Силаенков А.Н. Автоматизированные обучающие системы. Обзор
Подождите немного. Документ загружается.
Теперь электронный учебник готов к дальнейшему
совершенствованию (озвучиванию и визуализации) с помощью
мультимедийных средств.
На седьмом этапе изменяются способы объяснения отдельных
понятий и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными
материалами.
На восьмом этапе разрабатываются тексты звукового сопровождения
отдельных модулей с целью разгрузки экрана от текстовой информации и
использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и
запоминания изучаемого материала.
На девятом этапе разработанные тексты звукового сопровождения
записываются на диктофон и реализуются на компьютере.
На десятом этапе разрабатываются сценарии визуализации модулей
для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от
текстовой информации и использования эмоциональной памяти учащегося
для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.
На одиннадцатом этапе производится визуализация текстов, т.е.
компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием
рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что
анимация стоит очень дорого).
На этом заканчивается разработка ЭУ и начинается его подготовка к
эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может
предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной
компонент.
6.TПодготовка электронного учебника к эксплуатации
Содержанием этого этапа работы являются
1. тестирование;
2. написание инструкций по эксплуатации;
3. разработка методического обеспечения;
4. подготовка материалов для регистрации и получения грифа
Минобразования[3];
5. регистрация в РосАПО и получение грифа Минобразования.
Получение грифа осуществляется в два этапа:
На первом этапе специализированной секцией Федерального
экспертного совета по учебным электронным изданиям (ФЭС) проводится
101
научно–техническая экспертиза (платная) и составляется экспертное
заключение, утверждаемое ФЭС.
На втором этапе на основе экспертного заключения Министерством
образования РФ принимается решение;
6. Защита и распространение электронного учебника.
Вопросы защиты ЭУ от нелегального копирования требуют
специального решения в каждом конкретном случае, в зависимости от
условий финансирования его разработки и порядка распространения. Эти
вопросы требуют специального изучения.
7.TМетодическое обеспечение электронного учебника
Если создание электронного учебника не будет сопровождаться
разработкой надлежащих методических материалов, затраченные силы и
средства пропадут даром, поскольку тогда электронный учебник не будет
воспринят системой образования. Поэтому методическое обеспечение ЭИ
имеет принципиальное значение для успеха проекта в целом. Исходя из
этого, мы уделяем данному вопросу особое место.
Реформа образования требует создания таких УЭИ, наличие которых
обеспечит одну и ту же компьютерную среду для учащихся и
преподавателей, в аудитории и дома. Здесь уместно провести параллель с
реформой европейского образования, связанной с изобретением
книгопечатания (Гутенберг, 1440г.)
Средневековые школяры полностью зависели от своего наставника,
ибо только он владел информацией. Изобретение Гутенбергом
книгопечатания сделало источник информации (книгу) одинаково доступным
для всех, что принципиально изменило систему образования. Книга, перо и
бумага — всем этим стал владеть и преподаватель, и учащийся, причем и в
аудитории, и дома.
Аналогично, для успешной реформы современного образования
необходимо сделать новые источники информации (в частности, УЭИ)
одинаково доступными для всех. Однако в данном случае именно
преподаватели зачастую оказываются в худшем положении по сравнению со
студентами, так как они по ряду причин объективного и субъективного
характера меньше привыкли к работе с компьютером и меньше готовы к
восприятию новых технологий в образовании.
Очевидно, что с появлением и совершенствованием различных УЭИ
должны принципиально измениться учебные программы и планы лекций и
практических занятий, а также роль преподавателя в учебном процессе.
102
7.1. Роль методического обеспечения
Важно понять, что если ЭУ и ЭУП будут разработаны в соответствии с
принципами, изложенными выше, то можно будет считать компьютеризацию
математического образования состоявшейся. По разным причинам, и не
только материального характера, никогда не будет так, чтобы компьютеры
были в каждом доме, в каждой аудитории и в каждой комнате общежития.
Это не только невозможно, но и, как будет показано ниже, не нужно.
Однако даже самые лучшие электронные средства обучения осядут
мертвым грузом на компьютерах, если их использование не будет
методически обеспечено, если не будет создано компьютерное учебно–
информационное пространство, единое для преподавателей и учащихся.
Успешная компьютеризация образования зависит не от количества
компьютеров, а от качества средств обучения и методического обеспечения
их использования (здесь уместно вспомнить термин "внедрение").
На наш взгляд, отсутствие полного комплекса методических
материалов, а также удобных и эффективных форм повышения
квалификации, оперативной и полной информации о появлении и
содержании новых компьютерных учебных пакетов, вынуждают
преподавателя не только не использовать в своей профессиональной
деятельности достижений компьютеризации, но иногда даже запрещать
студентам использовать компьютер при выполнении домашних заданий и
типовых расчетов.
