Разработка электронного обучающего курса по дисциплине «Методы обработки информации»

Разработка электронного обучающего курса по дисциплине

«Методы обработки информации»

СОДЕРЖАНИЕ Глава 1. Информационные технологии в обществе и образовании

1.1 Аспекты применения современных информационных технологий в образовании

1.2 Общая характеристика электронных средств обучения

1.3 О критериях создания электронных учебных пособий

1.4 Аппаратно-программное обеспечение разработки электронного обучающего курса Глава 2. Разработка электронного обучающего курса по дисциплине «Методы обработки информации»

2.1 Системный подход к созданию электронных пособий

2.2 Методическое обеспечение и основные инструкции по созданию электронного учебного пособия

2.3 Технологические требования и компоненты электронного учебного пособия

2.4 Инструментальные средства и технология проектирования электронного учебного пособия

2.5 Планирование и разработка обучающего пособия Глава 3. Основы защиты информации

3.1 Понятия и виды компьютерных преступлений

3.2 Характерные способы несанкционированного доступа к информации

3.3 Способы защиты информации и компьютерных систем Глава 4. Охрана труда

4.1 Организация труда и отдыха при работе с ПК Глава 5. Расчет экономической эффективности от внедрения проекта Заключение Библиографический список

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 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 средств обучения 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.

Равные возможности получения образования независимо от места проживания, состояния здоровья, элитарности и материальной обеспеченности обучаемого.

Дистанционное обучение расширяет и обновляет роль преподавателя, который должен координировать познавательный процесс, постоянно усовершенствовать преподаваемые им курсы, повышать творческую активность и квалификацию в соответствии с инновациями.

Позитивное влияние оказывает дистанционное образование и на студента, повышая его творческий и интеллектуальный потенциал за счет самоорганизации, стремления к знаниям, умения взаимодействовать с компьютерной техникой и самостоятельно принимать ответственные решения.

Также важна идея сопряжение административной системы учебного заведения с обучающей системой. Эта проблема не столь уж сложна, если в учебном заведении уже существует автоматизированная административная система или хотя бы с элементами автоматизации. По существу, речь идет об учете данных об успеваемости обучающихся. Эти данные в значительной степени будут поступать от обучающей системы в виде результатов контроля на магнитном носителе, Интернету. Достаточно будет при разработке электронного курса регламентировать формат результатов контроля и создать небольшой программный модуль, который обеспечит ввод (автоматическую загрузку) этих результатов в базу данных административной системы. Фактически достаточно будет при разработке шаблонов электронных курсов создать унифицированный формат результатов контроля. В этом случае результаты контроля могут быть легко привязаны к любой из существующих административных систем учебных заведений.

В этой связи актуальной является разработка адекватных современным идеям развития образования новых средств обучения, в частности электронных учебников и электронных версий лекционных курсов.

Исходя из актуальности, целью данной дипломной работы является возможность предоставить студентам эффективное средство обучения, которое включало бы в себя теоретический материал, вопросы и практические задания по дисциплине «Методы обработки информации» и выполняло бы образовательную функцию, а также продолжало тенденцию внедрения информационных технологий в процессе обучения.

В данной работе будет рассмотрена одна из сторон процесса информатизации общества и образованиясоздание и использование на практике одной из форм обучения с использованием информационных технологийсоздание электронного обучающего курса. Были исследованы возможности новых средств информационных технологий, а также условия, необходимые для их успешного использования, рассматривается прикладное программное обеспечение необходимое для создания и дальнейшего использования электронных обучающих курсов.

Для достижения цели были решены следующие задачи:

· Проанализированы возможности использования современных информационных технологий в социально-культурной сфере;

· Рассмотрено современное состояние процесса компьютеризации нашего общества и конкретно процесса образования в высшей школе;

· Произведен обзор и анализ имеющихся и наиболее распространенных средств разработки электронных учебников;

· Составлен лекционный материал дисциплины, необходимый для размещения его в компьютерном обучающем курсе с предложенной системой контрольных вопросов для выявления уровня усвоения нового материала;

· Разработан электронный обучающий курс по дисциплине «Методы обработки информации».

Новизна данной работы заключается в том, что кроме достаточно больших функциональных возможностей программы, она обладает интерфейсом, разработанным в соответствии с высокоразвитыми информационными технологиями, т. е. технологиями, ориентированными не на профессионального программиста, а на простого пользователя.

Практическая значимость работы состоит в том, что данное электронное учебное пособие позволяет автоматизировать процесс обучения студентов, обладает интуитивно понятным интерфейсом и допускает работу в Интернете и Интранете.

