разобраться подробнее. Положим, имеется видеоинформация, качество которой определяется потоком 800 Кбит/сек. Пусть длина "ролика" 5 секунд. Тогда хранение этой информации потребует 4000 Кбит, или 500 Кбайт памяти. Воспроизведение этого ролика с заданным качеством требует, чтобы все устройства компьютера или компьютерной сети на пути от места хранения до экрана позволяли пропускать поток цифровой информации в объеме 800 Кбит в секунду. Если на пути потока будет "узкое место", изображение на экране начнет дергаться, "застывать" на каких-то кадрах или, например, станет крупнозернистым, с плохой передачей контуров и цветов.

Воспроизведение статических компонентов несколько менее критично к потоку. Например, страницу текста человек читает около двух минут. Тогда для подачи текста на экран в темпе потребления достаточно потока 16 Кбит/120 сек. "137 бит/сек. Это такая небольшая величина, что подача текста построчно не практикуется. А вот фотографию частями никак не просмотришь, поэтому иногда при выполнении запроса вывода фотографии на экран время ожидания ощутимо.

То же самое можно сказать и о программах. Программные модули работоспособны только целиком, поэтому часто в сети "перекачка" программы с компьютера, на котором она хранится, на компьютер, где будет действовать, требует определенного времени.

Итак, аудиовизуальная информация в цифровом коде доставляет достаточно много хлопот - для хранения на локальном компьютере нужна большая память, для передачи по сети требуются широкополосные (с высокой пропускной способностью) каналы связи. Поэтому в исходном виде такую информацию практически никогда не хранят и не передают. Аудиовизуальную цифровую информацию сразу при создании подвергают компрессии (сжатию). Эта процедура, чаще всего, не проходит без потерь качества, весь вопрос заключается только в том, насколько потери заметны глазу или уху. Например, телевизионная картинка вещательного качества содержит некоторый избыток строк, из которых состоит, а также расширенную цветовую гамму. Всем известный видеомагнитофон учитывает на существенно меньшее количество строк и цветовых оттенков, но качество видеофильма вполне устраивает зрителя. То же можно сказать и о звуке, где самый низкий по качеству стандарт - телефонная связь обычно не вызывает раздражения (если, конечно, работает).

В целом любая процедура снижения объема цифровой информации сводится к тому, чтобы хранить и передавать не саму информацию, а инструкции по ее созданию на компьютере пользователя.1

Самый простой пример - хорошо всем известный шрифтовой текст. Хранятся/передаются не сами символы (по точкам), а их цифровые коды. При визуализации работает имеющийся на любом компьютере знакогенератор, который по коду воссоздает на экране начертание символа.2

Точно так же организован интерфейс MIDI (Musical Instrument Digital Interface), обеспечивающий синтезированный звукоряд. Хранятся команды для синтезатора голосов известных музыкальных инструментов. Синтезатор, входящий в состав звуковой карты компьютера, при поступлении команды воспроизводит соответствующий голос и тон.

Несколько сложнее с бесконечно разнообразным визуальным рядом и реалистическим звуком. Здесь приходится хранить/передавать основу, "каркас" изображения или звука и цифровые инструкции по дополнению их до приемлемого вида.Процедура переработки исходного цифрового массива в массив меньшего размера, дополненный инструкциями по восстановлению, называется компрессией. Во время воспроизведения компьютер пользователя выполняет эти инструкции (декомпрессия), получается изображение или звук определенного качества. Понятно, что чем подробнее описана основа, тем выше качество, но пропорционально растут объем требуемой памяти и величина потока.

Иногда, для достаточно простых синтезированных изображений удается обойтись, как и в MIDI, преимущественно инструкциями. Это так называемая векторная графика, одним из примеров которой является известная Flash-анимация. Для хранения инструкций объем/поток небольшой, а качество воспроизведения - практически такое же, как при создании данного рисунка или анимации. Но это возможно только для изображений с известной схематичностью, воссоздание которых в принципе можно описать инструкциями.

Ниже приведена таблица объемов/потоков для основных компонентов контента в исходном цифровом коде и после компрессии. При этом параметры изображений и звука выбраны без ущерба для эргономики ЭИР, а уровень сжатия - не дающий заметных искажений.

Таблица 1.1.

Компонент контента

Объем хранения (байт) или величина потока (бит/сек.)

Тип комп-
рессии

Без компрессии

С компрессией

Символьная информация (1 страница

2 Кбайт

0,2 Кбайт

Zip

Статический визуальный ряд (полноцветное окно 320Ч240 точек)

230 Кбайт

28 Кбайт

JPEG

Динамический визуальный ряд (полноцветное окно 320Ч240 точек, 25 кадров/сек.)

29 Мбит/сек

500 Кбит/сек

MPEG

Реалистический звуковой ряд (монофонический, высшего качества)

700 Кбит/сек

64 Кбит/сек

MP3

Если рассматривать не отдельные компоненты, а их совокупность на экране и в звуке, условия нормальной работы моделирующих программ и программы-реализатора ЭИР, получаем некоторую интегральную оценку цифрового потока. Нижняя граница потока, необходимого для нормальной работы современного мультимедиа продукта - около 3 Мбит/сек.