Сейчас уже трудно убедить студентов в том, что они не только должны
овладеть техникой вычисления производных, интегралов и т.п., но и в
дальнейшем, при изучении других разделов математики должны решать
вручную от начала до конца любую задачу, не имея времени сосредоточиться
на ее сути и не понимая, что же именно они изучают в данный момент.
В то же время многие принципиальные вопросы остаются
неисследованными из–за недостатка времени у преподавателя в аудитории и
у студентов дома. Например, при решении дифференциальных уравнений
после вычислений (иногда довольно громоздких) всех интегралов студент
совершенно не представляет, что ему делать с найденным решением
(построить график, исследовать поведение при t , рассмотреть вопросы
устойчивости, ...). Список таких примеров можно продолжить. Кроме того,
многие важные разделы современной математики (качественная теория
дифференциальных уравнений, элементы функционального анализа,
случайные процессы, прикладная математическая статистика, теория
принятия решений и т.д.) не изучаются вовсе или изучаются "галопом по
Европам", часто только на лекциях без поддержки на практических занятиях
и без домашних заданий, и следовательно, быстро стираются из памяти
103
учащегося и не могут быть использованы при изучении других дисциплин,
как естественно–научных и общетехнических, так и профилирующих, не
говоря уже о профессиональной деятельности будущего выпускника (ср. с
"выживаемостью" школьных знаний). В результате недостаточности и
короткой "выживаемости" математических знаний программы специальных
дисциплин пестрят доморощенными ``методами" решения стандартных
математических задач.
Все сказанное вовсе не означает, что преподавателей надо немедленно
усадить за компьютеры, а занятия перенести в компьютерные классы. Это не
только невозможно, но и вредно (хотя такие попытки систематически
предпринимаются).
7.2. Требования к современному методическому обеспечению
Прежде чем перейти к описанию содержательной части методического
обеспечения математического образования, попытаемся сформулировать
некоторые положения, без выполнения которых принципиально изменить
содержание и форму математического образования и превратить его в
образование 21-го (а не 19-го!) века, на наш взгляд, невозможно:
1. Нельзя проводить занятия в компьютерном классе в течение
всего семестра, но студенты всех групп должны иметь равные возможности
получить 3–4 занятия в компьютерном классе в соответствии с сеткой
расписания.
2. Каждое занятие в соответствии со стандартными программами
должно быть оснащено методической разработкой, не зависящей от того
проходит ли занятие в компьютерном классе или в обычной аудитории
(изменится лишь соотношение вопросов и задач, рассмотренных в
аудитории, и заданных на дом). Это возможно, если учесть, что
компьютерная среда в компьютерном классе и на домашнем компьютере
одна и та же..
3. Преподаватель за компьютер не садится — он ведет занятие по
математике, а компьютеры служат лишь подспорьем, позволяющем
сэкономить время и сделать работу более эффективной: решить большее
количество задач (и уменьшить домашнее задание), проанализировать
результаты, воспользоваться графическими возможностями компьютера.
4. При чтении лекций и проведении занятий в обычной аудитории
преподаватель учитывает наличие у всех студентов электронного учебника и
других компьютерных пособий (на домашнем компьютере или в
специальных аудиториях, оборудованных для самостоятельной работы
студентов) и, следовательно, имеет возможность ограничиться наиболее
существенными вопросами, а остальное передать студентам для
самостоятельного изучения. (Для обеспечения полноценной самостоятельной
работы студентов в компьютерных классах, может быть, целесообразно
104
вернуть в расписание т.н. "День самостоятельных занятий" или в некоторые
дни проводить занятия лишь до обеда.)
5. В компьютерных классах очень удобно проводить контрольные
работы. Учитывая экономию времени, которое студенты тратят на решение
задач с помощью компьютера, можно контрольную работу провести за
половину занятия, разделив группу пополам и проводя параллельно занятие
(с одной частью группы) и контрольную работу (с другой частью), причем
компьютер выдает результаты контрольной немедленно. Очень важно, что
преподаватель сам вызывает нужную ему контрольную работу в
необходимом количестве вариантов и выбирает уровень ее сложности
(группу также можно разделить по уровню подготовки).
6. Компьютерная поддержка позволяет индивидуализировать
работу со студентами особенно в части, касающейся домашних заданий и
контрольных мероприятий, таким образом, чтобы каждый студент ощущал,
что задания ему по силам и он продвигается от успеха к успеху. Это
стимулирует интерес к предмету и делает учебу осмысленной и
эффективной. Нравственное и воспитательное значение индивидуализации
заданий трудно переоценить.
