Проект электронного практикума

Внедрение новых информационных технологий в образование привело к появлению новых образовательных технологий и форм обучения, базирующихся на электронных средствах обработки и передачи информации. Появление мощных компьютерных мультимедиа систем и интерактивных компьютерных программ стало основой интенсивного развития дистанционного обучения (ДО). Но, несмотря на разнообразие технических средств и технологий, использующихся в учебном процессе, следует отметить, что качество обучения зависит прежде всего от совершенства учебного материала, формы его представления и организации учебного процесса. Поэтому, даже в традиционной схеме обучения, возникает много проблем, связанных с постоянно нарастающим потоком новой информации, усложнением знаний, отсутствием иллюстративного материала. В этих условиях акцент на интенсивную самостоятельную работу не дает положительных результатов по тем же причинам. Появление мультимедиа средств и технологий позволяет решить эти проблемы. Внедрение компьютера в учебный процесс не только освобождает преподавателя от рутинной работы в организации учебного процесса, оно дает возможность создать богатый справочный и иллюстративный материал, представленный в самом разнообразном виде: текст, графика, анимация, звуковые и видеоэлементы. Интерактивные компьютерные программы активизируют все виды деятельности человека: мыслительную, речевую, физическую, перцептивную, что ускоряет процесс усвоения материала. Компьютерные тренажеры способствуют приобретению практических навыков. Интерактивные тестирующие системы анализируют качество знаний. Одним словом, применение мультимедиа средств и технологий позволяет построить такую схему обучения, в которой разумное сочетание обычных и компьютерных форм организации учебного процесса дает новое качество в передаче и усвоении системы знаний. Особенно актуальны такие технологии в дистанционном обучении, где реализуется возможность получения качественного образования из удаленных образовательных центров. Однако создание эффективных компьютерных средств обучения — достаточно сложная и трудоемкая работа. Особенно это относится к мультимедиа программам. Во-первых, преподавателю — создателю мультимедиа — требуются не только профессиональные знания; ему необходимо иметь знания в области компьютерных технологий, дизайна, сценарного и актерского искусства и многих других знания и навыки, порой далекие от его основной профессии. Поэтому, как правило, мультимедиа проект выполняется коллективом авторов. Во-вторых, для создания мультимедиа программ необходимы современные инструментальные и программные средства, которые отличаются высоким уровнем цен. В результате создание мультимедиа оказывается под силу только специализированным коллективам, имеющим необходимое оборудование и программное обеспечение. Тем не менее, в этом коллективе автор курса играет очень важную роль. Владея первичным материалом и зная, как построить процесс обучения, он является центральной фигурой в авторском коллективе. Именно он разрабатывает сценарий мультимедиа курса и определяет способы его представления. Но для этого автор курса должен иметь определенные знания о программно-аппаратных средствах и технологиях создания мультимедиа.

мультимедиа курс обучение практикум

1. Сущность и особенности электронных средств обучения используемых в системе высшего образования

1.1 Мультимедиа курсы как наиболее эффективные средства изучения дисциплин в вузах

Основным видом учебной деятельности, направленным на первичное овладение знаниями, является лекция.

Применение информационных технологий позволяет изменить способы доставки учебного материала, традиционно осуществляемого во время лекций, с помощью специально разработанных мультимедиа курсов. Для организации изучения теоретического материала могут быть использованы следующие виды мультимедиа курсов.

Видеолекция. Лекция преподавателя записывается на видеопленку. Методом нелинейного монтажа она может быть дополнена мультимедиа приложениями, иллюстрирующими изложение лекции. Достоинством такого способа изложения теоретического материала является возможность прослушать лекцию в любое удобное время, повторно обращаясь к наиболее трудным местам.

Мультимедиа лекция. Для самостоятельной работы над лекционным материалом могут быть разработаны интерактивные компьютерные обучающие программы. Это учебные пособия, в которых теоретический материал благодаря использованию мультимедиа средств структурирован так, что каждый обучающийся может выбрать для себя оптимальную траекторию изучения материала, удобный темп работы над курсом и способ изучения, максимально соответствующий психофизиологическим особенностям его восприятия.