Научная значимость проектаизучение возможностей и опыта использования современных информационных систем и технологий в социальнокультурной деятельности, а также анализ наиболее распространенных средств разработки электронных курсов и требований, предъявляемых к ним.

Объектом дипломной работы являются информационные системы и технологии в создании электронных пособий в социально-культурной деятельности.

Предметом данной работы являются возможности электронных пособий в изучении дисциплин СКД.

Работа состоит из четырех глав: в первой рассматриваются современные реалии информатизации общества, аспекты применения средств новых информационных технологий в высшем образовании и классификация электронных средств обучения; вторая глава посвящена описанию структуры электронного обучающего курса и интерфейса пользователя; третья глава посвящена актуальной на сегодняшний день теме о защите информационной безопасности; четвертая глава посвящена охране труда.

Глава 1. Информационные технологии в обществе и образовании

1.1 Аспекты применения современных информационных технологий в образовании электронный курс защита инормация Современное цивилизованное обществе на этапе информатизации использует информацию и знания в своей деятельности, решая возникающие перед ним задачи. При этом постоянно увеличиваются запасы знаний, опыта, интеллектуальный потенциал, который сосредоточен в книгах, патентах, журналах, отчетах, идеях, с чем мы активно, на современном техническом уровне, сталкиваемся в повседневной производственной, научной, образовательной и других видах деятельности. Поэтому 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. Под информацией (с общих позиций) будем понимать сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними, то есть средство, с помощью которого общество может осознавать себя и функционировать как единое целое. Естественно предположить, что информация должна быть научно — достоверной, доступной в смысле возможности ее получения, понимания и усвоения; данные, из которых информация извлекается, должны быть существенными, соответствующими современному научному уровню.

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.

Интенсивное развитие процесса информатизации образования влечет за собой расширение сферы применения современных информационных технологий. В настоящее время можно уже вполне определенно выделить успешно и активно развивающиеся направления их использования:

— реализация возможностей программных средств учебного назначения (проблемно-ориентированных, объектно-ориентированных, предметно-ориентированных) в качестве средства обучения, объекта изучения, средства управления, средства коммуникации, средства обработки информации.

— интеграция возможностей сенсорики, средств для регистрации и измерения некоторых физических величин, устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов для связи с комплектом оборудования, сопрягаемого с ЭВМ, и учебного, демонстрационного оборудования при создании аппаратно-программных комплексов.

Использование таких комплексов предоставляет обучаемому инструмент исследования, с помощью которого можно осуществлять регистрацию, сбор, накопление информации об изучаемом или исследуемом реально протекающем процессе; создавать и исследовать модели изучаемых процессов; визуализировать закономерности процессов, в том числе и реально протекающих; автоматизировать процессы обработки результатов эксперимента; управлять объектами реальной действительности. Применение этих комплексов, учебного, демонстрационного оборудования позволяет организовывать экспериментально — исследовательскую деятельность — как индивидуальную (на каждом рабочем месте), так и групповую, коллективную с реальными объектами изучения, их моделями и отображениями. Это обеспечивает широкое внедрение исследовательского метода обучения, подводящего учащегося к самостоятельному «открытию» изучаемой закономерности, способствует актуализации процесса усвоения основ наук, развитию интеллектуального потенциала, творческих способностей.

— интеграция возможностей компьютера и различных средств передачи аудиовизуальной информации при разработке видео-компьютерных систем и систем мультимедиа.

Эти системы представляют собой комплекс программно-аппаратных средств и оборудования, который позволяет объединять различные виды информации (текст, рисованная графика, слайды, музыка, реалистические изображения, движущиеся изображения, звук, видео) и реализовывать при этом интерактивный диалог пользователя с системой. Использование видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа обеспечивает реализацию интенсивных форм и методов обучения, организацию самостоятельной учебной деятельности, способствует повышению мотивации обучения за счет возможности использования современных средств комплексного представления и манипулирования аудиовизуальной информацией, повышения уровня эмоционального восприятия информации.

— реализация возможностей систем искусственного интеллекта при разработке так называемых интеллектуальных обучающих систем (Intelligent Tutoring Systems) типа экспертных систем, баз данных, баз знаний, ориентированных на некоторую предметную область.

Использование возможностей систем искусственного интеллекта создает веские предпосылки для организации процесса самообучения; формирует умения самостоятельного представления и извлечения знаний; способствует интеллектуализации учебной деятельности; инициирует развитие аналитико-синтетических видов мышления, формирование элементов теоретического мышления. Все это является основой интенсификации процессов развития личности обучаемого.

