Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор и анализ существующих в россии систем дистанционного обучения 13
1.1. Опыт организации дистанционного обучения в учебных заведениях России 13
1.2. Принципы создания, требования, цели и задачи разработки информационной среды непрерывного образования 35
ГЛАВА 2. Концепция построения информационной среды непрерывного обучения на основе системы дистанционного обучения 40
2.1. Структура ИСО СДО 41
2.2. Модель организации непрерывного обучения в ИСО СДО 48
2.3. Web-интерфейс ИСО СДО 61
ГЛАВА 3. Управление качеством учебного процесса в ИСО СДО 70
3.1. Контроль качества обучения в ИОС СДО 70
3.2. Метод формализации ЭУМ для включения в базу ИСО СДО 77
ГЛАВА 4. Примеры использования результатов исследований диссертационной работы 91
4.1. Методические рекомендации для организации учебного процесса в ИСО СДО 91
4.2. Управление качеством обучения в ИСО СДО 102
Заключение по
Литература 112
- Принципы создания, требования, цели и задачи разработки информационной среды непрерывного образования
- Модель организации непрерывного обучения в ИСО СДО
- Метод формализации ЭУМ для включения в базу ИСО СДО
- Методические рекомендации для организации учебного процесса в ИСО СДО
Введение к работе
Интенсивное развитие информационных технологий оказывает
влияние на традиционные формы образования и образовательные услуги. Перемены, на пороге которых мы находимся, предполагают изменение существующих подходов к образованию. Поддержание статуса профессионала обязывает специалиста быть в курсе новых событий, технологий и достижений. В силу постоянно меняющейся картины на рынке труда, многие люди вынуждены кардинально менять свою специальность или приобретать дополнительные знания.
В современных экономических условиях возник ряд серьезных проблем для высшей профессиональной школы, связанных с резким увеличением спроса на образование, значительно превосходящим возможности вузов, и необходимостью сохранения качества образования при возрастающем объеме и усложнении знаний. Развитие информационно-коммуникационной инфраструктуры России создало реальные предпосылки для использования технологий дистанционного обучения. На этой основе возможна разработка информационно-образовательной среды, способной обеспечить эффективное образование и переподготовку кадров за счет широкого доступа учащихся и преподавателей к высококачественным электронным образовательным информационным ресурсам, организации индивидуальных траекторий обучения, проведения непрерывного мониторинга качества полученных знаний, перехода к системе открытого образования на основе интерактивных дистанционных технологий обучения.
Таким образом, развитие информационно-образовательной среды на основе систем дистанционного обучения является актуальным и востребованным направлением исследования.
Цель исследования
Целью диссертационной работы является создание и технологическая проработка информационной среды непрерывного
образования на основе системы дистанционного обучения, предоставляющей обучающимся методологические, теоретические и практические материалы, средства самооценки и контроля знаний в электронном виде.
Задачи исследования
В соответствии с целью исследования в работе ставятся следующие задачи:
Провести анализ существующего опыта использования методик и технологий дистанционного обучения с целью выявления основных направлений создания информационной среды непрерывного образования.
Разработать концепцию информационной среды непрерывного образования на основе системы дистанционного обучения, методику и технологии ее использования.
Разработать модель организации процесса непрерывного образования в информационной среде.
Разработать подход к управлению качеством обучения, позволяющий интерактивно воздействовать на образовательный процесс.
Разработать метод формализации описания электронных учебных материалов для включения их в базу информационной образовательной среды.
Провести апробацию разработанных методик и технологий на примерах среднего, высшего и дополнительного уровней образования.
Объектом исследования является среднее, высшее и дополнительное образование по очной и заочной формам.
Предметом исследования является расширение возможностей традиционных форм образования за счет использования технологий дистанционного обучения.
Структура и краткое содержание работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и содержит 121 страницу машинописного текста, 26 иллюстраций, 4 таблицы. Список литературы включает 95 наименования.
В первой главе рассматривается опыт использования возможностей дистанционного обучения образовательными учреждениями России с позиций различных вариантов организации образовательного процесса.
В первом разделе приведены основные формы использования технологий дистанционного обучения (ДО) представителями российских образовательных учреждений, имеющими многолетний опыт использования современных информационных и телекоммуникационных технологий в образовательном процессе
В качестве итогов обзора отмечается, дистанционное обучение нельзя рассматривать как самостоятельную форму обучения. Однако, организация разных уровней и типов образования в информационной среде непрерывного образования на основе системы дистанционного обучения (ИСО СДО) позволит сочетать возможности традиционного и достоинства дистанционного обучения.