На рис. 1.5. изложенные оценки представлены в графической форме.


Рис. 1.5. Поток цифровой информации, необходимый для представления объектов контента.

Рассмотрим, какие потоки реальны на локальном компьютере и в сетях. Понятно, что все определяет "узкое место" компьютерной системы, устройство с самой низкой пропускной способностью. На локальном компьютере это привод компакт-дисков. Поток цифровой информации, считываемой современным CD-дисководом, находится в диапазоне 50-150 Мбит/сек., в зависимости от типа дисковода. Этого вполне достаточно для нормальной работы практически любых приложений на отдельном компьютере.

В компьютерных сетях "узкое место" - каналы связи. Локальные сети работают в двух стандартах: 10 Мбит/сек. и 100 Мбит/сек. Достаточно неплохо, следует только иметь в виду, что это общий поток для всех пользователей сети, каждому "достается" пропорционально меньше, да еще некоторая часть потока расходуется на служебную информацию, связанную с протоколами обмена. Практической иллюстрацией ограничений по потоку может служить пример, когда пользователи десятимегабитной локальной сети одновременно запрашивают с сервера видеоинформацию. Нормально смотреть видео в этом случае смогут только несколько (единицы) из них.

Но самые серьезные проблемы по цифровому потоку возникают в глобальных сетях. Основная проблема имеет даже собственное имя - "проблема последней мили". Дело в том, что линии связи, используемые компьютерными сетями, достаточно разнородны - имеются участки с высокой пропускной способностью, имеются с низкой. В конечном счете пользователя интересует цифровой поток, поступающий на его собственный компьютер. Большинство пользователей подключают домашний компьютер к сети через телефонную сеть. Это и есть "последняя миля", пропускная способность которой у нас в стране оценивается в среднем, как 10-30 Кбит/сек., в развитых западных странах 30-50 Кбит/сек. В последнее время разработаны и внедряются технологии с общим названием хDSL, позволяющие увеличить поток на "последней миле" до 0,5-1,5 Мбит/сек., однако пока это достаточно дорогое удовольствие.

Корпоративные пользователи, как правило, подключены к сети оптоволоконным или радиоканалом. Однако это не гарантирует им высокую скорость потока, многое определяется мощностью промежуточных серверов и узкополосными участками сети на транспортном пути выполнения конкретного запроса. На практике конечный пользователь в учреждении/организации может рассчитывать на цифровой поток порядка сотен Кбит/сек.

Если теперь привлечь результаты анализа возрастных психолого-педагогических особенностей пользователей ЭИР (1.2.2.), можно графически отобразить зависимость потока цифровой информации ЭИР, эффективных для образовательной деятельности различных возрастных групп пользователей - рис. 1.6. На рисунке показан также диапазон цифровых потоков, реально доступных сегодня одному пользователю глобальной компьютерной сети.


Рис. 1.6. Зависимость потока цифровой информации, генерируемого эффективным образовательным ЭИР, от возраста пользователей.

Анализ информационных объемов контента нужен, прежде всего, для оценки возможных способов реализации и использования образовательных продуктов. Рассмотрим, к примеру, мультимедиа продукт на CD-ROM. Его объем - порядка 700 Мбайт, требуемый во время эксплуатации поток - от 3 Мбит/сек. и выше. Такой поток легко обеспечивается CD-приводом локального компьютера, но совершенно нереален сегодня для конечного пользователя глобальной компьютерной сети. Однако, если нельзя эксплуатировать мультимедиа CD-ROM в сети on line, может быть перекачать его целиком на компьютер пользователя off line? Простые расчеты показывают, что конечному пользователю, занявшему канал с пропускной способностью 2 Мбит/сек., для этого потребуется часы, при 64 Кбит/сек - сутки, а с телефонной линией на "последней миле" - несколько суток. Подобная задача практически невыполнима - невозможно избежать разрывов соединения с телефонной станцией в течение такого времени.

Оценка информационных параметров продукта - исходного объема и требуемого для нормальной эксплуатации потока цифровой информации определяет тип исполнения: на CD для локального компьютера, на CD или "винчестере" сервера для локальной сети, или в качестве ресурса глобальной компьютерной сети. Желание соединить достоинства CD и сети может быть реализовано в комбинированном исполнении, когда "тяжелые" мультимедиа компоненты представлены на диске, а информационная поддержка, развитие продукта издателем и оперативная связь с учреждением образования осуществляются по сети.

1.3. Новые педагогические инструменты

В соответствии с ФЦП РЕОИС "разработка электронных учебных материалов должна основываться на новейших технологиях, дающих возможность решать такие педагогические задачи, которые невозможно решить традиционными методами".

С точки зрения преподавателя компьютерные технологии не только снимают рутинные проблемы, но позволяют перейти от вещания к творческой дискуссии с учениками, совместным исследованиям, новым формам обучения, в целом - к более творческой работе.

