Электронный учебник

Полнофункциональный электронный учебник (ЭУ) состоит из нескольких основных частей (рис. 1), к которым относятся:

· главная часть, в которой излагается содержание предмета, представленная в виде гипертекста с графическими иллюстрациями и, возможно, с аудио- и видеофрагментами;

· тестирующая часть, включающая контрольные вопросы, упражнения и задания для практического освоения материала и самотестирования вместе с рекомендациями и примерами выполнения заданий;

· толковый словарь;

· часто задаваемые вопросы и подготовленные ответы на них;

· описания лабораторных работ, если в учебной программе такие работы предусмотрены, включая оригинальное программное обеспечение для выполнения этих работ.

Рис. 1. Структура полнофункционального электронного учебника

Главная часть ЭУ обычно или представляется в виде совокупности лекций (уроков), или структурируется с выделением разделов, глав, параграфов аналогично построению книг традиционной формы. Возможно также модульное построение ЭУ с возможностями оперативной компиляции текста ЭУ из набора имеющихся модулей, что реализуется в интерактивных электронных технических руководствах (ИЭТР) и в электронных прикладных энциклопедиях.

Тестирующая часть может быть или сконцентрирована в виде задачника, или распределена по разделам и главам основного текста, или выражена в совокупности тестирующих модулей.

Толковый словарь состоит из терминов в форме гиперссылок на соответствующие места основной части и кратких определений этих терминов (иногда определения могут отсутствовать).

Возможны три способа организации лабораторных работ. Первый из них является традиционным, он основан на использовании реального (физического) лабораторного оборудования, расположенного в учебном центре с явкой обучаемых в этот центр. Для этого в учебных планах и расписаниях лиц, обучаемых по дистанционным технологиям, должны быть выделены специальные сессии. Второй способ также основан на использовании физического оборудования, но с дистанционным доступом к нему с помощью телекоммуникационных технологий и специальных программно-аппаратных средств. Третий способ подразумевает выполнение экспериментов на ЭВМ в виртуальных лабораториях с использованием математических моделей, реализованных в соответствующем программном обеспечении.

В описания лабораторных работ должны быть включены, кроме необходимого теоретического материала или ссылок на него, также контрольные вопросы, сведения об используемом оборудовании и программно-аппаратном обеспечении, задание и форма представления результатов.

К электронным учебным материалам предъявляются как традиционные, так и специфические требования, порождаемые возможностями информационных технологий. Среди основных характеристик учебных материалов, к которым предъявляются традиционные требования, выделяют следующие свойства:

· полнота изложения, определяемая как соответствие принятой учебной программе дисциплины;

· доступность изложения материала, соотносимая с уровнем предварительной подготовки контингента обучаемых, для которых материал предназначен;

· научность содержания, отражающая соответствие содержания современному состоянию и последним достижениям в соответствующей научной области;

· логичность и последовательность изложения материала.

В своей совокупности первые три свойства определяют адекватность учебного материала целям его создания, т.е. адекватность отражает взвешенное компромиссное удовлетворение требований полноты, доступности и научности.

Традиционность названных свойств не означает одинаковости степени их удовлетворения в традиционных и компьютерных технологиях обучения. Так, возможность сравнительно легкого обновления учебных материалов позволяет обеспечивать более высокую степень актуальности и отражения современного состояния предметных областей в ЭУ по сравнению с традиционными печатными изданиями. Модульная структура ЭУ способствует оптимизации последовательности изложения материала.

Специфическими свойствами ЭУ являются изобразительность, интерактивность, адаптивность, интеллектуальность.

Изобразительность определяется корректным выбором размера, типа и цвета шрифта, способом компоновки экранных страниц, уместным использованием графических иллюстраций и анимаций и т.п.

Интерактивность, т.е. наличие обратной связи в системе "ЭУ - пользователь", порождает активизацию познавательной деятельности обучаемых. Интерактивность проявляется прежде всего при проверке усвоения обучаемым учебного материала, при выполнении лабораторных работ в средах интерактивных программных систем.

Адаптивность подразумевает возможность создания индивидуализированных версий учебных материалов, учитывающих конкретные запросы и уровень предварительной подготовленности обучаемого.

Интеллектуальность - свойство, превращающее ЭУ в партнера обучаемого, реагирующего на действия обучаемого и корректирующего его действия в процессе обучения. Очевидно, что степень интеллектуальности может меняться в широких пределах от подсказок при выполнении контрольных упражнений до имитации виртуальным собеседником разумного поведения партнера, наставника, учителя.