Практические занятия — форма организации учебного процесса, направленная на закрепление теоретических знаний путем обсуждения первоисточников и решения конкретных задач, проходящее под руководством преподавателя. Использование информационных технологий требует изменения характера организации практических занятий и усиления их методической обеспеченности. Практические занятия по решению задач могут быть проведены с помощью электронного задачника или базы данных, в которых собраны типовые и уникальные задачи по всем основным темам учебного курса.

Лабораторные работы позволяют объединить теоретико-методологические знания и практические навыки учащихся в процессе научно-исследовательской деятельности. Лабораторная работа — форма организации учебного процесса, направленная на получение навыков практической деятельности путем работы с материальными объектами или моделями предметной области курса. Мультимедиа курсы позволяют организовать работу с тренажерами, имитирующими реальные установки, объекты исследования, условия проведения эксперимента. Такие тренажеры виртуально обеспечивают условия и измерительные приборы, необходимые для реального эксперимента, и позволяют подобрать оптимальные параметры эксперимента.

Семинарские занятия. Теоретический характер семинарских занятий определяет специфику применяемых мультимедиа курсов, которые должны быть представлены, главным образов, в текстовом виде. К числу электронных дидактических средств, применяемых на семинарских занятиях, можно отнести следующие: хрестоматия, сборник документов и материалов, опорные конспекты лекций, электронный учебник, учебное пособие и т. д.

Внедрение в учебный процесс информационных технологий сопровождается увеличением объемов самостоятельной работы студентов. Это, в свою очередь, требует организации постоянной поддержки учебного процесса со стороны преподавателей. Важное место в системе поддержки занимает проведение консультаций.

Расширение объема самостоятельной работы студентов с использованием НИТ сопровождается расширением информативного поля, в котором работает студент.

Информационные технологии позволяют использовать как основу для СРС и НИРС не только печатную продукцию учебного или исследовательского характера, но и мультимедиа курсы, ресурсы сети Интернет — электронные базы данных, каталоги и фонды библиотек, архивов и т. д.

Педагогический контроль является одной из основных форм организации учебного процесса. Практически все возможные виды контроля могут быть реализованы с помощью электронных изданий, на основе специально разработанных компьютерных программ, позволяющих снять часть нагрузки с преподавателя и усилить эффективность и своевременность контроля. Таким образом, применение НИТ расширяет возможности контроля учебного процесса.

Мультимедиа курсы являются несомненно перспективным дидактическим средством, которое при определенных условиях может значительно повышать эффективность учебного процесса. Основными условиями являются учет индивидуальных особенностей обучающегося, его уровня компетенции и мотивации, соответствие образовательных потребностей и целей обучения. Использование мультимедиа курсов в учебном процессе требует определения соответствующих педагогических технологий. Таким образом, мультимедиа курс как основное дидактическое средство должен объединять в себе три компоненты: содержание учебного материала, методы и технологии обучения. Эти компоненты неразрывно связаны друг с другом и образуют обучающую систему, позволяющую реализовать процесс самообразования личности.

В настоящее время в мире накоплен опыт реализации систем дистанционного обучения (СДО). В целом мировая тенденция перехода к нетрадиционным формам образования прослеживается в росте числа ВУЗов, ведущих подготовку по новым информационным технологиям.

Процесс развития ДО в России сдерживается отсутствием хорошего материально-технического обеспечения, дефицитом компьютерной техники, ограниченными возможностями связи и низким материальным стимулированием преподавателей.

Дистанционное обучение (ДО) является формой получения образования, при которой в образовательном процессе используются традиционные и специфические методы, средства и формы обучения, основанные на компьютерных и телекоммуникационных технологиях. Основу образовательного процесса при ДО составляет целенаправленная и контролируемая интенсивная самостоятельная работа обучаемого, который может учиться в удобном для себя месте, по индивидуальному расписанию, имея при себе комплект специальных средств обучения и согласованную возможность контакта с преподавателем и другими обучающимися по телефону, факсу, электронной и обычной почте, а также очно.

Анализ теории и практики ДО позволил отметить характерные особенности, присущие ДО. Среди них:

1. «Гибкость». Обучающийся занимаются в удобное для себя время, в удобном месте и в удобном темпе. Каждый может учиться столько, сколько ему лично необходимо для освоения курса дисциплины и получения необходимых знаний по выбранным дисциплинам.