Во втором разделе автор формулирует принципы создания информационной среды, основными из которых являются: принцип непрерывности, принцип открытости и принцип интеграции.
Определена цель создания информационно-образовательной среды - повышение эффективности образования за счет использования новых информационных технологий, средств телекоммуникации, создания баз электронных учебных и контрольно-измерительных материалов, разработанных в разных системах дистанционного обучения. Также сформулированы основные требования к ИСО СДО и перечень задач, которые необходимо решить в процессе реализации информационной среды.
Вторая глава посвящена концепции построения информационной среды непрерывного обучения на основе системы дистанционного обучения. Разработана структура ИСО СДО, предложена модель организации непрерывного обучения в информационной среде для среднего, высшего и дополнительного уровней обучения, реализован интерфейс пользователя на основе web-технологий.
В первом разделе описывается структура ИСО СДО, разработанная в соответствии с требованиями, изложенными в 1.2. Структура информационно-образовательной среды включает в себя Информационный модуль, Базу электронных учебных материалов, Модуль «Электронные библиотеки», Сетевой модуль, Модуль интеграции, Модуль организации учебного процесса, Модуль создания ЭУМ, Модуль проверки знаний, Модуль обратной связи, Модуль управления учебным процессом, Модуль администрирования, Модуль контроля за успеваемостью.
Во втором разделе предлагается модель организации непрерывного обучения в ИСО СДО, ориентированная на расширение возможностей традиционных форм образования. Подробно описан процесс обучения в образовательной среде для всех уровней (среднее, высшее, дополнительное) и форм (очное, заочное) обучения, позволяющий повысить качество обучения за счет предоставления обучаемым набора разнообразных учебных материалов. Обучение в ИСО СДО обеспечивает для студентов сокращение сроков изучения учебных дисциплин, для школьников - расширение спектра профильного обучения и обучение по индивидуальным программам, «приближение» заочной формы обучения к очной.
В третьем разделе приводится описание настраиваемого для разных типов пользователей интерфейса информационно-образовательной среды, реализованного на основе web-технологий и обеспечивающего взаимодействие со всеми модулями среды, их информационное наполнение, логическую связь между модулями. Структура
пользовательского интерфейса состоит из административного и
функционального блоков. Web-интерфейс предоставляет доступ к
имеющимся информационным ресурсам среды, локальной сети ОУ и
городским, региональным и федеральным образовательным сетям.
В третьей главе разработан подход к управлению качеством учебного процесса в ИСО СДО. Разработан метод формализации описания электронных учебных материалов для включения в базу ЭУМ.
В первом разделе предложен подход к управлению качеством учебного процесса, реализуемого в ИСО СДО, включающий качество усвоения изучаемого материала и качество его подачи. Автор вводит термин портрет успеваемости, который включает результаты текущего, рубежного и итогового контролей качества знаний. Для составления портретов успеваемости предлагаются единые для всех уровней обучения, показатели: показатель обучения (По), представляющий собой отношение количества выполненных контрольных заданий к общему количеству предложенных заданий по конкретной теме и показатель успеваемости (Пу), который вычисляется как среднее арифметическое значений По, полученных за определенный период. Анализ портретов успеваемости обучаемых позволяет прогнозировать результаты обучения и оперативно управлять ими за счет интерактивного воздействия на образовательный процесс в ИСО СДО.
Во втором разделе рассмотрен метод формализации описания электронных учебных материалов. Для формализованного описания ЭУМ применяется механизм онтологии и возможности языка онтологии OWL. Предлагаемый метод позволяет на основе определения основных семантических блоков и нахождения требуемых разделов ЭУМ формировать учебные материалы для различных направлений обучения, используя набор необходимых разделов из различных дисциплин, иллюстрации и задачи соответствующих предметных областей.
В четвертой главе приведены примеры использования результатов исследований диссертационной работы.
Первый раздел посвящен разработке методических рекомендаций
для организации учебного процесса в ИСО СДО, включающих подготовку
электронных учебников, электронных сборников заданий, контрольных
материалов. На основе разработанных методических рекомендаций
автором подготовлен учебный курс «Создание электронных учебных
материалов для информационно-образовательной среды» и руководство по
созданию ЭУМ для обучающих (учителей и преподавателей). Проведено
обучение 25 учителей школ и сотрудников ГорУно г. Дубны и 30
преподавателей университета «Дубна», в результате которого учителями и
преподавателями разработаны ЭУМ для 11 школьных и 107 вузовских
Ф предметов.