Именно эти свойства являются положительными особенностями ЭУ. Важное значение для повышения уровня изобразительности, интерактивности и интеллектуальности имеет применение средств мультимедиа, т.е. комплексное использование различных форм представления информации (текст, графика, звук, видео, фото, кино) как статической, так и динамической совместно с возможностями интерактивной работы пользователей. Благодаря мультимедиа во многих дисциплинах повышается скорость и качество усвоения учебного материала, поскольку при комбинированном воздействии на слух и зрение запоминается приблизительно половина информации, а при вовлечении обучаемого еще и в активные действия, что и происходит при использовании интерактивного мультимедиа, доля усвоенного материала достигает 75%.

К негативным сторонам использования ЭУ относят возможное отрицательное влияние продолжительного общения с компьютером на здоровье пользователя. Существуют рекомендации, ограничивающие продолжительность сеансов работы учеников на компьютере. В связи с этим часто используют твердые копии электронных учебных материалов в той их части, в которой отсутствуют интерактивные и анимационные фрагменты. При выводе материала на печатающее устройство на АОС возлагаются также функции компиляции индивидуальных версий учебных пособий, если, конечно, АОС обладает свойством адаптивности. Наряду с печатными копиями, можно воспользоваться озвучиванием электронных изданий с помощью специализированной программы.

Использование современных инструментальных средств расширяет возможности представления учебного материала в нужной форме и облегчает работу студентов с созданными учебниками. Однако собственно работа авторов по подбору материалов и их изложению, определяющая содержание учебника, остается традиционной. В результате традиционного подхода сроки написания учебников остаются излишне большими, а их содержание оказывается ориентированным на условия обучения, усредненные по запросам обучаемых и уровню их предварительной подготовки без учета индивидуальных особенностей каждого студента.

В то же время по большинству предметов в современной системе образования имеется несколько пособий разных авторов, изданных разными вузами, эти пособия текстуально различны, но по своему содержанию во многом дублируют друг друга. Адаптация содержания пособий к конкретным запросам на образовательные услуги не предусматривается.

Создание ЭУ на основе преобразования таких пособий не может в достаточной мере удовлетворить требования, предъявляемые к учебным материалам в современных АОС, прежде всего в сфере ДО. Значительные усилия приходится затрачивать на сопровождение каждого учебника, особенно в динамично развивающихся приложениях. Причем внесение в учебник изменений и дополнений в соответствии с авторским правом разрешается только самим авторам, что затрудняет адаптацию ЭУ к конкретным условиям применения.

Таким образом, для современных ИОС характерны следующие противоречия.

· между информационными запросами пользователей и содержанием доступных ЭИ, поскольку адаптация и индивидуализация существующих ЭИ не предусматриваются.

· между динамикой развития приложений и инерционностью создания ЭИ, поскольку модернизация учебника в процессе его сопровождения может выполняться лишь автором и, как правило, сводится к написанию нового ЭИ (особенно отставание содержания учебников от современного уровня характерно для динамично развивающихся приложений, таких как информационные технологии);

· между финансированием и реальными затратами на написание ЭИ, поскольку очевидна большая трудоемкость создания "с нуля" множества учебников высокого качества для имеющихся дисциплин;

· между авторским правом и свободой использования фрагментов ЭИ в новых разработках;

· между потребностями унификации лабораторных циклов и разнообразием прикладного ПО, имеющегося в лабораториях разных учебных заведений.

Разрешению этих противоречий должно способствовать использование новых технологий создания ЭУ и других ЭИ.

Такие технологии уже имеются. Они разрабатывались под разными названиями, но их объединяет общность ряда основных положений. Далее для этих технологий будем использовать объединяющее их название - технологии разделяемых единиц контента (ТРЕК). Основная идея ТРЕК выражается фразой: "Сложная система создается из компонентов, каждый компонент может быть использован многократно в разных создаваемых системах". Эта идея плодотворно используется во многих приложениях, достаточно сослаться на компонентно-ориентированные технологии разработки программных систем или на технологии стандартных ячеек и блоков IP (Intellectual Property) в проектировании СБИС.

Практически используемыми ТРЕК являются технологии интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР), модульных учебников и электронных энциклопедий, разделяемых объектных ресурсов SCOR (Shareable Content Object Resources).