2. «Модульность». Позволяет из набора независимых учебных курсов формировать учебный план, отвечающий индивидуальным или групповым потребностям.

3. «Параллельность». Обучение может проводиться при совмещении основной профессиональной деятельности с учебой.

4. «Дальнодействие». Расстояние от места нахождения обучающегося до образовательного учреждения (при условии качественной работы связи) не является препятствием для эффективного образовательного процесса.

5. «Асинхронность». В процессе обучения обучающий и обучаемый работают по удобному для каждого расписанию.

6. «Охват». Количество обучающихся не является критичным параметром.

7. «Рентабельность». Под этой особенностью подразумевается экономическая эффективность ДО.

8. «Обучающийся». Требования к обучающемуся существенно отличаются от традиционных.

9. «НИТ» (Новые информационные технологии). В СДО используются преимущественно новые информационные технологии, средствами которых являются компьютеры, компьютерные сети, мультимедиа системы и т. д.

10. «Социальность». ДО в определенной степени снимает социальную напряженность, обеспечивая равную возможность получения образования независимо от места проживания и материальных условий.

11. «Интернациональность». ДО обеспечивает удобную возможность экспорта и импорта образовательных услуг.

Перечисленные особенности определяют преимущества ДО перед другими формами получения образования, одновременно предъявляя определенные специфические требования как к преподавателю, так и к слушателю, ни в коем случае не облегчая, а подчас увеличивая трудозатраты и того и другого.

Обучающиеся. Обучающиеся при ДО оказываются в совершенно новых условиях потому, что им предоставлена «свобода» в обучении. Это и свободный график, гибкий выбор дисциплин и т. д. Слушатели ДО должны владеть основами методики и техники самостоятельной работы, самостоятельного приобретения и пополнения знаний при наивысшей мотивированности. Кроме того, для эффективного обучения они должны обладать навыками работы со средствами НИТ.

Обучающие. Как и в традиционном учебном процессе, главным звеном обеспечения высокой эффективности образовательного процесса является преподаватель. Значительная специфика дидактического процесса ДО вызвала необходимость ввести в российской практике для обозначения обучающего термин «тьютор». В условиях ДО тьютор комплексно реализует функции представителя учебно-вспомогательного персонала, проводя всю переписку ВУЗа со слушателями, отслеживает выполнения ими учебного графика, организует консультации с преподавателями. Он выясняет их мнение о форме и содержании отдельных курсов и передает разработчикам учебно-методических материалов, помогает студенту в составлении персонального учебного плана и наполнении его взаимоувязанными дисциплинами по выбору.

Средства обучения. В образовательном процессе ДО используются следующие средства обучения:

1. Книги (в бумажной и электронной форме);

2. Сетевые учебные материалы;

3. Компьютерные обучающие системы в обычном и мультимедийном вариантах;

4. Аудио учебно-информационные материалы;

5. Видео учебно-информационные материалы;

6. Лабораторные дистанционные практикумы;

7. Тренажеры;

8. Базы данных и знаний с удаленным доступом;

9. Электронные библиотеки с удаленным доступом;

10. Дидактические материалы на основе экспертных обучающих систем;

11. Дидактические материалы на основе геоинформационных систем.

Учебные книги. Учебные книги в электронном виде в самом простом случае представляют собой электронный вариант печатных учебных материалов, но обладают рядом положительных свойств, отличных от них. Это: компактность хранения в памяти компьютера или на внешнем магнитном носителе, возможность оперативного внесения изменений и передачи на большие расстояния по электронной почте. Кроме того, при наличии принтера, оно легко превращается в твердую копию.

Сетевые учебные материалы. Электронная хрестоматия представляет собой структурированный набор фрагментов из альтернативных учебных пособий, статей, компьютерным обучающим программам и другой информации по тематике дисциплины, а также дополнительной учебной и факультативной информацией. Кроме того, практические задания, разработанные к каждой теме обеспечивают реализацию проблемного метода обучения. Выполненные в соответствие с графиком они пересылаются преподавателю по электронной почте для проверки и обсуждаются в виртуальной учебной группе. Итоговый контроль осуществляется путем проверки итогового теста и экзамена, который проводится с помощью видеоконференцсвязи или очно.