С точки зрения обучаемого компьютерные технологии значительно индивидуализируют учебный процесс, увеличивают скорость и качество усвоения учебного материала, существенно усиливают практическую ценность, в целом - повышают качество образования.

Отправной точкой, аксиомами при анализе возможностей компьютерных технологий обучения являются два очевидных соображения:

·  Компьютер не заменяет преподавателя и в обозримом будущем заменить не сможет. Действительно, интеллектуальное техническое средство в известной степени моделирует деятельность преподавателя. Но эта модель далека от мощной "экспертной системы" специалиста-предметника, тем более не претендует на роль педагога-воспитателя.

·  Электронное издание не должно дублировать книгу, напротив, должно быть нацелено на то, чего полиграфическое издание дать не может. Подчеркнем, что ЭИ не должно именно дублировать. Когда книги попросту нет, крайне полезен и электронный текст.

Одна из главных задач создателей ЭИР для образования - максимальная эффективность нового продукта. Ясное понимание возможностей компьютера дает в руки аппарат для методического анализа и формирования требований к электронным изданиям. По существу, компьютер предоставляет для целей образования следующие новые педагогические инструменты:

·  интерактив

·  мультимедиа

·  моделинг

·  коммуникативность

·  производительность

Интерактив в переводе с английского означает всего лишь взаимодействие. Однако именно взаимодействие (путем согласия или борьбы) с окружающей природой и социальной средой есть основа разумного существования. Понятно, что в образовательном процессе роль интерактива трудно переоценить. Здесь компьютер предоставляет революционные возможности, хотя в сухом изложении реализация сегодня выглядит достаточно просто. Не касаясь виртуальных тренажеров, стереошлемов и перчаток с датчиками, рассмотрим самый распространенный вариант - пользователь пользуется только "мышью", клавиатурой и (реже) микрофоном. Этих средств достаточно для выражения реакции обучаемого в ответ на аудио- видеоряд, предъявляемый компьютером.

Дадим формулировку интерактива с точки зрения использования его как педагогического инструмента.

Итак, интерактив - от английского interactiv (взаимодействие). Чаще всего говорят об интерактивном режиме работы пользователя с компьютером. По существу это означает поочередные "высказывания" (в широком смысле - от выдачи информации до произведенного действия) каждой из сторон. Причем каждое высказывание производится с учетом как предыдущих собственных, так и высказываний другой стороны.

Основным способом организации интерактива сегодня является использование экранного меню. В мультимедиа среде термин "меню" понимается шире традиционного текстового перечня: пользователь указывает/выбирает объекты на экране. В "интуитивно ясном" интерфейсе такой выбор означает, как обычно, требование расширенной информации по данному объекту путем перехода в другую, посвященную ему, сцену. Однако возможны и другие толкования, закладываемые при программировании продукта. В простейшем случае объектом может служить и строка символов, тогда мы приходим к "классическому" меню или к известному "гипертексту".

Другим распространенным способом является создание пользователем символьной строки с клавиатуры. Так задаются числовые параметры, ключевые слова для поиска или команда на определенные действия ПК. Вариантом такого способа является голосовое (через микрофон) управление. Сюда же можно отнести и распространенное в лингвистических продуктах распознавание речи с целью оценки правильности произношения. Главным отличием от первого способа является отсутствие в данный момент объекта в мультисреде - на экране или в звуке, объект создается пользователем.

Третий, дающий наибольшие возможности, способ - перемещение объектов на экране. Собственно, это расширение классического способа совмещения курсора "мыши" с некоторым виртуальным объектом. Просто в данном случае курсор ведет за собой другой объект. В результате сильно расширяется диапазон толкований действий пользователя - ясно, что попарное совмещение объектов дает значительно больше смысловых вариантов. Таким образом можно составлять из элементов электрические схемы, смешивать химические вещества, заполнять географические карты, т.е. в общем случае - сопоставлять свойства объектов. Вырожденным вариантом такого способа является ведение одного курсора в определенной зоне экрана с удержанием левой клавиши "мыши". Как правило, так дается команда на вращение ближайшего объекта или изменение азимута зрения в панорамных сценах - "вращается" пользователь.

Еще одну степень свободы дает нам правая клавиша "мыши". Чаще всего она используется для получения комментариев по объекту. Это особенно удобно в обучающих программах для получения "подсказки учителя", когда не требуется переход в другую сцену, обычно вызываемой нажатием левой клавиши.

Как видим, вариантов организации взаимодействия достаточно, чтобы передать самые разные реакции обучаемого - от информационных до вазомоторных. Причем, мы рассматривали лишь общепринятые варианты использования внешних устройств ПК, имеющихся в "классическом комплекте". Следование упомянутым правилам их использования ведет к "интуитивно ясному" интерфейсу, однако никто не запрещает творить новые толкования, подключать другие внешние устройства, число решений бесконечно, это настоящее искусство.