Автором, непосредственно, разработаны электронные материалы по
дисциплинам «Информатика», «Информатика и математика» и «Офисные
информационные технологии», а также совместно с сотрудниками
Российской государственной библиотеки им. В.И. Ленина разработаны
материалы для контроля качества обучения и проведена итоговая
аттестация слушателей Высших библиотечных курсов по предметам
щ «Библиотековедение», «Общее библиографоведение»,
^ «Библиографическая деятельность библиотеки», «Основы
библиографических знаний и информационной культуры», «Аналитико-синтетическая обработка документа», «Библиотечные каталоги».
Во втором разделе описаны результаты апробации предложенного в работе подхода к управлению качеством обучения в ИСО СДО на примерах среднего образования в школах г. Дубны и высшего образования в университете «Дубна».
Результаты мониторинга качества знаний, проводимого в средних
школах среди учеников 5-11 классов и в университете на 1-3 курсах
ф кафедры системного анализа и управления, являются основой для
корректировки методов и форм подачи учебных материалов, содержащихся в базе ИСО СДО.
Основные результаты проведенных исследований сформулированы следующим образом:
Проведен анализ существующего опыта использования методик и технологий дистанционного обучения, выявлены основные направления организации непрерывного образования с использованием ИСО СДО.
Разработана концепция информационной среды, соответствующая принципам непрерывности, открытости и интеграции, обеспечивающая методическую и технологическую поддержку процесса непрерывного образования.
Разработана модель организации процесса непрерывного образования в информационной среде, включающая интеграцию очных и дистанционных форм обучения, схему взаимодействия участников образовательного процесса, технологию реализации процесса обучения в ИСО СДО.
Разработан подход к управлению качеством обучения, позволяющий интерактивно воздействовать на образовательный процесс за счет организации мониторинга контроля качества усвоения изучаемого материала.
Разработан метод формализации описания электронных учебных материалов для включения их в базу ИСО СДО на основе использования языка онтологии OWL.
Проведена апробация результатов исследований на примерах среднего, высшего и дополнительного уровней образования путем разработки и внедрения методических рекомендаций по созданию ЭУМ, организации учебного процесса в ИСО СДО, а также проведения мониторинга качества знаний в средних школах г. Дубны и университете «Дубна».
Научная новизна
Создана модель организации процесса непрерывного обучения на основе системы дистанционного обучения. Новизной отличается комплексный подход, определяющий выбор методики организации обучения на основе системы дистанционного обучения, ориентированной на все уровни (среднее, высшее, дополнительное) и формы (очное, заочное) обучения.
Разработан метод формализации описания электронных учебных материалов на основе языка онтологии OWL. Предложенный метод впервые используется для описания электронных учебных материалов, включаемых в систему дистанционного обучения.
Разработан подход к управлению образовательным процессом на основе анализа портретов успеваемости обучаемых, позволяющий прогнозировать результаты обучения в информационно-образовательная среде.
Защищаемые положения
Реализация и обучение в ИСО СДО предоставляет новые возможности организации учебного процесса и развития традиционных форм обучения, обеспечивающих синтез различных способов получения знаний.
Предложенный подход к управлению образовательным процессом на основе анализа портретов успеваемости обучаемых позволяет прогнозировать результаты обучения и оперативно управлять ими за счет интерактивного воздействия на образовательный процесс в ИСО СДО.
Разработанный метод формализации описания электронных учебных материалов на основе языка онтологии OWL позволяет создавать различные ЭУМ, используя компоненты унифицированной базы ЭУМ.
Реализация и апробация работы
Разработанные в диссертации методики и технологии обучения в информационно-образовательной среде успешно применены в очном и заочном обучении в университете «Дубна», школах города Дубны, дополнительном обучении специалистов в области информационных технологий.