Дидактические аудио и видео учебные материалы. Учебные аудиоматериалы, записанные на магнитных носителях используются для записи лекций и инструкций к учебному курсу, не требующих графических иллюстраций, а также для записи уроков по обучению иностранным языкам, что наиболее распространено. Доступность плейеров позволяет изучать и закреплять учебный материал в удобном месте и удобном темпе. В видеоформе могут быть представлены лекции, инструктивные занятия. На видеокассетах разрабатывается также иллюстративный материал к печатным изданиям, к учебным ситуационным задачам. Учебные видеофильмы обеспечивают возможность воспринимать информацию одновременно зрением и слухом, и как носители аудиовизуальных информационных возможностей являются наиболее действенными средствами обучения.

Виртуальная реальность, как средство неконтактного информационного взаимодействия, реализуется с помощью комплексных мультимедиа-операциональных сред, создающих иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире».

Современные геоинформационные системы представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АСУ, САПР, АСНИ), а с другой — обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы, которые находит все более широкое применение в образовании, выступая в роли объекта и субъекта обучения.

Лабораторные дистанционные практикумы. Суть дистанционного лабораторного практикума (ДЛП) состоит в следующем. Для конкретного прикладного тематического направления создается единый универсальный научно-дидактический комплекс (НДК), предназначенный как для обучения студентов или переподготовки специалистов, так и для проведения научных исследований. Коллективное использование этого комплекса многими абонентами, распложенными на сколь угодно большом расстоянии до него, выполняется с применением телекоммуникаций. Измерительные приборы в НДК заменяются автоматизированной интеллектуальной сенсорной подсистемой. Оперативное управление экспериментом осуществляется автоматически с помощью многоканальной интеллектуальной подсистемы регулирования по программам, получаемым от удаленных компьютеров, которые являются рабочими местами пользователей и на которых создается виртуальное отображение НДК, позволяющее с максимально возможным приближением (мультимедийно) воспроизводить реальное оборудование стенда.

Учебно-материальная подсистема. Традиционная УМП включает в себя комплекс материальных и технических средств, необходимых для обучения по установленным направлениям подготовки в соответствии с учебными программами. Так как ДО в значительной степени базируется на средствах НИТ, значение этой подсистемы особенно возрастает в ДО. Состав УМБ сильно зависит от модели обучения. Так, при сетевом обучении обучающемуся достаточно иметь компьютер с выходом в Интернет, что и составляет своеобразное УМБ.

Идентификационно-контрольная подсистема. Контроль усвоения студентами, слушателями и курсантами учебного материала и оценка их знаний и умений является составной частью ДСДО. ДО обусловливает как повышение требований к системе контроля, так и придает ей определенную специфику.

Особенностью ДО является входной контроль, цели и задачи которого — оценка у поступающего знаний, ориентаций и мотивов; анализ и оценка уровня развитости его профессиональных качеств и способностей, построение соответствующего социально-психологического портрета с тем, чтобы выбрать эффективные средства и методы обучения с выходом на максимальную индивидуализацию работы с каждым обучающимся.

В условиях ДО повышается вероятность фальсификации обучения, а также проблемы контроля образовательного процесса на расстоянии. Поэтому требуются специальные технические средства, приемы и методики, позволяющие решить эти проблемы. В настоящее время вопрос решается бессистемно, на эмпирическом уровне.