— использование средств телекоммуникаций, реализующих информационный обмен на уровне общения через компьютерные сети (локальные или глобальные), обмен текстовой, графической информацией в виде запросов пользователя и получения им ответов из центрального информационного банка данных.

Телекоммуникационная связь позволяет в кратчайшие сроки тиражировать передовые педагогические технологии, способствует общему развитию обучаемого.

— новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире» — система «Виртуальная реальность».

Использование этой системы позволяет обеспечить аудиовизуальный и тактильный контакт между пользователем и стереоскопически представленными объектами виртуальной реальности при наличии обратной связи и использовании средств управления.

Перспективами использования системы «Виртуальная реальность» в сфере образования являются: профессиональная подготовка будущих специалистов в областях, в которых необходимо стереоскопически представлять изучаемые или исследуемые объекты: стереометрии, черчению, инженерной графике, машинной графике, организация досуга, развивающих игр, развитие наглядно-образного, наглядно-действенного, интуитивного, творческого видов мышления.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт применения средств новых информационных технологий, реализация вышеизложенных возможностей позволяет обеспечить:

— предоставление обучаемому инструмента исследования, конструирования, формализации знаний о предметном мире и вместе с тем активного компонента предметного мира, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир;

— расширение и углубление изучаемой предметной области за счет возможности моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений; организации экспериментально — исследовательской деятельности; экономии учебного времени при автоматизации рутинных операций вычислительного, поискового характера;

— расширение сферы самостоятельной деятельности обучаемых за счет возможности организации разнообразных видов учебной деятельности (экспериментально — исследовательская, учебно-игровая, информационно-учебная деятельность, а также деятельность по обработке информации, в частности и аудиовизуальной), в том числе индивидуальной, на каждом рабочем месте, групповой, коллективной;

— индивидуализацию и дифференциацию процесса обучения за счет реализации возможностей интерактивного диалога, самостоятельного выбора режима учебной деятельности и организационных форм обучения;

— вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала или решения задач определенного класса за счет реализации возможностей систем искусственного интеллекта;

— формирование информационной культуры, компоненты культуры индивида, члена информационного общества, за счет осуществления информационно-учебной деятельности, работы с объектно-ориентированными программными средствами и системами;

— повышение мотивации обучения за счет компьютерной визуализации изучаемых объектов, явлений, управления изучаемыми объектами, ситуацией, возможности самостоятельного выбора форм и методов обучения, вкрапления игровых ситуаций.

Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей средств новых информационных технологий в процессе обучения приводит не только к изменению организационных форм и методов обучения, но и к возникновению новых методов обучения.

Таким образом, в связи с развитием процесса информатизации и образования изменяется объем и содержание учебного материала, происходит переструктурирование программ учебных предметов (курсов), интеграция некоторых тем или самих учебных предметов, что приводит к изменению структуры и содержания учебных предметов (курсов) и, следовательно, структуры и содержания образования.

Параллельно этим процессам происходит внедрение инновационных подходов к проблеме уровня знаний учащихся, основанных на разработке и использовании комплекса компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня усвоения.

Изучение отечественного и зарубежного опыта использования электронных средств обучения, а также теоретические исследования в области проблем информатизации образования позволяют констатировать, что включение компьютера в учебный процесс оказывает определенное влияние на роль средств обучения, используемых в процессе преподавания того или иного курса, а само применение средств новых информационных технологий деформирует уже традиционно сложившуюся структуру учебного процесса.

1.2 Общая характеристика электронных средств обучения Когнитивный процесс с использованием современных компьютерных технологий неуклонно становится в передовых учебных заведениях новым образовательным стандартом. Внедрение в учебный процесс компьютерных обучающе — контролирующих систем, обладающих в силу своей интерактивности мощными возможностями ветвления процесса познания и позволяющих обучаемому субъекту прямо включиться в интересующую его тему — это один из наиболее действенных способов повышения эффективности обучения. Идея применения компьютера в обучении возникла довольно давно, но ее воплощение стало возможным лишь с появлением персональных компьютеров.

Современные компьютерные дидактические программы (электронные учебники, компьютерные задачники, учебные пособия, гипертекстовые информационно-справочные системы — архивы, каталоги, справочники, энциклопедии, тестирующие и моделирующие программы-тренажеры и т. д.) разрабатываются на основе мультимедиа-технологий, которые возникли на стыке многих отраслей знания.