На основе предложенного метода формализации описания электронных учебных материалов автором разработаны и используются в учебном процессе электронные учебные материалы по дисциплинам «Информатика» для студентов первого курса естественнонаучных направлений; «Информатика и математика» для студентов первого курса гуманитарных направлений и «Офисные информационные технологии» для студентов первого курса естественнонаучных и гуманитарных направлений.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: на всероссийском педагогическом форуме «Перспективы развития образования в наукограде» (г. Северск, Томская область, 2006 г.), на ежегодных Международных конференциях «ГИС в прикладных исследованиях» (Асьют, Египет, 2005 г., 2006 г.), на ежегодных научно-практических конференциях «Дистанционное образование: области применения, проблемы и перспективы развития» (Москва - Дубна, 2004 - 2005 г.г.), на заседании Высшего совета национального комитета «Интеллектуальные ресурсы России» (Москва, СГА, 2004 г.), на международных конференциях молодых ученых и специалистов ОИЯИ (VII-VIII, Дубна, 2002-2003 г.г.), на VIII и IX научных конференциях студентов и аспирантов университета «Дубна» (Дубна, 2002-2003 г.г.), на Международных конференциях «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях, бизнесе» (Гурзуф, 2003-2004 г.г.), на международной конференции «Экология и жизнь» (Великий Новгород, 2000 г.).
Публикации и личный вклад
Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях, выполненных автором в 1999-2005 гг. Результаты исследований по теме диссертации представлены в 11-ти публикациях, из них 7 в соавторстве.
Основные теоретические, методические и технологические результаты получены непосредственно автором. Разработка концепции и структуры информационно-образовательной среды, модели процесса непрерывного образования на основе системы дистанционного обучения принадлежат автору. Разработка электронных учебных материалов в информационно-образовательной среде проводилась при участии автора.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю Е.Н. Черемисиной, благодарит В.Н. Добрынина, В.В. Белагу, М.А. Белова, О.А. Крейдер за ценные советы и участие в работе, А.В. Мурадяна за помощь в оформлении работы.
Принципы создания, требования, цели и задачи разработки информационной среды непрерывного образования
Создание информационной образовательной среды в настоящее время является главной задачей, решение которой определяет успех внедрения информационных технологий в образование на всех ее уровнях. Реализуемая в Московской области политика в сфере образовательных, информационных, в том числе Интернет - технологий, направлена на формирование новых профессиональных и личностных качеств выпускников учебных заведений, отвечающих динамично меняющейся номенклатуре специальностей на рынке труда. Интернет-технологии рассматриваются как информационный ресурс, как средство коммуникации, получения личностно мотивированной информации, самовыражения, в том числе в сфере предпринимательства и досуга. Все это требует переосмысления существующих форм и методов обучения и воспитания учащихся. Меняется облик образования, важным становится для ОУ не только дать знания, сколько сформулировать важные и значимые для общества компетенций, которые необходимы молодежи для социальной адаптации в новом информационном обществе, что связано с определением статуса ученика как итогового продукта образования. Значит, результатом деятельности ОУ становится не система знаний, умений и навыков, а набор ключевых компетентностей. Меняется методология деятельности современного преподавателя - научить ученика учиться работать с информацией.
Информационная образовательная среда включает в себя систему аппаратных средств, программное, обеспечение, специалистов и пользователей, базы данных, реализующих информационные процессы. Различные исследования и практические работы по созданию информационной образовательной среды наполняют понятие «информационная среда» конкретным содержанием. Например, в качестве содержания информационной образовательной среды можно рассматривать следующие элементы: медиатеки, сайты, виртуальные информационные доски, электронные учебные приложения, методические разработки, ресурсы Интернет и подсистемы, обеспечивающие реализацию функций документооборота, мониторинга и управления образованием, дистанционного обучения, информирование различных категорий, пользователей и т.д.
Построение информационной образовательной среды может идти по разным направлениям; информатизация управленческой деятельности и использование новых информационных технологий в образовательном процессе. Цели ставятся различные: от простого повышения владения новыми информационными технологиями до формирования новых подходов к организации всей образовательной - деятельности. На информационную образовательную среду необходимо смотреть как на систему, в которой структура и информационные потоки оптимизированы с формирования новых подходов к организации всей образовательной деятельности.
Создание информационной образовательной среды позволит: объединить информационные ресурсы региона; организовать централизованный доступ к информационным ресурсам; реализовать полномасштабную и управляемую систему; построить отказоустойчивую систему передачи данных; реализовать мониторинг и управление образованием; организовать дистанционное обучение и повышение квалификации [16-17].
В связи с этим особенно остро встает проблема развития Интернет -образования в целях обновления содержания и технологий образовательного процесса. В течение нескольких лет в университете «Дубна», осуществляется повышение квалификации педагогов по новым информационным технологиям г. Дубны, Дмитрова и других городов Московского региона, разработка методик и технологий дистанционного обучения для всех форм и типов образования, разработка и внедрение в образовательный процесс электронных учебных материалов (ЭУМ).