1.2 Анализ эффективности использования электронных форм обучения

Изменение форм учебной и педагогической деятельности обусловлено применением мультимедиа средств и приводит к перераспределению нагрузки преподавателей и студентов. Использование мультимедиа в учебном процессе позволяет изменить характер учебно-познавательной деятельности студентов, активизировать самостоятельную работу студентов с различными электронными средствами учебного назначения. Наиболее эффективно применение мультимедиа в процессе овладения студентами первичными знаниями (в условиях отсутствия преподавателей, читающих лекции), а также отработки навыков и умений, необходимых для профессиональной подготовки. Применение в учебном процессе мультимедиа приводит к сокращению объемов и одновременному усложнению деятельности преподавателя по сопровождению учебного процесса. Так, например, для усвоения теоретического лекционного материала при дистанционном обучении используются не только аудиторные занятия, но и созданная система педагогической поддержки, включающая сетевое консультирование, осуществление текущего контроля, проведение компьютерного тестирования, работу с мультимедиа курсами и другими учебно-методическими материалами. Для проведения практических занятий применяются не только традиционные аудиторные занятия, проводимые обычно под руководством тьютора, но и сетевые консультации, работа с тренажерами, осуществление контроля и самоконтроля. Усложняется структура и таких форм учебной деятельности, как контроль, консультации и самостоятельная работа студентов. При этом изменяются цели консультаций: они теперь более предметно ориентированы на то, чтобы помочь студентам усвоить теоретический материал курса, приобрести практические навыки, осуществить лабораторный практикум и т. д. Общее сокращение нагрузки преподавателя при дистанционном обучении происходит, главным образом, за счет сокращения лекционных и частично практических занятий. В этих формах организации учебного процесса мы наблюдаем наиболее высокие коэффициенты эффективности работы преподавателя: 66−81% по лекциям и 28−59% по семинарским и практическим занятиям. Коэффициент эффективности при проведении практических занятий по решению задач, например, при дистанционном обучении составляет от 28 до 56% по отношению к очным практическим занятиям. Эффективность достигается, главным образом, за счет использования компьютерных тестирующих программ, а также других организационных форм и технологий для решения задач, стоящих обычно перед практическими занятиями. Более низкий коэффициент эффективности при проведении лабораторных работ (11%) объясняется спецификой этой формы учебной деятельности, предполагающей обязательные аудиторные занятия. Но и здесь применение мультимедиа помогает снять часть рутинной работы с преподавателя, переложив на компьютерные лабораторные работы задачу начального знакомства студентов с лабораторными установками, условиями проведения работ и т. д. Функции преподавателя при этом главным образом заключаются в том, чтобы подготовить методическое обеспечение и поддерживать учебный процесс консультациями.

Для получения образования на базе компьютерных технологий (реализации компьютерных технологий обучения) необходимы три основных компонента: аппаратно-программный базис, подготовленный преподаватель и электронные учебно-методические средства (образовательные электронные издания и ресурсы). 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, ЭИ 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.

Третье соображение — «домашнее»: необходимо в полной мере использовать все возможности информационных и мультимедиа технологий как для повышения качества образования, так и для решения специфических для стран СНГ проблем педагогических кадров, некомплекта лабораторий, отсутствия культурной среды по объективным географическим и субъективным экономическим причинам.

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 дает нам:

* интерактив

* мультимедиа

* моделинг

* коммуникативность

* производительность

Интерактив в переводе с английского означает всего лишь взаимодействие. Однако, именно взаимодействие (путем согласия или борьбы) с окружающей природной 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 тренажер стерео шлемов и перчаток с датчиками, рядовой пользователь пока пользуется только «мышью», клавиатурой и (реже) микрофоном. Этих средств достаточно для выражения реакции обучаемого в ответ на аудио — видеоряд, предъявляемый компьютером.

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 ввод пользователем символьной строки с клавиатуры. Так задаются числовые параметры, ключевые слова для поиска или команда на определенные действия РС.

Вариантом такого способа является голосовое (через микрофон) управление. Сюда же можно отнести и распространенное в лингвистических продуктах распознавание речи с целью оценки 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 визуальным 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, указываемому в данный момент курсором. Это особенно удобно в обучающих программах для получения «подсказки учителя», когда не требуется переход в другую сцену, обычно вызываемый нажатием левой клавиши. Как видим, вариантов организации взаимодействия достаточно, чтобы передать самые разные реакции обучаемого — от информационных до вазомоторных. Причем мы рассматривали лишь общепринятые («по умолчанию») варианты использования внешних устройств РС, 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. Весь вопрос только, как и в любо искусстве: нравится или нет (комфортно или нет) пользователю.

Мультимедиа — это представление 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 1,2 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 аудиои видеоинформации повышает запоминаемость до 40−50%.

Моделирование объектов, процессов, явлений — одно из первых применений компьютера. Компьютерное моделирование родилось практически вместе с ЭВМ и в настоящее время это самостоятельная наука. Польза моделинга для обучения не вызывает сомнений — всем всё «ясно» на интуитивном уровне.