Существует множество различных подходов к классификации обучающих компьютерных программ, но единого мнения и соответственно общей классификации нет, что отмечается рядом авторов. Одна из предлагаемых классификаций основывается на целях и задачах обучающих программ или режимах использования автоматизированных обучающих систем, с выделением следующих типов: иллюстрирующие, консультирующие, операционная среда, тренажеры, обучающий контроль.

Анализируя и обобщая различные классификации, Е. И. Машбиц также указывает на отсутствие единой классификации, и предлагает «следующие пять типов:

а) тренировочные, б) наставнические, в) проблемного обучения, г) имитационные и моделирующие, д) игровые".

1. Программы-тренажеры — предназначены для формирования и закрепления умений и навыков, а также для самоподготовки обучаемых. При использовании этих программ предполагается, что теоретический материал обучаемыми уже усвоен. Персональный компьютер в случайной последовательности генерирует учебные задачи, уровень трудности которых определяется педагогом. Если обучаемый дал правильное решение, ему сообщается об этом, иначе ему либо предъявляется правильный ответ, либо предоставляется возможность запросить помощь. Компьютерные учебные программы такого типа реализуют обучение, мало чем отличающееся от программированного обучения с помощью простейших технических устройств. Однако персональный компьютер обладает значительно большими возможностями в предъявлении информации, чем в типе ответа. Многие системы позволяют даже вводить с некоторым ограничением конструированные ответы. В настоящее время разработано достаточно большое число программ рассматриваемого типа. При их разработке можно обойтись знаниями о процессе обучения и учебной деятельности на уровне «здравого смысла», т. е. интуитивного, часто недостаточно осознанного представления о процессе обучения и индивидуального опыта, приобретенного разработчиками в процессе преподавательской работы.

2. Контролирующие программы, предназначенные для контроля определенного уровня знаний и умений. Известно, что контроль знаний обучаемых представляет собой одно из самых важных и в то же время по характеру организации и уровню теоретической исследованности одно из самых слабых звеньев учебного процесса. Главный недостаток существующих форм и методов контроля заключается в том, что в большинстве случаев они еще не обеспечивают необходимой устойчивости и инвариантности оценки качества усвоения учебной информации, а также необходимой адекватности этой оценки действительному уровню знаний. Совершенствование контроля за ходом обучения должно концентрироваться вокруг узловой проблемы — проблемы повышения достоверности оценки формируемых знаний, умений и навыков. Эту проблему можно рассматривать в двух аспектах: во-первых, как увеличение степени соответствия педагогической оценки действительному уровню знаний обучаемых; во-вторых, как создание и реализация таких методических приемов контроля, которые обеспечили бы независимость оценок от случайных факторов и субъективных установок учителя. Использование соответствующих пакетов контролирующих программ позволит повысить эффективность обучения и производительность труда преподавателя, придаст контролю требуемую устойчивость и инвариантность, независимость от субъективных установок учителя.

3. Наставнические программы, которые ориентированны преимущественно на усвоение новых понятий, многие из них работают в режиме, близком к программированному обучению с разветвленной программой. Обучение с помощью таких программ ведется в форме диалога, однако по большей части ведется диалог, построенный на основе формального преобразования ответа обучаемого.

4. Демонстрационные программы, предназначенные для наглядной демонстрации учебного материала описательного характера. Преподаватель может успешно использовать компьютер в качестве наглядных пособий при объяснении нового материала. Большими возможностями в интенсификации учебного процесса обладают те демонстрационные программы, в которых используется диалоговая или интерактивная графика.

5. Информационно-справочные программы предназначены для вывода необходимой информации.

В недалеком будущем обучаемый при подготовке к занятиям или на занятиях сможет использовать персональный компьютер, подключенный через модем и телефонную линию связи к другим компьютерам и к библиотеке. В этом случае он может получить любую необходимую информацию, имея доступ к компьютеризированному каталогу книг и периодических изданий. С помощью компьютера учащийся сможет осуществить доступ к любому организованному хранилищу информации, ко многим различным банкам данных. Знать, как с помощью компьютера можно получить информацию, так же важно, как уметь пользоваться энциклопедией или библиотекой.

6. Имитационные и моделирующие программы, предназначенные для «симуляции» объектов и явлений. Эти программы особенно целесообразно применять, когда явление осуществить невозможно или это весьма затруднительно. При использовании таких программ абстрактные понятия становятся более конкретными и легче воспринимаются обучаемыми. Кроме того, учащиеся получают гораздо больше знаний при активном усвоении материала, чем просто запоминая пассивно полученную информацию.