Итак, интерактив - это реализация принципа обратной связи, одного из ключевых в кибернетике. Это подчеркивает тот факт, что наличие интерактива есть коренное свойство, отличающее электронные издания от "обычных". Более того, ЭИ, лишенное этого свойства или обладающее им в малой мере, правильнее называть "обычным изданием - учебником, задачником и т.п. - в электронной форме". По характеру воздействия на учащегося такое ЭИ практически не отличается от соответствующего обычного.

Если рассмотреть процесс интерактивного общения между компьютером и человеком со структурной, а не технологической точки зрения, то можно представить его как совокупность простейших элементов "запрос-реакция", где "запрос" - это некий сигнал от пользователя к машине (или обратно), а "реакция" - ответ на него, причем этот ответ влияет на дальнейшие действия запрашивающей стороны.

Некоторые интерактивные элементы, в которых пользователь обращается к программе или посылает ей управляющие сигналы, присутствуют вообще почти в любой программе. Они образуют различные системы навигации, помощи и справки, поиска. Отметим, что в определенном смысле такого рода системы имеются и, скажем, в книгах, где их роль играют оглавление, указатели, примечания. Отличие электронных вариантов подобного аппарата лишь в автоматизации и удобстве работы с ним. Вопрос о том, следует ли относить такие электронные аналоги к интерактивным, спорен. Сформулированному выше пониманию они не отвечают.

Задача эффективной организации интерактива состоит в том, чтобы из простейших элементов типа "запрос-реакция" составлять цепочки или деревья, в которых реакции на предыдущие запросы определяют содержание последующих запросов. Так, при решении задачи, по данному учащимся ответу можно формировать сообщения об ошибках, подсказки; после второй попытки ответа выводится другой набор сообщений и т.д. Пример более высокого уровня: по результатам тестирования программа может определять уровень знаний учащегося и соответственно подбирать последующие объяснения и задания. Существуют системы-тренажеры, в которых трудность очередного примера и время, отводимое на его решение, определяются правильностью и скоростью ответов на предшествующие вопросы. Важный результат возникающей игровой ситуации - повышение мотивации учащихся. По сути дела, речь здесь идет об индивидуальной настройке процесса обучения. Это направление - одно из наиболее перспективных, поскольку в идеале ведет к созданию адаптивных обучающих систем. Представляется, что уровень активности пользователя может служить одним из важнейших показателей развитости, качества ЭИР с методической точки зрения.

Примерами ЭИР с высоким уровнем интерактива могут служить виртуальные конструкторы и лаборатории, открывающие новые и, как представляется, чрезвычайно перспективные области учебной деятельности.

Мультимедиа - это представления объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, но с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, т.е. во всех известных сегодня формах. Здесь мы имеем два основных преимущества - качественное и количественное.

Качественно новые возможности очевидны, если сравнить словесные описания картины, музыки или способов искусственного дыхания с непосредственным аудиовизуальным представлением.

Количественные преимущества выражаются в том, что мультимедиа среда много выше по информационной плотности. Действительно, одна страница текста, как известно, содержит около 2 Кбайт информации. Преподаватель произносит этот текст примерно в течении 1-2 минут. За ту же минуту полноэкранное видео приносит порядка 1,8 Гбайт информации. Вот почему "лучше один раз увидеть, чем миллион (Г/К ~ 106) раз услышать". Безусловно, к простой арифметике нужно добавить еще массу психофизиологических факторов, тогда мы получим взвешенную оценку. Известно (исследования института "Евролингвист", Голландия), что большинство людей запоминает 5% услышанного и 20% увиденного. Одновременное использование аудио- и видеоинформации повышает запоминаемость до 40-50%.

Можно указать на следующие важные черты мультимедиа:

1) Сочетание с интерактивом. Мультимедийный продукт без этого сочетания можно уподобить тому же отсканированному учебнику с приложением видео. В таком случае электронная форма является не более чем физической формой носителя информации, и обсуждать такие продукты здесь большого смысла не имеет.

Наилучшая форма представления мультимедиа - когда каждый объект на экране интерактивен, доступен для изучения, видоизменения, комбинирования с другими объектами.

2) Универсальность, т.е. возможность проиллюстрировать практически каждый элемент содержания, которое автор хочет донести до пользователя. С помощью мультимедиа технологий можно показать то, чего в обычных условиях увидеть (или услышать) нельзя. Речь идет не только о физических процессах и объектах - ядерной цепной реакции, или, скажем, миграции народов, но и о таких абстракциях, как, например, эвристический анализ условий математической задачи. В принципе, эти возможности доступны и "обычным", некомпьютерным средствам (вспомним научно-популярные кино- или телефильмы). Однако, изучать в интерактивном режиме объекты и процессы в микро- и макромире, в сверхдлинных или, наоборот, сверхкоротких интервалах времени, можно только на ПК.

3) Разнообразие форм передачи одного и того же блока информации и синхронность их применения. Исследователи отмечают, что информация, доносимая до учащегося одновременно в нескольких видах - через текст, изображение, звук - воспринимается существенно более эффективно. С помощью компьютера эти информационные потоки можно синхронизировать.