Анализ достоинств и недостатков, существующих информационно-образовательных сред, дидактических традиций российской системы образования, а также современного состояния информационных технологий и средств телекоммуникаций, позволили сформулировать следующие принципы, на которых строится информационная среда непрерывного образования на основе системы дистанционного обучения (ИСОСДО)[12-14]:
1. Принцип непрерывности, предполагающий обучение по совмещенным программам в школах и средних профессиональных учебных заведениях, расширение сферы образовательных услуг высших учебных заведений, включая переподготовку и повышение квалификации кадров. При этом, предполагается непрерывность подготовительных и основных процессов жизнедеятельности учащихся, непрерывная связь с производством, наукой и всей общественной жизнью.
2. Принцип открытости, предполагающий активное использование средств телекоммуникации, свободный обмен информационными ресурсами, гибкость в методических подходах.
3. Принцип интеграции, который рассматривается как процесс соединения в целое каких-либо элементов, а также как состояние связанности отдельных частей и функций среды.
Под информационной средой непрерывного обучения будем понимать системно организованную совокупность аппаратных, программных и транспортных средств, информационных и вычислительных ресурсов, а также организационного и методического обеспечения, ориентированную на удовлетворение потребностей в информационных услугах и сервисе подготовки специалистов, проведении научных исследований, организационного управления и обслуживания инфраструктуры образовательных учреждений (ОУ).
Модель организации непрерывного обучения в ИСО СДО
Предлагаемая в диссертации модель непрерывного образования включает интеграцию очных и дистанционных форм обучения для всех уровней традиционного образования. Функциональное назначение такой модели состоит в организации широкого использования технологий обучения по индивидуальным программам, расширении возможных форм контроля знаний, проведения консультаций с использованием Интернет-конференций и форумов, расширение самостоятельной работы за счет реферативных и проектных видов деятельности, что создает условия для творческого развития обучаемых.
В предлагаемой модели выделены следующие категории участников: обучающие — преподаватели ВУЗов, средних профессиональных учреждений, учителя школ, колледжей и лицеев; обучаемые -абитуриенты, студенты очного и заочного направления, специалисты; администраторы — специалисты, обеспечивающие поддержку и функционирование ИСО.
Представленная модель сочетает в себе черты моделей «Обучение на основе кейс-технологий» и «Сетевое обучение» и является расширением возможностей и способов организации занятий в традиционном обучении [18-21].
Приведенная на Рис. 3 схема иллюстрирует взаимодействие участников (обучаемых и обучающих) образовательного процесса в ИСО СДО. в ИСО СДО Технология реализации процесса обучения в ИСО представлена на Рис. 4. и может быть использована во всех уровнях и типах обучения для достижения различных целей. В общем виде, на теоретических занятиях преподаватель в классе или/и с использованием Интернет-конференций излагает основные аспекты нового материала - цели и задачи, основные понятия, практическую применимость новых знаний, контрольные вопросы. Далее, обучаемый приступает к изучению нового материала посредством работы с ЭУМ и подготовки вопросов для обсуждения. На консультациях происходит обсуждение этих вопросов, проводятся дискуссии по интересующим темам, анализируются способы решения задач и формулируются контрольные задания. Затем обучаемый выполняет контрольные задания, тесты контроля и самоконтроля. Аттестационные мероприятия (экзамены, защиты курсовых и дипломных работ и т.п.) при обучении в информационно-образовательной среде проводятся либо традиционно, либо при организации Интернет-конференций.
Рассмотрим подробно организацию образовательного процесса в информационно-образовательной среде для заочного, очного высшего и дополнительного и школьного образования.
Заочное обучение в ИСО СДО
Система заочного образования действует в системе высшего образования Российской Федерации существует более 70 лет. Несмотря на глубокие перемены, происходящие в России, система заочного образования является важным источником получения высшего образования. Однако, заочное образование нуждается в более совершенном содержании, методике и учебных материалах [22-24].
Традиционное заочное образование предполагает прямой контакт студентов и преподавателей во время зимних и летних экзаменационных сессий непосредственно в учебном заведении (50-60 дней в году). Основные усилия заочных институтов и факультетов направлены на увеличение количества дней, которые студенты должны провести непосредственно в учебном заведении, и на совершенствование методов преподавания, используемых на занятии.