7. Программы для проблемного обучения, которые построены в основном на идеях и принципах когнитивной психологии, в них осуществляется непрямое управление деятельностью учащихся. Это значит, что предъявляются разнообразные задачи и учащиеся побуждаются решать их путем проб и ошибок.

Одной из форм компьютерных обучающих систем является электронный обучающий курс, который в зависимости от заложенных возможностей может быть отнесен к различным типам.

Электронный курс — это не только комплексная, но и целостная дидактическая, методическая и интерактивная программная система, которая позволяет изложить сложные моменты учебного материала с использованием богатого арсенала различных форм представления информации, а также давать представление о методах научного исследования с помощью имитации последнего средствами мультимедиа. При этом повышается доступность обучения за счет более понятного, яркого и наглядного представления материала. Дидактические аспекты, касающиеся наиболее общих закономерностей обучения, и методические аспекты, определяемые спецификой преподавания тех или иных конкретных дисциплин или групп дисциплин, тесно взаимосвязаны между собой и с вопросами программной реализации электронного курса. Общепринятого определения понятия «электронный обучающий курс» пока не существует, несмотря на наличие стандартов на электронные курсы, однако признается, что электронный (компьютерный) курс — это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно или с помощью преподавателя освоить учебный курс или его раздел.

Электронный курс обычно содержит три составляющих: презентационная часть, в которой излагается основная информационная часть курса, упражнения, с помощью которых закрепляются полученные знания, и тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний студента. Компьютерный курс должен соединять в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.

Существуют устоявшиеся формы обучающих программ, точнее, конструктивных элементов, из которых может быть построен обучающий продукт (электронный курс).

Тест. Внешне, это простейшая форма обучающей программы. Основную сложность составляет подбор и формулировка вопросов, а также интерпретация ответов на вопросы. Хороший тест позволяет получить объективную картину знаний, умений и навыков, которыми владеет учащийся в определенной предметной области. Как правильно поставленный диагноз является первым шагом к выздоровлению, так и результаты объективного тестирования позволяют выбрать оптимальный путь к вершинам знаний. В настоящее время почти все контрольные и экзаменационные испытания, в том числе и получение различного рода сертификационных свидетельств, стараются заменить системой тестов или тестовых испытаний. Очевидно, что система тестирования — наиболее объективный способ оценки знаний студентов, так как при этом контроле исчезает очень важный фактор личного отношения преподавателя к студенту.

В научном и строгом смысле учебный тест — это краткое стандартизованное испытание, направленное на получение информации об объеме знаний, усвоенных студентом по данной дисциплине.

Во-первых, тест позволяет провести максимально объективную оценку достигнутого уровня обучения студентов.

Во-вторых, хорошо подобранный тест помогает всесторонне оценить знания студента по всему объему курса или темы занятий, что иногда не удается сделать педагогу на экзамене, исходя из ограниченности экзамена по времени.

В третьих, а это очень важно, студент работает самостоятельно, в условиях ограниченного времени на ответ, что заставляет его проявлять большую собранность, активность и энергию (не говоря уже о некотором багаже знаний, который желательно иметь перед началом любого теста.

В-четвертых, при тестировании исключается возможность воспользоваться шпаргалкой.

Наконец, в-пятых, по результатам тестирования преподаватель может и должен скорректировать дальнейший процесс обучения.

Энциклопедия. Это базовая форма электронного средства обучения. На содержательном уровне термин энциклопедия означает, что информация должна быть полной и даже избыточной по отношению к стандартам образования. Ведь она должна удовлетворить каждого из тех, кто к ней обратится. Естественно, что информация должна быть представлена в адекватной форме. Для электронных энциклопедий характерен соответствующий сервис: ссылки, закладки, поиск по ключевым словам и т. д.

Задачник. Это важнейшая форма обучающей программы. Задачник в обучающей программе наиболее естественно осуществляет функцию обучения. Термин задачник не должен вводить в заблуждение. Задачник может быть и по гуманитарным дисциплинам. Главное в электронном задачнике — дозированная помощь. Пользователь получает именно ту и только ту учебную информацию, которая необходима для решения конкретной задачи. Главная проблема — подбор задач, перекрывающих весь теоретический материал. При подборе задач приходится решать противоречивую оптимизационную проблему. С одной стороны, каждая задача должна раскрывать или гарантировать через дозированную помощь усвоение определенного теоретического материала и быть по силам каждому из тех пользователей, на которых рассчитан электронный обучающий продукт. С другой стороны, количество задач не должно пугать пользователя и не лишать его столь важной уверенности в своих силах. Формирование хорошего электронного задачника по силам только методистам самой высокой квалификации.