Польза моделинга для обучения не вызывает сомнений - все "ясно" на интуитивном уровне. Моделирование объектов, процессов, явлений - одно из первых применений компьютера. Компьютерное моделирование родилось практически вместе с ЭВМ и в настоящее время это самостоятельная наука. Однако, стоит заметить, что моделинг - это бесконечное множество возможностей - от простейшей параметризации задач до виртуальной реальности. Важно, что сегодня в образовательных продуктах возможно моделировать не только изучаемые предметы, процессы, явления. Моделируется естественная среда и действия пользователя в ней, например: работа в виртуальной лаборатории, посещение музея, экскурсии по городу. Применения этих возможностей нужно настойчиво искать в каждом учебном ЭИР, независимо от предметной направленности.

Коммуникативность - это возможность непосредственного общения в реальном времени с удаленным субъектом (объектом), оперативность предоставления информации, текущий контроль состояния процесса. Все это достигается объединением компьютеров в глобальные и локальные сети. Отдельная возможность глобальных сетей - доставка пользователю цифровых информационных массивов (off line, достаточно продолжительное время). При этом массив записывается на некоторый носитель, а затем уже используется в реальном времени. Разумное использование глобальных и локальных сетей предоставляет огромные возможности для образования. Однако при этом важна взвешенная оценка методических преимуществ и технических ограничений сетей (особенно глобальных) для выработки оптимальных решений.

Производительность в контексте использования компьютера означает автоматизацию нетворческих, рутинных операций, отнимающих у человека много сил и времени. Быстрый поиск необходимой информации по ключевым определениям в базе данных, доступ к уникальным изданиям электронных библиотек и другие операции справочно-информационного характера мы с удовольствием и огромным облегчением перекладываем на плечи компьютера. Экономия времени и сил колоссальна, удобство и эргономичность работы порождают энтузиазм и прилив творческой энергии у любого пользователя.

Определив круг возможностей, нетрудно проанализировать эффективность компьютерной реализации конкретного продукта, или, например, понять, для какого компонента образовательного процесса наиболее эффективны компьютерные технологии обучения. Для этого достаточно построить простую таблицу:

Таблица 1.1.

Инструменты компьютерных технологий обучения

Уровень использования

Получение информации

Практические занятия

Аттестация

Интерактив

Средний

Высокий

Средний

Моделинг

Низкий

Высокий

Низкий

Мультимедиа

Средний

Высокий

Средний

Коммуникативность

Средний

Средний

Средний

Производительность

Средний

Низкий

Неопределенный

Безусловно, заполнение таблицы базируется на экспертной оценке. Тем не менее, полученный результат сложно подвергнуть сомнению: наиболее эффективно применение компьютера (по существу - ЭИР) в практических занятиях. Действительно, становится возможной организация "виртуальных лабораторий", моделирующих лабораторию реальную во всех деталях, вплоть до перемещения, объединения объектов опытов, настройки и исследования изучаемых схем, узлов, систем. Далее, интерактив обеспечивает эффект "инструктор рядом", когда каждый обучаемый по любому вопросу, при любой ошибке в практикуме (например, при решении задач) получает подсказку, разъяснение, консультацию. Появляется возможность самого широкого использования ситуационных ролевых игр - одного из самых мощных инструментов практического обучения, особенно для дисциплин гуманитарного цикла.

1.4. Ключевые тенденции развития образовательных электронных изданий и ресурсов.

1.4.1. Концептуальные обобщения

Вполне прозрачно для понимания, что мощность новых педагогических инструментов - интерактива, мультимедиа, моделинга, коммуникативности, производительности растет при увеличении тактовой частоты, объемов памяти, пропускной способности внутренней шины отдельно взятого компьютера или коммуникаций компьютерной системы. Адекватным показателем этих возможностей является допустимый поток цифровой информации.

Наиболее требовательным к потоку является мультимедиа контент, в значительной степени зависит от него возможный уровень интерактивности образовательного продукта, а также уровень сложности используемых моделей. Понятно, что и уровень коммуникативности, и производительность пользователя напрямую связаны с потоком, но их сейчас удобнее рассматривать, как заданные функции.

Уровень интерактивности и мультимедийности продукта вкупе со сложностью используемых моделей определяет адекватность отображения картины реального мира, степень взаимодействия пользователя с отображаемыми объектами, его влияние на процессы. Так, хорошая компьютерная игра строится с очень высокими показателями интерактива, мультимедиа и моделинга. Образовательные мультимедиа продукты - от edutainment (обучение с развлечением) до education (образование) также во многом характеризуются этими качествами. Текстовые электронные продукты в малой степени используют возможности интерактива и в минимальной - мультимедиа. Отсюда и требования по цифровому потоку - максимальные для игр и минимальные для текста.

Рассматривая возрастные психолого-педагогические особенности, мы пришли к выводу, что характер эффективных для образования продуктов разумно изменять от мультимедийно-реалистических до символьно-абстрактных. Если чтение школьником учебника с экрана компьютера представляется занятием попросту вредным, то редкая книга в электронном виде для студента или специалиста - безусловное благо.