Однако стоит заметить, что моделинг — это бесконечное множество возможностей — от простейшей параметризации задач до виртуальной реальности. Важно, что сегодня в образовательных продуктах мы моделируем не только изучаемые предметы, процессы, явления. Моделируется естественная окружающая среда и действия пользователя в ней, например, работа в виртуальной лаборатории, посещение музея, экскурсия по городу. Применения этих возможностей нужно настойчиво искать в каждом учебном ЭИР независимо от предметной направленности.

Коммуникативность — это возможность (online, почти realtime) непосредственного общения, оперативность представления информации, контроль состояния процесса. Все это достигается объединением компьютеров в глобальные и локальные сети. Отдельная возможность глобальных сетей

— доставка (offline, продолжительное время) цифровых информационных массивов пользователю. При этом массив записывается на некоторый носитель, а затем уже используется в реальном времени. Разумное использование телекоммуникаций и локальных сетей предоставляет огромные возможности для образования. Однако, при этом крайне 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 Безусловно, заполнение таблицы базируется на несколько субъективной, 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.

* 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, ЭИ 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.

Третье соображение — «домашнее»: необходимо в полной мере использовать все возможности информационных и мультимедиа технологий как для повышения качества образования, так и для решения специфических для стран СНГ проблем педагогических кадров, некомплекта лабораторий, отсутствия культурной среды по объективным географическим и субъективным экономическим причинам. 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 дает нам:

* интерактив.

* мультимедиа.

* моделинг.

* коммуникативность.

* производительность.

Интерактив в переводе с английского означает всего лишь взаимодействие. Однако, именно взаимодействие (путем согласия или борьбы) с окружающей природной 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, рядовой пользователь пока пользуется только «мышью», клавиатурой и (реже) микрофоном. Этих средств достаточно для выражения реакции обучаемого в ответ на аудио — видеоряд, предъявляемый компьютером.

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 ввод пользователем символьной строки с клавиатуры. Так задаются числовые параметры, ключевые слова для поиска или команда на определенные действия РС. Вариантом такого способа является голосовое (через микрофон) управление. Сюда же можно отнести и распространенное в лингвистических продуктах распознавание речи с целью оценки 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 визуальным объектом. Просто в данном случае курсор ведет за собой другой объект. В результате сильно расширяется диапазон толкований действий пользователя — ясно, что попарно 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, указываемому в данный момент курсором. Это особенно удобно в обучающих программах для получения «подсказки учителя», когда не требуется переход в другую сцену, обычно вызываемый нажатием левой клавиши. Как видим, вариантов организации взаимодействия достаточно, чтобы передать самые разные реакции обучаемого — от информационных до вазомоторных. Причем мы рассматривали лишь общепринятые («по умолчанию») варианты использования внешних устройств РС, 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. Весь вопрос только, как и в любом искусстве: нравится или нет (комфортно или нет) пользователю.

Мультимедиа — это представление 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 1,2 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 аудиои видеоинформации повышает запоминаемость до 40−50%.

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

Коммуникативность — это возможность (on line, почти real time) непосредственного общения, оперативность представления информации, контроль состояния процесса. Все это достигается объединением компьютеров в глобальные и локальные сети. Отдельная возможность глобальных сетей — доставка (off line, продолжительное время) цифровых информационных массивов пользователю. При этом массив записывается на некоторый носитель, а затем уже используется в реальном времени. Разумное использование телекоммуникаций и локальных сетей предоставляет огромные возможности для образования. Однако, при этом крайне 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.

1.3 Оценка рынка электронных средств обучения

Повсеместное распространение компьютерной техники и связанных с ней информационных и телекоммуникационных технологий порождает новые направления информатизации деятельности человека практически в любой сфере общественной жизни. Очевидно, что образование не является исключением. За последние двадцать-тридцать лет компьютеры, соответствующие технологии и средства прочно вошли во все виды учебных заведений. В частности, средства информатизации применяются как в собственно подготовке школьников, так и при решении различных вопросов, связанных с организацией обучения. Настоящее издание будет посвящено проблемам и технологиям создания тех средств информатизации, цель разработки и использования которых — непосредственное повышение эффективности учебного процесса.