Креативная среда. Современные обучающие программы должны обеспечивать творческую работу пользователя с объектами изучения и с моделями систем взаимодействующих объектов. Именно творческая работа, способствует формированию и закреплению комплекса навыков и умений. С точки зрения программиста, креативная среда является одной из наиболее трудоемких составных частей обучающей программы. Очень сложно решить проблему интерфейса креативной среды. Здесь нужны и талант, и знания, и мастерство. Ведь изучение интерфейса креативной среды не должно быть дополнительным барьером, неожиданно возникающим перед пользователем. Креативная среда позволяет организовать коллективную работу над проектом.

Невербальная среда. Традиционно электронные средства обучения вербальны по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий, вербальных по своей природе. Вербальные методы изложения информации после определенного порога приводят к перегрузке пользователя. Ведь он должен сначала усвоить систему словесной кодировки знаний, запомнить информацию, описывающую знание в закодированной форме, раскодировать знание и научиться применять его для решения проблем, сначала учебных, а затем и реальных. При этом очень много сил и времени тратится на усвоение словесных описаний знаний и навыков. Современные компьютерные технологии позволяют существенно упростить эту работу. В электронном учебнике можно реализовать методический прием «делай как я». При этом многословные инструкции заменяются конкретными действиями над объектом изучения. Подобного рода невербальные среды только появляются, но за ними большое будущее. Такая среда наделяет обучающую программу чертами живого учителя.

Перечисленные формы могут быть реализованы в виде отдельных электронных курсов, либо сгруппированы. Все зависит от замысла создателя электронного курса, который должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных курсов. Успех электронного курса будет зависеть от того, как часто он будет использоваться в обучении.

В любом обучающем продукте приходится иметь дело с большим количеством лекционного и справочного материала, который может быть представлен различного рода документами, нормативными и правовыми актами, всевозможными статьями. Следовательно, информационная структура обучающей программы помимо основных разделов (лекции, словарь и пр.) должна быть представлена вспомогательными разделами, содержащими справочный материал. В то же время система проверки знаний для таких курсов помимо стандартных средств может быть дополнена такими нетрадиционными видами тестирования как тест на установление соответствий, ребусы, кроссворды или конкретное задание по завершению курса обучения.

Электронный курс должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения.

Электронный обучающий курс — это обучающая система комплексного назначения, обеспечивающая непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения: предоставляющая теоретический материал, обеспечивающая тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией и сервисные функции при условии осуществления интерактивной обратной связи. Электронный курс должен обеспечивать выполнение всех основных функций, включая предъявление теоретического материала, организацию применения первично полученных знаний (выполнение тренировочных заданий), контроль уровня усвоения (обратная связь), задание ориентиров для самообразования. Реализация всех звеньев дидактического цикла процесса обучения посредством единой компьютерной программы существенно упростит организацию учебного процесса, сократит затраты времени учащегося на обучение и автоматически обеспечит целостность дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с электронным курсом. Процесс обучения происходит на принципиально новом, более высоком уровне, так как электронный курс дает возможность работать в более приемлемом для обучаемого темпе, обеспечивает возможность многократных повторений и диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае компьютером. К числу существенных позитивных факторов, которые говорят в пользу такого способа получения знаний, относятся лучшее и более глубокое понимание изучаемого материала, мотивация обучаемого на контакт с новой областью знаний, значительное сокращение времени обучения, лучшее запоминание материала (полученные знания остаются в памяти на более долгий срок и позднее легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения) и др.

В настоящее время, как никогда наблюдается кризис эпохи аналоговой информации: накопленную информацию сложно перерабатывать, трудно сохранять, в то же время способы и устройства записи, хранения и воспроизведения информации чрезвычайно разнородны.

Цифровое представление информации приведет к устранению этих проблем:

· информация однородна: текст, звукоряд, видеоряд представляются единым образом в цифровом виде;

· информация легко сохраняема: в цифровом виде она не искажается при копировании, а оптические носители имеют только гарантийный срок хранения десятки лет;

· информация легко перерабатываема: все операции, от рутинных до творческих, производятся автоматически.

Основное достоинство информационно-образовательного продукта состоит в том, что он может содержать не меньше информации, чем большой музей или библиотека, к тому же он должен быть организован таким образом, чтобы в нем можно было легко разобраться человеку без специального образования. Это достигается путем создания системы меню, гиперссылок и справочной системы.