Конечно, было бы замечательно дать все знания человечества в реалистических интерактивных образах, с визуализацией и исследованием воображаемых или невозможных для наблюдения объектов и процессов. Однако, анализ аудитории обучения с учетом динамики развития учебных дисциплин определяет уровень оптимальности текстовых электронных материалов, как наиболее рентабельных для малых аудиторий, простых технически и, соответственно, легко поддающихся расширению и обновлению.

Описанные качественные зависимости и принятые из соображений разумности ограничения дают нам возможность перейти от трехмерного пространства образовательных ЭИР к одной независимой переменной, представив требуемый поток и аудиторию одного ЭИР как функции возраста пользователя - рис. 1.7.


Рис. 1.7.

Замечательным свойством кривых на рис. 1.7. является то, что они имеют одинаковый характер. Сильнопоточные образовательные продукты необходимы именно в зоне максимальной учебной аудитории (общее образование). При этом создание технологически сложных ЭИР с мощным интерактивом, мультимедиа, моделингом экономически вполне целесообразно.

С другой стороны, простые, преимущественно текстовые ЭИР достаточно эффективны в зоне профессионального и послевузовского образования, где количество предметов изучения, учебных дисциплин, областей знаний исключительно велико. Соответственно, число пользователей каждого продукта относительно небольшое.

Дополнительным аргументом в пользу текстовых, достаточно просто иллюстрированных продуктов для взрослых пользователей является высокая скорость обновления знаний и географическая распределенность многочисленных авторов и пользователей-специалистов. Как следует из рис. 1.7., их разобщенность прекрасно нивелируется возможностями компьютерных телекоммуникаций.

Однако, есть и проблемы. Одна из основных состоит в том, что интерактив, мультимедиа и моделинг, определяющие педагогическую эффективность ЭИР, очень трудно совместить с четвертым мощным инструментом компьютерных технологий обучения - коммуникативностью.

Стоит отдельно рассмотреть современное состояние проблемы, корень которой - в сравнительно небольшом потоке цифровой информации, доступном конечному пользователю глобальной компьютерной сети.

Изначально, с появлением компьютера, преимущественное внимание уделялось развитию программного обеспечения - операционной системе (ОС), превращающей компьютер "из вещества в существо", и прикладным программам, в основном вычислительного характера, позволяющим исследовать те или иные физические процессы, математические модели которых не имели аналитических решений. С развитием информатики и вычислительной техники компьютер находил все больше применений. Создавалось огромное количество прикладных программ, а также продуктов, в которых данные (контент) занимали значительное более важное место, чем обслуживающие их программы. Эти содержательные продукты развивались в двух направлениях: для локального компьютера и для использования в глобальных компьютерных сетях. Локальные сети, занимающие некое промежуточное положение по возможностям и, соответственно, по решаемым задачам, мы здесь не рассматриваем.

Важно представлять себе направления векторов развития содержательных продуктов, к которым относятся ЭИР - рис. 1.8.


Рис. 1.10. ЭИР модульной архитектуры с вариативами содержания.

Издания на CD развиваются в направлении адекватного отражения реального мира. Увеличение качеств адекватности мультимедиа компонентов (стереозвук, объемное изображение), расширение возможностей интерактива (датчики реакций пользователя, вариативное представление информации, искусственный интеллект), рост уровня и сложности используемых моделей ведет к созданию продуктов виртуальной реальности. С точки зрения образования это фантастический мир активного обучения.

Ресурсы Internet по природе сети представляются множеством пакетов данных, объединяемых на компьютере пользователя в связный контент. Такой "дробный" характер отдельного ресурса, имеющего логическое имя, находит отражение и во всем множестве сетевых информационных ресурсов, распределенных по серверам сети во всем мире. Отсюда - необходимость специальной навигации, взаимодействия ресурсов и так называемых интеллектуальных агентов (в данном случае - агентов пользователя), исследующих с заданными целями мир информационных сетевых ресурсов, отслеживающих его динамику. Такие системы называют интеллектуальными сетями.

Следует отметить, что быстрый рост технических возможностей сетей, скорее всего, приведет к сближению этих двух направлений развития ЭИР. Но это дело будущего, предсказать конкретные сроки весьма затруднительно.

Однако, максимально полное использование компьютерных инструментов образования интересует нас именно в современных условиях. Дополнение мощного интерактива, мультимедиа и моделинга возможностями коммуникативности представляется очень заманчивым.

Во-первых, отпадает необходимость держать "под рукой" значительную по объему медиатеку - библиотеку компакт-дисков. Конечно, собственная медиатека, как и библиотека, школе нужна. Но в данном случае на ее формирование не будет в определяющей степени влиять необходимость иметь столько-то учебных CD в таком-то количестве экземпляров каждый. Все основные электронные учебные материалы, сконцентрированные в централизованных фондах, можно будет привлекать по мере необходимости.

Во-вторых, электронное издание на CD, как и любое тиражное издание, страдает известным консерватизмом. Централизация образовательных ресурсов позволяет своевременно их дополнять и обновлять.