Существует много подходов к введению терминов и понятий, описывающих такие средства. Во многих научных и учебно-методических изданиях их называют педагогическими программными средствами, компьютерными учебными средствами, педагогическими средствами учебного назначения, учебными компьютерными программами. Этот список терминов можно продолжить. В рамках настоящего издания для именования средств, работающих с использованием компьютерной и телекоммуникационной техники и применяемых непосредственно в обучении школьников, использован термин электронное средство обучения (ЭСО).

По мнению авторов при изучении технологии создания ЭСО в общем виде понятие электронного средства обучения с определенным допущением можно отождествлять с понятием образовательного электронного издания (ОЭИ). Использование обоих терминов для именования создаваемых электронных средств оправдано, поскольку терминология, связанная с ОЭИ, использована в других Интернет-изданиях настоящего проекта, образовательные электронные издания достаточно хорошо изучены в созданной в 2002 году «Концепции создания образовательных электронных изданий и ресурсов», подробно описаны требования, предъявляемые к качеству ОЭИ, учет которых целесообразен при создании электронных средств обучения. В связи с этими и другими причинами в рамках настоящего Интернет-издания понятия электронных средств обучения и образовательных электронных изданий будут употребляться равнозначно.

Определение понятий электронных средств обучения и образовательных электронных изданий традиционно производится опосредовано через более общее понятие электронный учебник.

Электронные издания

Электронное издание (ЭИ) представляет собой совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фотои другой информации. В одном электронном издании могут быть выделены информационные (или информационно-справочные) источники, инструменты создания и обработки информации, управляющие структуры. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе, а также опубликовано в электронной компьютерной сети.

В этом случае образовательным электронным изданием (ОЭИ) или (равнозначно) электронным средством обучения (ЭСО) является электронное издание, содержащее систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивающее творческое и активное овладение учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области. Образовательное электронное издание должно отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения. Образовательное электронное издание и электронные средства обучения не могут быть редуцированы к бумажному варианту без потери дидактических свойств.

Благодаря специфике своего определения, ЭСО существенно повышают качество визуальной и аудиоинформации, она становится ярче, красочнее, динамичнее. Огромными возможностями обладают в этом плане современные технологии мультимедиа. Кроме того, при использовании электронных средств в обучении коренным образом изменяются способы формирования визуальной и аудиоинформации. Если традиционная наглядность обучения подразумевала конкретность изучаемого объекта, то при использовании компьютерных технологий становится возможной динамическая интерпретация существенных свойств не только реальных объектов, но и научных закономерностей, теорий, понятий.

Основными видами компьютерных средств учебного назначения, которые могут рассматриваться как компоненты ЭСО или ОЭИ, являются:

· сервисные программные средства общего назначения,

· программные средства для контроля и измерения уровня знаний, умений и навыков обучающихся,

· электронные тренажеры,

· программные средства для математического и имитационного моделирования,

· программные средства лабораторий удаленного доступа и виртуальных лабораторий,

· информационно-поисковые справочные системы,

· автоматизированные обучающие системы (АОС),

· электронные учебники (ЭУ),

· экспертные обучающие системы (ЭОС),

· интеллектуальные обучающие системы (ИОС),

· средства автоматизации профессиональной деятельности (промышленные системы или их учебные аналоги).

Сервисные программные средства общего назначения применяются для автоматизации рутинных вычислений, оформления учебной документации, обработки данных экспериментальных исследований. Они могут быть использованы при проведении лабораторных, практических занятий, при организации самостоятельной и проектной работы школьников.

Программные средства для контроля и измерения уровня знаний обучающихся нашли наиболее широкое применение ввиду относительной легкости их создания. Существует целый ряд инструментальных систем-оболочек, с помощью которых преподаватель, даже не знакомый с основами программирования, в состоянии скомпоновать перечни вопросов и возможных ответов по той или иной учебной теме. Как правило, задачей обучаемого является выбор одного правильного ответа из ряда предлагаемых ответов. Такие программы позволяют разгрузить учителя от рутинной работы по выдаче индивидуальных контрольных заданий и проверке правильности их выполнения, что особенно актуально в условиях массового образования. Появляется возможность многократного и более частого контроля знаний, в том числе и самоконтроля, что стимулирует повторение и, соответственно, закрепление учебного материала.