7.3. Содержание методического комплекса
Самые скромные требования к содержательной части методического
обеспечения преподавания математики предполагают наличие основных
элементов:
1. Новые планы лекций и практических занятий, разработанные с
учетом компьютерной поддержки.
2. Методические пособия (печатные и электронные), содержащие
подробные рекомендации по каждому занятию.
3. Подробная информация о наличии, содержании и возможностях
компьютерных пакетов учебного назначения вместе с методическими
рекомендациями по их использованию в аудитории, при выдаче домашних
заданий и проведении контрольных мероприятий.
8.TАппаратное и программное обеспечение разработки
электронного учебника
При первых попытках разработать ЭУ использовалось так называемое
прямое программирование на одном из языков типа FORTRAN, C и т.п. В
роли программистов выступали студенты старших курсов и аспиранты. Они
покидали кафедры вместе с исходными текстами программ. В результате эти
программы нельзя было модернизировать, изменять и они быстро
устаревали.
Позднее пришла пора так называемых оболочек, представлявших из
себя универсальные среды для наполнения методическими материалами.
105
Стоимость таких оболочек варьировалась от 500 до 5000 долларов. Хотя
оболочки не требовали непосредственного программирования и, в принципе,
каждый преподаватель мог подготовить ЭУ, ничего заслуживающего
внимания создано не было по трем причинам. Во–первых, в то время
концепции, относящиеся к ЭУ, находились в зачаточном состоянии. Во–
вторых, не существовало так называемых систем символьной математики. В–
третьих, персональные компьютеры еще не имели надлежащего
распространения. В те годы энтузиасты создания ЭУ заложили основы
современных представлений о том, каким должен быть ЭУ.
В 90–е годы с развитием аппаратного и программного обеспечения
компьютеров появились средства, действительно позволяющие создавать
подлинные ЭУ. Мы имеем в виду
1. операционные системы Windows и OS/2, в которых стало
возможным программирование на высоком уровне, использующее DLL и
OLE;
2. мультимедийные средства;
3. системы символьной математики.
Наряду с этим, персональные компьютеры перестали быть роскошью и
проникли в систему образования, хотя и без надлежащего программного
обеспечения.
Роль оболочек теперь может выполнить пакет Microsoft Office. Прямое
программирование требуется для его связи с какой–нибудь имеющейся
системой символьной математики, а также для разработки новой системы
символьной математики. Для программирования необходим пакет Delphi.
Все методическое содержание может быть подготовлено в печатном виде.
Для быстрого представления печатных материалов в электронной форме
необходим сканнер и пакет Fine Reader. Для ускорения работы очень полезен
микрофон и пакет распознавания речи DragonDictate (в русской версии
Комбат).
Все программное обеспечение должно быть лицензионным.
Общая стоимость аппаратного и программного обеспечения разработки
ЭУ на одно рабочее место составляет около 1200 долларов (без стоимости
компьютера и принтера).
Компьютер должен иметь очень хороший монитор и мощный
системный блок с полным набором мультимедийных компонент. Стоимость
таких компьютеров сейчас составляет около 1000 долларов.
106
Для работы группы необходим профессиональный лазерный черно–
белый принтер и среднего класса копировальный аппарат. Стоимость этих
аппаратов составит 800–900 долларов.
Все участники проекта должны иметь надежный и быстрый доступ в
Интернет.
9.TАппаратное и программное обеспечение эксплуатации
электронного учебника
Электронный учебник должен разрабатываться для его использования
на компьютерах среднего класса. Требуется только, чтобы на компьютере
был установлен MS Word и PowerPoint. Возможность воспроизведения
звуковых файлов желательна.
Нужно добиваться того, чтобы эти средства тоже были
лицензионными, в первую очередь, в учебных заведениях.
Литература
[1] Стандарты системы СИБИД
[2] Международное стандартное библиографическое описание для
электронных ресурсов — ISBD (ER)
[3] Приказ Минобразования РФ N1646 от 19.06.98 о создании
Федерального экспертного совета по учебным электронным изданиям
[4] Проект государственного стандарта России Электронные издания.
Основные виды. Выходные сведения"
[5] Пояснительная записка к проекту государственного стандарта
России “Электронные издания. Основные виды. Выходные сведения”
[6] Российские электронные издания: Каталог.—Вып.4: Новые
поступления в гос. Депозитарий / Авторы–составители: Вигурский К.В.,
Глушкова О.Л., Негадова В.И. (под общ. ред. Антопольского А.Б.) — М.:
НТЦ “Информрегистр”, 2000.
[7] Агеев В.Н. Электронная книга: Новое средство соц. коммуникации.
М.: 1997.
[8] Гречихин А.А., Древс Ю.Г. Вузовская учебная книга: Типология,
стандартизация, компьютеризация. М.: Логос, 2000.