Одной из главных задач заочного обучения реализованного в ИОС / СДО - это адекватное, гибкое и эффективное предоставление обучения в соответствии с конкретными потребностями различных категорий обучаемых. Используемые технологии ДО удовлетворяют различные запросы студентов в отношении времени, места, частоты контактов с преподавателями. Главная опора делается на самостоятельную работу студентов. При минимальном количестве контактных часов освоение всей системы понятий по каждому курсу осуществляется благодаря множеству индивидуальных форм работы: от просмотра видеолекций, самостоятельного усвоения учебных тем по специально разработанным f учебным пособиям - до различных видов совместной активной работы (деловые и операционные игры, проектная деятельность, дискуссии и т.д.). Внедрение технологий ДО в заочное обучение позволяет повысить эффективность процесса обучения за счет непрерывного взаимодействия с преподавателями между сессиями посредством телекоммуникаций, постоянного контроля качества знаний, а также возможности доступа к современным ЭУМ, разработанным ведущими преподавателями и Ф ресурсам электронных библиотек.
Метод формализации ЭУМ для включения в базу ИСО СДО
Одним из основных вопросов функционирования ИОС является информационное наполнение базы ЭУМ. Ее полнота и структурированность в большей степени определяют эффективность использования возможностей системы дистанционного обучения (СДО) в учебном процессе.
Весь объем представляемой в ИСО СДО информации может быть разбит на несколько категорий:
- учебно-методическая информация;
- административная информация;
- техническая информация.
Ядром ИСО СДО является система образовательных ресурсов. Одной из первоочередных задач разработки информационно-образовательной среды является создание каталога образовательных ресурсов, которые планируется предоставлять пользователям [80]. В этом плане можно выделить:
- создание эффективного механизма поиска ЭУМ, интересующих конкретного пользователя;
- ревизия наличия и отсутствия ЭУМ;
- содействие созданию качественных образовательных ЭУМ. Создавая Базу ЭУМ информационной среды мы основываемся на трех принципах:
1) принцип отделения содержания от представления. Это позволяет разработчику ЭУМ сконцентрироваться на структурировании материала на содержательном уровне, не тратя времени на параллельную и рутинную работу, связанную с его графическим представлением. Сформированная разработчиком структура материала на содержательном уровне позволяет системе генерировать графические представления документа автоматически. Разрабатывая материал, автор находится в привычной для него среде предметной области, просто перенося в компьютер ту структуру учебного материала, которая находится у него в голове. Такой подход способен в значительной степени сократить сложность и время работы. Кроме автоматического генерирования внешнего представления содержательно структурированного материала, принцип разделения содержания и представления документа дает значительные возможности для использования других автоматических сервисов, в частности, динамической каталогизации и «интеллектуального» поиска в электронной библиотеке учебных материалов.
2) Принцип открытых стандартов, иерархические стандарты позволяют избежать жесткой централизации, излишней зарегулированное механизмов сбора и распространения образовательной информации при одновременном обеспечении единства образовательной информационной среды.
Открытые стандарты являются основой для взаимодействия (интероперабельности) между различными информационными системами поддержки учебного процесса, обеспечивают независимость образовательных ресурсов от конкретных систем. Именно открытые стандарты помогают найти путь между двумя противоречивыми требованиями: технологические решения не должны приводить к творческим ограничениям в процессе разработки образовательных ресурсов, а с другой стороны, обязаны обеспечить регулярность информационной системы, достаточную для достижения ее целостности и эффективного функционирования.
3) Принцип пакетирования информации - вся учебная информация разбивается на модули или пакеты информации, которые могут использоваться как отдельно, так и агрегироваться в более сложные информационные модули. Простыми примерами такого агрегирования являются объявление преподавателем списка литературы по своему предмету и формирование библиотечки по конкретной специальности. Такие подпакеты имеют четкую собственную структуру (оформление в виде глав) и ясные способы доступа (навигации) - через оглавление. Когда преподаватель использует в своем курсе избранные главы из нескольких книг, он (в информационной терминологии) сначала дисагрегирует информационные пакеты (т.е. книги), а затем выполняет процедуру агрегирования (создание курса лекций), фактически создавая тем самым новый информационный пакет. Этот пакет находит физическую реализацию в записях лекций студентами и в учебно-методических пособиях, разработанных и опубликованных преподавателем.
Такая схема, когда информация дробится на независимые модули с четкими правилами взаимодействия между ними и возможностью многократного использования модуля в разных контекстах, базируется на объектно-ориентированном подходе. Он широко используется в информационных системах. Такой подход очень технологичен, позволяет компактно хранить и эффективно обрабатывать информацию.