Электронные тренажеры предназначены для отработки практических умений и навыков. Такие средства особенно эффективны для обучения действиям в условиях сложных и даже чрезвычайных ситуаций при отработке противоаварийных действий. Использование реальных установок для тренировок нежелательно по целому ряду причин (перерывы в электроснабжении, возможность создания аварийных ситуаций, повышенная опасность и т. п.). Кроме этого, электронные тренажеры используются для отработки умений и навыков решения задач. В этом случае они обеспечивают получение краткой информации по теории, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.

Программные средства для математического и имитационного моделирования позволяют расширить границы экспериментальных и теоретических исследований, дополнить физический эксперимент вычислительным экспериментом. В одних случаях моделируются объекты исследования, в других — измерительные установки. Такие средства позволяют сократить затраты на приобретение дорогостоящего лабораторного оборудования, снижается уровень безопасности работ в учебных лабораториях. К моделирующим программным средствам можно также отнести предметно-ориентированные программные среды, обеспечивающие возможность оперирования моделями-объектами определенного класса.

Информационно-поисковые справочные программные системы предназначены для ввода, хранения и предъявления педагогам и обучаемым разнообразной информации. К числу подобных систем могут быть отнесены различные гипертекстовые и гипермедиа программы, обеспечивающие иерархическую организацию материала и быстрый поиск информации по тем или иным признакам. Большое распространение получили также всевозможные базы данных. Системы управления базами данных обеспечивают возможность поиска и сортировки информации. Базы данных могут использоваться в учебном процессе для организации предъявления содержания учебного материала и его анализа. Учебные базы данных рекомендуются для самостоятельной работы учащихся с целью поиска и анализа необходимой информации.

Автоматизированные обучающие системы (АОС), как правило, представляют собой обучающие программы сравнительно небольшого объема, обеспечивающие знакомство учащихся с теоретическим материалом, тренировку и контроль уровня знаний.

Электронные учебники (ЭУ) являются основными электронными средствами обучения. Такие учебники создаются на высоком научном и методическом уровне и должны полностью соответствовать составляющей дисциплины образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой. Кроме этого, ЭУ должны обеспечивать непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения при условии осуществления интерактивной обратной связи. Одним из основных свойств ЭУ, является то, что его редукция к «бумажному» варианту (распечатка содержания ЭУ) всегда приводит к потере специфических дидактических свойств, присущих ЭУ.

Электронные средства обучения (ЭСО), используемые в образовательном процессе, должны соответствовать общедидактическим требованиям: научности, доступности, проблемности, наглядности, системности и последовательности предъявления материала, сознательности обучения, самостоятельности и активности деятельности, прочности усвоения знаний, единства образовательных, развивающих и воспитательных функций.

Использование ЭСО в образовательном процессе дает педагогам дополнительные дидактические возможности:

* обратную связь между пользователем и ЭСО, что позволяет обеспечить интерактивный диалог;

* компьютерную визуализацию учебной информации, предполагающую реализацию возможностей современных средств визуализации объектов, процессов, явлений (как реальных, так и виртуальных), а также их моделей, представление их в динамике;

* компьютерное моделирование изучаемых объектов, явлений, процессов;

* автоматизацию процессов вычислительной и информационно-поисковой деятельности;

* автоматизацию процессов управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения материала.

Необходимо отметить, что использование ЭСО в образовательном процессе значительно влияет на формы и методы представления учебного материала, характер взаимодействия между обучаемым и педагогом и, соответственно, на методику проведения занятий в целом. Вместе с тем ЭСО не заменяют традиционные подходы к обучению, а значительно повышают их эффективность. Главное для педагога — найти соответствующее место ЭСО в образовательном процессе. Любой из типов уроков может быть проведен с использованием ЭСО.

Возможные варианты проведения уроков с использованием ЭСО:

* класс разбивается на 2−3 группы, одна из групп направляется в компьютерный класс, а затем через 10−15 минут ее сменяет следующая;

* вся обучаемая группа находится в помещении компьютерного класса, а непосредственно с компьютерами работает в определенные отрезки времени только часть учащихся;