107
[9] Мильчин А.Э. Издательский словарь–справочник. М.: Юристъ,
1998. [10] Субботин М.М. Новая информационная технология: Создание и
обработка гипертекстов. М., 1992
Разработка электронного учебника по курсу «Основы теории
компьютеров».
Раздел «Выполнение логических операций»
108
Введение
В современном цивилизованном обществе этапа информатизации все
его члены, независимо от их общественного положения, используют
информацию и знания в своей деятельности, решая непрерывно
возникающие перед ними задачи. При этом постоянно увеличивающиеся
запасы знаний, опыта, весь интеллектуальный потенциал общества, который
сосредоточен в книгах, патентах, журналах, отчетах, идеях, активно, на
современном техническом уровне участвует в повседневной
производственной, научной, образовательной и других видах деятельности
людей. Ценность информации и удельный вес информационных услуг в
жизни современного общества резко возросли. Это дает основание говорить
о том, что главную роль в процессе информатизации играет собственно
информация, которая сама по себе не производит материальных ценностей.
Общество этапа информатизации характеризует процесс активного
использования информации в качестве общественного продукта, в связи с
чем, происходит формирование высокоорганизованной информационной
среды, оказывающей влияние на все стороны жизнедеятельности членов
этого общества.
Информационная среда включает множество информационных
объектов и связей между ними, средства и технологии сбора, накопления,
передачи, обработки, продуцирования и распространения информации,
собственно знания, а также организационные и юридические структуры,
поддерживающие информационные процессы. Общество, создавая
информационную среду, функционирует в ней, изменяет, совершенствует ее.
Современные научные исследования убеждают в том, что
совершенствование информационной среды общества инициирует
формирование прогрессивных тенденций развития производительных сил,
процессы интеллектуализации деятельности членов общества во всех его
сферах, включая и сферу образования, изменение структуры общественных
взаимоотношений и взаимосвязей.
Необходимо выделить ряд основных направлений формирования и
становления средств, методов и технологий, которые открывают новые
возможности прогрессивного общественного развития, находящего свое
отражение в сфере образования.
– математизация и информатизация предметных областей:
использование современных информационных технологий при реализации
возможностей аппарата математики, в том числе математической статистики,
позволяет автоматизировать процессы обработки информации, результатов
научного эксперимента, интенсифицировать применение инструментария
математики в социологических исследованиях. Математизация дает
возможность повысить качество принимаемых решений на всех стадиях
процесса принятия решения человеком или ЭВМ за счет применения
современных методов многофакторного анализа, прогнозирования,
моделирования и оценки вариантов, оптимального планирования. Это
109
позволяет перейти к разработке научно обоснованных подходов к принятию
оптимального решения в конкретной ситуации, использовать методы и
средства информатики в процессе решения задач различных предметных
областей.
– интеллектуализация деятельности:
реализация возможностей технических и программных средств
современных информационных технологий позволяет: обеспечить
управление информационными потоками; общаясь с пользователем на
естественном языке, осуществлять распознавание образов и ситуаций, их
классификацию; эффективно обучать логике доказательств; накапливать и
использовать знания; организовывать разнообразные формы деятельности по
самостоятельному извлечению и представлению знаний; осуществлять
самостоятельное "микрооткрытие" изучаемой закономерности.
– интеграционные процессы:
интеграция современных информационных технологий с
операциональными обеспечивает системный эффект, следствием которого
становится «технологический прорыв», имеющий место в педагогике. Вместе
с тем использование современных информационных технологий
поддерживает общие интеграционные тенденции процесса познания
окружающей информационной, экологической, социальной среды,
способствует реализации преимуществ узкой специализации и возможностей
индивидуализации процесса обучения, обеспечивая эффективность
образовательного процесса.
Естественно предположить, что развитие, совершенствование
информационной среды сферы образования зависит от обеспечения системы
образования как в целом, так и каждого учебного заведения в отдельности
специализированными подразделениями, приспособленными для
организации деятельности со средствами новых информационных
технологий.
При заочных и дистанционных формах обучения значение лекционной
составляющей незначительно т.к. доля самостоятельной работы вне контакта
с преподавателем играет основную роль. Использование новых
информационных технологий для создания учебно-методических комплексов
и электронных учебников позволяет повысить эффективность
самостоятельной работы.
Возможность заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и
темпе. Нерегламентированный отрезок времени для освоения дисциплины.
Параллельное с профессиональной деятельностью обучение, т.е. без отрыва
от производства.
Возможность обращения ко многим источникам учебной информации
(электронным библиотекам, банкам данных, базам знаний и т.д.).
Использование в образовательном процессе новейших достижений
информационных и телекоммуникационных технологий, что обучает и
работе с ними.
110