Традиционные способы обучения, такие как чтение научной литературы, прослушивание лекций, посещение семинаров, просмотр учебных видеофильмов, издавна зарекомендовали себя как эффективные средства получения знаний, на которых выросло не одно поколение школьников и студентов. Каждое из перечисленных средств имеет ряд недостатков:

· информация представляется, как правило, только в одной форме, а отсюда — недостаточная иллюстративность классических учебников или, в случае видеои аудиокассет, необходимость использования дополнительных носителей информации в виде пояснительных брошюр;

· поиск информации в любом из перечисленных видов обучения — длительный и трудоемкий процесс;

· отсутствие эффективных способов проверки знаний обучающегося приводит к тому, что контроль над процессом усвоения материала может осуществляться только преподавателем.

Объединить все лучшее, что существует в традиционных способах обучения и устранить отмеченные недостатки можно, используя возможности электронной формы представления информации.

Таким образом, обучающие программы обладают следующими основными преимуществами:

· интерактивность, бесценная для образовательного процесса, позволяющая без усилий выполнять рутинные операции (поиск, вычисления) и индивидуализировать получение и усвоение информации;

· долговременная актуальность. Электронные издания практически вечны: основные затраты приходятся на разработку первой версии, а текущие изменения, дополнения требуют сравнительно малых затрат.

Изучив различные средства обучения, можно сказать, что электронные средства обучения значительно превосходят традиционные средства по возможностям поиска и навигации, а также по наглядности. Решение проблемы соединения потоков информации разной модальности (звук, текст, графика, видео) делает компьютер универсальным обучающим и информационным инструментом по практически любой отрасли знания и человеческой деятельности.

Обучение с использованием компьютерных технологий постепенно из экзотики превращается в один из стандартных компонентов учебного процесса. Технологии дистанционного обучения не только широко используются в довузовской подготовке и заочном обучении, но постепенно занимают существенное место и в очном обучении.

В настоящее время осуществляется лишь начальная стадия реализации технологического подхода к созданию программных средств образовательного назначения. С учетом вышеизложенного можно сформулировать ряд условий, при выполнении которых возможно повышение эффективности использования электронного учебника. Характеристики итогового программного продукта в значительной степени определяются учетом функциональных, организационных, технических, гигиенических и специальных условий.

Функциональные условия рассматриваются с позиций соответствия электронного средства обучения его главному назначению: формированию у обучающегося необходимых знаний, умений и навыков. Помимо этого в качестве функциональных условий можно выделить:

· соответствие содержательного наполнения курса требованиям действующих образовательных стандартов;

· построение учебного материала в соответствии с дидактическими принципами;

· возможность осуществления основных педагогических функций (справочно-информационной, контролирующей, тренажерной и т. п.);

· учет индивидуальных особенностей обучающегося (уровень подготовленности, скорость протекания мыслительных процессов, особенности восприятия информации и т. д.);

· создание комфортных условий работы (дружественный интерфейс, возможность психологической разгрузки и т. п.).

Организационные условия определяются требованиями практического характера, обеспечивающими успешное обучение. В частности, при создании электронного обучающего курса необходимо учитывать целевую ориентацию создаваемого программного продукта, индивидуальные особенности пользователей и место проведения занятий.

Технические условия эффективной эксплуатации электронного курса вытекают из требований обеспечения интерактивного диалога: «пользователь-ЭВМ». Это, прежде всего, удобство ввода-вывода информации, а также обеспечения быстродействия программного продукта.

Удобство ввода информации обеспечивается за счет:

· механических манипуляций (клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, графический планшет);

· аппаратных средств, к роли которых может выступать сканер, цифровая камера или дисковые накопители (жесткие, гибкие, CD, магнитооптические, стримеры).

Удобство вывода информации осуществляется при помощи «диалоговых» устройств (монитор, колонки) и средств предоставления готовой информации (принтер, плоттер, дисковые накопители).

На быстродействие влияют: место размещения электронного курса (сервер, диски жесткий, гибкие, CD, магнитооптические, стримеры); конфигурация устройств компьютера (микропроцессор, сопроцессор, оперативная память, кэш-память, видеопамять).

Специальные условия предусматривают учет специфики и возможностей информационных технологий, которые должны быть реализованы при создании электронных средств обучения. К ним относится возможность:

· реализации обратной связи «пользователь — авторский коллектив»;

· внесения изменений в содержание курса (как традиционного авторского, так и пользовательского);

· осуществление перекрестных ссылок с другими курсами;

· использования для создания электронного средства обучения вспомогательных программ-оболочек.