В-третьих, открываются очень важные для образования возможности непосредственной связи с пользователями электронных учебных материалов. Обратная связь с пользователями - это возможность оперативной обработки издателем запросов, замечаний и предложений учителей и учеников. Интерактив, мультимедиа и моделинг в сочетании с коммуникативностью - это разумная организация эффективного телеобучения, особенно важного для учащихся с ограниченными возможностями.

Аргументов достаточно, чтобы предпринять все возможные попытки борьбы с ограничениями цифрового потока в сети.

Построение новой, мощной транспортной инфраструктуры мы здесь рассматривать не будем - проблема сложная, решения ресурсоемкие, перспективы отдаленные.

Но, если не удается решить проблему, нужно попытаться ее обойти.

Не будем уповать на суперкомпрессию данных, этот путь мы уже исследовали. Сжатие информации имеет свои эргономические пределы, природу не обманешь. Имеются только частные возможности (например, векторная графика), отнюдь не достаточные для решения образовательных задач.

Рассмотрим другое направление обхода - доставку ресурсоемких данных и программ вне сети, или по сети в режиме off line.

Первый вариант приводит к комбинированным (диск/сеть) ЭИР. Пользователю традиционными путями доставляется компакт-диск, содержащий необходимый набор мультимедиа компонентов и наиболее объемных программных модулей. Программа-реализатор этого продукта одинаково успешно работает с данными на оптическом диске и в магнитной памяти компьютера, куда информация, по мере необходимости, скачивается по сети.

Таким образом, решается задача дополнения и обновления учебной информации, становится возможным дистанционное управление и контроль учебного процесса. Один из хорошо известных аналогов - "городская" контрольная работа, задания для которой готовятся вне школы. Другой пример - обмен новыми тестами, задачами между учителями из разных школ. Понятно, что все пользователи и создатели данного продукта имеют возможность вступить в плодотворный консорциум.

Второй вариант позволит обходиться без почтовой доставки CD. Вспомним пример с перекачкой CD-ROM по сети. Это многочасовая процедура. Но учителю или ученику в каждый данный момент не нужно иметь все содержание курса. Если грамотно разбить учебное электронное издание на части, соответствующие, например, уроку или группе занятий по заданной теме, объем одного такого модуля будет меньшим на порядки. С точки зрения сетевых технологий мы получаем мультимедиа пакет, который, конечно, нужно пересылать off line, но время ожидания становится разумным. Заметим, что некоторые модули, например, программу-реализатор, можно переслать один раз и использовать все время изучения курса.

Квантование (модульность) мультимедиа электронного издания дает много дополнительных преимуществ. Например, такое ЭИ допускает построение собственной схемы (траектории) изучения курса. Каждый модуль может быть исполнен вариативно, тогда педагог (или ученик) активно участвует, собственно, в создании учебного курса. Наконец, модульный принцип построения ЭИР открывает перспективы определенной унификации и стандартизации, сулящие выгоды и пользователю, и разработчику.

Данный вариант решения проблем узкополосного доступа сочетает все преимущества коммуникативности с мощным интерактивом, мультимедиа и моделингом, т.е. объединяет возможности основных инструментов компьютерных технологий обучения. Цена решения вопроса - ожидание мультимедиа пакета в режиме off line, но - вполне разумное время, которое можно выделять, например, при подготовке к занятиям, в нерабочий день или время суток.

Такое решение представляется перспективным и с точки зрения сближения архитектуры продуктов на носителях и в сетях. Если вспомнить, что когда-то они должны сравняться по техническим возможностям, интегрируя накопленный творческий и интеллектуальный потенциал, то предлагаемый путь создания ЭИР нового поколения представляется многообещающим.

1.4.2. ЭИР нового поколения

Учебный предмет в некоторой образовательной области выделяется из всего массива научной и прикладной деятельности ограниченным объемом, особой последовательностью изложения и адаптацией к конкретному читательскому адресу.

По ГОСТ 7.60-90 "Издания. Основные виды. Термины и определения" учебное издание содержит "систематизированные сведения, … изложенные в форме, … рассчитанной на учащихся". В традиционной схеме учебных изданий каждому компоненту образовательного процесса соответствует определенный вид учебного издания (классификация по роли в образовательном процессе).

Содержание образования отражается в учебных программах, являющихся объектами проектировочной деятельности; именно в них задаются цели и результаты образовательного процесса. Общие установки на уровне усвоения конкретными учащимися содержания образования воплощаются в конкретной информации, составляющей учебный материал. Это достигается средствами дидактики, выбор которых обосновывается в образовательной концепции.

Диапазон выбора дидактических средств становится ключевой характеристикой электронных изданий и ресурсов. Переплетение функций традиционных книжных изданий здесь органично, а регулярное версионное обновление контента компанией-производителем CD/DVD из внешних источников и возможность подключения к сети Интернет по инициативе пользователя формируют в отличие от традиционного учебного книгоиздания открытую систему.