Еще одно важнейшее качество объектно-ориентированного подхода состоит в возможности создания прототипов объектов с дальнейшим их клонированием и представлением в виде конкретных экземпляров. Каждому типу объектов соответствует свой набор функций (методов), работающий с объектами этого типа. Объектно-ориентированный подход позволяет выстроить информационные иерархии, организовать стройную систему методов-сервисов в ИСО СДО.
Одним из многочисленных примеров иерархии объектов информационной среды могут служить информационные объекты, содержащие данные об образовательных ресурсах, хранящихся в базе ЭУМ. Чтобы допускать автоматическую обработку, каждый такой информационный объект должен иметь унифицированную форму. Абстрактному классу «документ» (общее понятие информационного ресурса в ИСО СДО) должен соответствовать абстрактный информационный объект, описывающий данные, свойственные любому документу.
Информационные объекты, описывающие конкретные типы документов — учебник, тест, статья, реферат - должны наследовать общие свойства документа, но включать в себя также и свойства, уникальные для конкретного типа документов, и т.д. Методами, работающими с этими информационными объектами, являются сервисы ИСО СДО: «умный» поиск по Базе ЭУМ, генерирование динамических каталогов, профилирование и т.д.
Основу такой модели информационного наполнения базы ЭУМ составляет понятие учебного объекта.
Учебный объект как независимый информационный пакет предназначен также для конструирования новых, более сложных образовательных ресурсов.
Модель учебных объектов базируется на постулате, что можно создавать независимые пакеты образовательного контента, которые могут быть использованы в учебных целях. Базирующаяся на объектно-ориентированном подходе концепция учебного объекта предполагает, что эти пакеты самодостаточны и содержат внутри себя всю необходимую информацию, хотя допускают связи с внешними объектами. Кроме того, они могут комбинироваться для формирования более крупных учебных объектов. Первичные (элементарные) учебные объекты могут быть любого типа - интерактивного, пассивного, иметь любой формат, в частности мультимедийный. Обязательным свойством учебного объекта является наличие метаданных - общего описания объекта, необходимого для его «интеллектуальной» автоматической обработки. Для этого в метаданные включается информация о том, что объект содержит, кого он должен обучать, а также условия и сценарии его корректного применения. Язык описания метаданных должен быть стандартным и общепринятым (то есть открытым стандартом). Модель учебных объектов обеспечивает методы обмена учебных материалов между системами.
Важное качество учебных объектов, унаследованное от объектно ориентированного подхода, - возможность многократного использования объектов в разнообразных контекстах. Разработанный учебный объект становится доступным другим разработчикам и преподавателям, которые могут использовать его в разнообразных целях. Например, учебный объект, описывающий умножение матриц, может использоваться как в курсе линейной алгебры, так и в других курсах, использующих эту универсальную математическую конструкцию, например, дифференциальном исчислении многих переменных. Метаданные учебных объектов, будучи представленными в стандартной форме, способны стать основой для работы богатых сервисов, включая интеллектуальный поиск, динамическую каталогизацию, профилирование и т.д.
Методические рекомендации для организации учебного процесса в ИСО СДО
Для организации учебного процесса в ИСО СДО при участии автора разработаны методические рекомендации для организации учебного процесса в ИСО СДО (для разных типов и форм обучения - см. 2.2.) и рекомендации по подготовке ЭУМ (электронных учебников, электронных сборников заданий, контрольных материалов) [78-85]. Рекомендации содержат общие требования к подготовке текстов, графических и мультимедийных иллюстраций, к видео и звуковым фрагментам. Набор ЭУМ по каждой дисциплине состоит из электронного учебника (структурированного по разделам гипертекстового материала и/или видеолекций), вопросов для контроля и самоконтроля, входных, текущих и итоговых тестов, глоссария.
Требования к исходным материалам для создания электронных курсов в системе дистанционного обучения университета «Дубна»:
1. Общие требования к тексту
1.1. Текст может быть подготовлен в любом текстовом редакторе, поддерживающем технологию Copy&Paste (Скопировать&Вставить), например, Microsoft Word.
1.2. В тексте документа могут присутствовать лишь символы, имеющие соответствующие код в таблице кодировок ASCII (буквы, цифры и т.д.).
1.3. Текст может содержать HTML-тэги, касающиеся оформления текста, а также гиперссылки на документы в Интернет.
1.4. Текст может содержать перекрестные ссылки на другие разделы или главы учебника.
2. Общие требования к рисункам
2.1. Все рисунки должны содержаться отдельно от текста в графических файлах с расширением JPG или GIF.
2.2. Размер графического файла не должен превышать 200 КВ.