Для создания мультимедиа курсов используются инструментальные средства: специализированные (авторские среды) или универсальные (системы программирования). Первые рассчитаны на «программирование без программирования», т. е. программа создается автоматически авторской средой. Для работы со вторыми необходимо знание языка программирования.

Появление современных систем визуального проектирования, таких как Visual Basic и Delphi, в значительной степени снимает различия между этими средствами, поскольку они позволяют разрабатывать интерфейс в интерактивном режиме. В то же время они не ограничивают свободу готовыми решениями.

1.3 О критериях создания электронных учебных пособий При разработке сценария мультимедийного электронного курса, конструировании и представлении учебного материала в электронном виде, включая проектирование интерфейса, приходится решать целый ряд методических и технологических задач с учетом особенностей, присущим электронным изданиям. Для оптимизации процесса выполнения этих задач рассмотрим систему конструктивных критериев создания электронных учебных средств, выделяя группы ценностных, дидактических, методических и технологических критериев и их взаимосвязи.

Исходным в процедуре отбора учебного материала является ценностный критерий. Бурное развитие науки и информатизация всех областей деятельности сопровождаются лавинообразным увеличением информации, в результате чего возникает непростая задача по изложению системы знаний изучаемой предметной области, при этом необходимо отсекать второстепенную информацию и не перегружать учебный материал частными подробностями.

В процессе отбора учебного материала следует учитывать дидактические критерии его сложности и трудности. Сложность может рассматриваться как соотношение опыта учащегося и материала курса в терминах ступеней абстракции обучающего средства и коэффициента научности. Поэтому переход к более высоким уровням абстракции следует соизмерять с подготовленностью учащихся, чтобы избежать непреодолимых препятствий при самостоятельном изучении дисциплины.

Важно соблюдать и другие дидактические критерии: применимости (частоты использования понятий), новизны информации, доступности и пригодности выбираемых форм представления учебного материала. Следует учитывать, что в технологическом аспекте введение большого количества анимированных сцен и сложных объектов приводит к перегрузке учебного материала второстепенной информацией и отвлекают учащихся.

При проектировании электронного пособия также следует обратить внимание на соблюдение такого методического критерия, как объемный критерий учебного материала. В вузовской среде сложилась многолетняя практика планирования объемов учебников, но использование технологии гипертекста в электронных курсах и пособиях позволяет существенно расширять количество материала за счет введения дополнительных и пояснительных текстов. У авторов возникает желание включить как можно больше информации в учебное издание и при этом не учитывается, что время, отводимое на подготовку специалистов, ограничено учебными планами специальности.

Опыт создания электронных обучающих курсов показывает, что наиболее эффективным является модульный метод построения курса. Поэтому в группе методических критериев, в качестве основного следует выделить критерий модульности электронного курса, который определяет структуру всего учебного издания и учитывает особенности обучения с применением компьютеров.

Критерий модульности обеспечивает методическую основу для оперативного обновления учебной информации и поэтапного внедрения ЭУП в учебный процесс, но его реализация в полной мере возможна только при соблюдении критерия модифицируемости учебного материала, относящегося к группе технологических. Следование этому критерию обеспечивает возможность внесения изменений в учебный материал, позволяет совершенствовать ЭУП без значительных затрат времени и ресурсов.

1.4 Аппаратно-программное обеспечение разработки электронного обучающего курса При первых попытках разработать электронные курсы использовалось так называемое прямое программирование на одном из языков программирования. 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, представляющих из себя универсальные среды для наполнения методическими материалами. Стоимость таких оболочек варьировалась от 500 до 5000 долларов. Хотя оболочки не требовали непосредственного программирования и, в принципе, каждый преподаватель мог подготовить электронные курсы, ничего заслуживающего внимания создано не было по трем причинам. Во-первых, в то время концепции, относящиеся к электронным курсам, 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 электронных обучающих средств заложили основы современных представлений о том, каким должен быть электронный курс.

В 90-е годы с развитием аппаратного и программного обеспечения компьютеров появились средства, действительно позволяющие создавать подлинные электронные курсы (операционные системы Windows и OS/2), в которых стало возможным программирование на высоком уровне, мультимедийные средства, 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.

Авторские коллективы используют различные программы-оболочки, которые условно можно разделить на две группы: прикладные программы и инструментальные системы. Прикладные программы (Macromedia Flash, Microsoft FrontPage, Netscape Composer и т. д.) непосредственно обеспечивают выполнение операций, не связанных с программированием. Инструментальные системы, или системы программирования (C++, Borland Delphi, Visual Basic и т. д.), предоставляют возможности создания новых программ.