Дифференциация образования порождает вариативность - множество авторских программ при сохранении единого образовательного стандарта по предмету. Они обеспечивают единый минимум знаний при разных способах и даже разной последовательности изложения учебного материала.

Представим себе структурированный вариант полного учебного курса по предмету - рис. 1.9. В соответствии с учебной программой курс разбивается на учебные разделы, минимальные по объему, но цельные по содержанию. Примером может послужить раздел, посвященный определенному физическому закону или раздел, соответствующий кванту времени аудиторных занятий, скажем, одному уроку.

В каждый раздел входит три модуля, соответствующих трем основным компонентам образовательного процесса: получение информации, практические занятия, аттестация.

Каждый модуль содержательно и функционально полон в рамках учебного раздела. Модуль разработан с применением всех известных компьютерных технологий, так что использование новых методик обучения и педагогических инструментов - интерактива, мультимедиа, моделинга ограничено только качеством авторского коллектива.


Рис. 1.9.

Информационный объем модуля на порядки меньше объема полного предметного курса. В результате получение его по сетевому запросу в режиме off-line не представляет принципиальных трудностей даже для современных низкопоточных компьютерных сетей.

Нормальной организации учебного процесса способствуют два обстоятельства. Первое - распределение во времени, так что на каждом шаге требуется только несколько модулей в соответствии с учебным планом (минимум - три, покрывающих один учебный раздел). Второе - программа-реализатор (не показана на рис. 1.9.) для всех модулей одна, она перекачивается один раз в начале изучения предмета и хранится на компьютере (сервере) пользователя. Там же накапливаются ранее полученные контентные модули. Понятно, что в конце процесса у пользователя составляются полные образовательные объекты: информация, практика, аттестация (см. 1.1.), вместе представляющие ЭИР по предмету.

Теперь учтем запросы педагогической практики. Прежде всего, очевидна необходимость вариативного представления модулей каждого типа.

Во-первых, вариатив может дать тот же материал, но в другом изложении, более понятном и комфортном для данного конкретного пользователя.

Второй вариант - вариатив отличается глубиной проработки. Тогда можно выбирать учебные модули в соответствии с программируемым в данном образовательном учреждении уровнем знаний, или уровнем подготовленности и способностей обучаемого.

Третий тип вариатива наиболее отчетливо просматривается в практикумах и аттестации - виды лабораторных занятий, варианты задач и контрольных вопросов составляют практически неограниченное множество.

На рис. 1.10. представлено ЭИР модульной архитектуры с вариативным исполнением модулей по всем учебным разделам.


Рис. 1.10. ЭИР модульной архитектуры с вариативами содержания.

При изучении определенного учебного раздела у пользователя появляется возможность выбирать И,П,А-модули, исходя из собственных соображений. По существу, он становится соавтором учебного курса. Аналогия из традиционного опыта образования - просмотр множества различных книг по предметной области, посещение нескольких лабораторий (что, правда, в докомпьютерную эпоху было вряд ли возможно), отбор и работа с выбранным материалом.

Вполне ясно, использование ЭИР модульной архитектуры плотно связано с понятием индивидуальной образовательной траектории. Если это локальное издание на CD, преподаватель имеет возможность априорно задавать траекторию для каждого ученика или однородной группы обучаемых. Самый примитивный способ - перечислить индексы модулей. В случае удаленного доступа ситуация несколько сложнее. Полный объем вариативов по данному учебному разделу (суммарный информационный объем всех имеющихся в разделе модулей) может оказаться достаточно большим для пересылки по сети. Поэтому, разумнее представить пользователю метаданные, описывающие все модули данного раздела, с тем, чтобы на основе их анализа можно было бы сделать выбор нужных модулей.

Следует отметить, что система метаданных предоставляет много других возможностей, например, для построения учебно-методических комплексов, в том числе - межпредметных.

На рис. 1.10. часть модульного массива представлена незаполненной. Предполагается, что это - зона творчества преподавателей-практиков (возможно - вместе с учениками). С этой целью преподавателям предлагается адаптированный (упрощенный по сравнению с профессиональным) набор инструментальных средств. В зависимости от желания авторов и качества созданных модулей, они могут использоваться локально (на местах) или в составе ЭИР модульной архитектуры.


1 Выигрыш в информационном объеме становится понятным, если сравнить табличное и аналитическое представление математической функции.

2 Когда множество объектов сравнительно небольшое и все элементы заранее известны, их цифровые описания предпочитают хранить в табличном виде. Так, код символа - это, по существу, номер таблицы для его воспроизведения со всеми нюансами начертания, присущими выбранному шрифту.

3 Аналог цифрового аудиовизуального ряда - очень большая таблица, не поддающаяся единому аналитическому описанию. В процессе компрессии она делится на сегменты, каждый из которых включает "базовое" значение функции и примерную формулу ее изменения при небольшом, в пределах сегмента, отклонении аргумента. С увеличением отклонения аргумента погрешность аналитики растет.

 

13.jpg

Сейчас на сайте

Сейчас 41 гостей онлайн

Статистика

Просмотры материалов : 8741691