3. Общие требования к видео и звуковым фрагментам
3.1. Файлы, содержащие звуковые фрагменты, должны иметь расширение WAV, МРЗ или MPEG.
3.2. Файлы, содержащие видео фрагменты, должны иметь расширение MPEG или AVI.
3.3. Размер каждого видео или звукового фрагмента не должен превышать 10 MB.
3.4. Желательно, чтобы для всех видео и звуковых фрагментов был указан способ кодирования (кодек).
4. Общие требования к содержанию электронного курса
4.1. В электронный курс могут быть включены:
- Электронный учебник, состоящий из разделов и тем внутри разделов и включающий текст, рисунки, математические формулы, видео и звуковые фрагменты, перекрестные ссылки между разделами и темами внутри курса, ссылки на термины глоссария, а также гиперссылки на литературные источники;
- Вопросы для самоконтроля, содержащие текст, рисунки, математические формулы;
- Задачи, содержащие текст, рисунки, математические формулы;
- Тесты, содержащие текст, рисунки, математические формулы;
- Термины глоссария, содержащие текст, рисунки, математические формулы.
5. Требования к составу электронного учебника
5.1. Электронный учебник должен быть подготовлен в виде текста, разделенного на разделы и темы внутри раздела.
5.2. Каждый раздел или тема может содержать любое число параграфов.
5.3. Каждый из параграфов может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
5.4. В местах, где в тексте должен присутствовать рисунок, должно стоять имя графического файла.
5.5. В местах, где в тексте должна присутствовать математическая формула, должен быть вставлен либо содержащий внутри себя математическую формулу объект Microsoft Equation Editor, либо содержащий формулу рисунок, либо какой-то другой объект, отображающий формулу.
5.6. В местах, где в тексте должен присутствовать видео, либо звуковой фрагмент, должно стоять имя соответствующего файла, содержащего этот фрагмент.
5.7. Электронный учебник может содержать неограниченное число перекрестных ссылок на различные разделы и темы внутри себя.
5.8. Электронный учебник может содержать ссылки на термины из глоссария.
5.9. Термины глоссария могут содержать текст любой длины, рисунок и математическую формулу.
5.10.Количество ссылок на глоссарий в тексте электронного
ф) учебника не ограничено,
ф 6. Требования к вопросам для самоконтроля
6.1. Каждый вопрос для самоконтроля может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
6.2. На каждый вопрос для самоконтроля должен присутствовать один ответ.
6.3. Каждый ответ на вопрос для самоконтроля может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
6.4. Каждый вопрос для самоконтроля должен относиться к
конкретному разделу или теме. 6.5. Количество вопросов для самоконтроля, привязанных к одному разделу или теме, не ограничено.
7. Требования к задачам
7.1. Задача может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
7.2. Задача должна быть привязана к конкретному разделу или теме.
7.3. Количество задач, привязанных к разделу или теме, не ограничено.
8. Требования к тестам
8.1. Тест должен состоять из вопросов и, по крайней мере, один вариант ответа на каждый вопрос.
8.2. Каждый вопрос может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
8.3. Каждый ответ должен быть включен в список ответов, из которого нужно выбрать верные, либо помечен как вводимый с клавиатуры.
8.4. Каждый ответ на вопрос, включенный в список, может содержать текст любой длины, любое количество рисунков и математических формул.
8.5. Каждый ответ, помеченный как вводимый с клавиатуры, должен содержать только символы, имеющие соответствующие код в таблице кодировок ASCII.
8.6. Хотя бы один ответ на каждый вопрос должен быть верным.
8.7. Допускается несколько верных ответов на каждый вопрос.
8.8. Тест должен быть привязан к конкретному разделу или теме.
8.9. Количество тестов к курсу не ограничено общим числом разделов и тем, но к конкретному разделу или теме может быть привязан только один тест. 8.10. Тест также может быть либо промежуточным (привязанным к разделу или теме), либо начальным, либо итоговым.
8.11. Допускается наличие не более одного начального и одного итогового теста в курсе.
На основе разработанных методических рекомендаций автором подготовлен учебный курс «Создание электронных учебных материалов для информационно-образовательной среды» и руководство по созданию ЭУМ для обучающих (учителей и преподавателей), которые апробированы на обучении 25 учителей школ и сотрудников ГорУно г. Дубны и 30 преподавателей университета «Дубна». Программа учебного курса содержит следующие разделы:
Программа курса «Создание электронных учебных материалов для информационно-образовательной среды», рассчитанная на 60 учебных часов.
