Информатизация образования

Использование нового оборудования и технологий

Основным инструментом в условиях дистанционного образования является стационарный персональный компьютер. Этот компьютер может быть подключен к Интернету или корпоративной сети учебного заведения при использовании сетевых технологий, когда же используются локальные обучающие ресурсы, компьютер может быть, и не подключен к сети.

Испол

ьзование «экзотического» оборудования, например личных ноутбуков и беспроводных сетей, позволяет проводить занятия в любых аудиториях вуза.

Новые информационные технологии используются не только в специализированных дисплейных классах, которые обычно перегружены, и к которым нужно приспосабливать расписание, но и на обычных практических и лабораторных занятиях. Внедрение данного метода ограничивает только высокая цена ноутбука, едва ли от российского студента можно требовать его приобретения для использования в учебном процессе. Использование ноутбуков влияет на использование образовательных ресурсов — в условиях очного обучения от учебного заведения потребуется возможность подключения ноутбуков к корпоративной сети учебного заведения и к электрической сети, а также организация беспроводных сетей. В перспективе гораздо большее влияние на технологию дистанционного обучения и, особенно, на электронные обучающие ресурсы могут оказать использование КПК (карманных персональных компьютеров) и мобильных телефонов. Особенностью большинства этих устройств является отсутствие клавиатуры, низкое разрешение экрана, специализированные операционные системы, ограниченная производительность процессоров и объем памяти. Тем не менее, эти устройства широко применяются в быту — практически у каждого студента-москвича есть мобильный телефон. Отметим, что перевод существующих мультимедийных ресурсов на КПК и смартфоны связан с существенными затратами как в области программирования, так и адаптации видео - и аудиоресурсов. В настоящее время в современные интегрированные системы разработки программного обеспечения встроены средства, позволяющие разрабатывать программные проекты для КПК и смартфонов, но даже в этом случае непосредственный перенос учебных ресурсов с одной платформы на другую чаще всего неосуществим. Для сетевых электронных ресурсов представляется перспективным трансформационный подход. Каждый фрагмент ресурса хранится в промежуточном формате, например XML, который в настоящее время становится своеобразным компьютерным эсперанто, позволяющим обмениваться данными, понятными не только компьютерным системам, но и людям. Производные от XML языки используются для описания математических и химических формул, деловых документов и даже графических пользовательских интерфейсов. При обращении обучаемого сервер опознает используемую клиентскую платформу (ПК, КПК, смартфон) и преобразует данные из промежуточного формата в целевой, предназначенный для данного клиента. Серьезную заявку на мультиплатформенную среду для сетевого образовательного программного обеспечения сделала фирма Macromedia. Благодаря тому, что Flash-приложения исполняются на компьютере под управлением проигрывателя Flash Player, можно эти приложения запускать на платформах Windows 98/Me/2000/XP, Windows Pocket PC, Linux, Solaris без необходимости внесения изменений в приложение. Macromedia Flash представляет собой многообещающую платформу для разработки программного обеспечения учебного назначения, особенно виртуальных лабораторных практикумов, благодаря прекрасным графическим возможностям и небольшим исполняемым модулям.

Электронные учебно-методические комплексы

Электронные учебно-методические комплексы (ЭУМК) — представляют собой объединение учебно-методических, программно-технических и организационных средств, обеспечивающих полную совокупность образовательных услуг (организационных, методических, теоретических, практических, экспериментальных, консультационных и других), которые необходимы и достаточны для изучения конкретной учебной дисциплины и для данной формы обучения (очной, очнодистанционной, дистанционной). ЭУМК достаточно дорогие продукты и поэтому должны допускать использование при различных видах обучения, например виртуальные лабораторные практикумы можно использовать не только при дистанционной, но и очной и очнодистанционных формах обучения в качестве дополнения к реальным лабораторным практикумам. Использование ЭУМК позволяет перенести образовательный процесс из аудиторий вуза домой студентам, которые могут выполнять обязательные задания не только по расписанию, но и в удобное для них время, например по вечерам и выходные дни, что немаловажно для современной молодежи, сочетающей обучение с работой.

Состав учебно-методических комплексов

ЭУМК должны полностью обеспечивать все виды занятий по дисциплине и включать в себя:

• средства изучения теоретических основ дисциплины (информационная составляющая);

• средства поддержки практических занятий;

• лабораторный практикум, позволяющий проводить занятия при всех поддерживаемых учебным заведением формах обучения;

• средства поддержки выполнения курсовых проектов и расчетных заданий;

• средства контроля знаний при изучении дисциплины;

• средства взаимодействия между преподавателем и обучаемыми в процессе изучения дисциплины;

• методические рекомендации по изучению как всей дисциплины, так и отдельных объектов в ее составе;

• средства управления процессом изучения дисциплины.

Не все перечисленные выше компоненты являются обязательными, например, если по учебному плану не предусмотрено проведение практических занятий, то средства их поддержки могут не входить в ЭУМК. К информационной составляющей ЭУМК относятся учебники, учебные пособия, задачники, методические разработки. В дальнейшем будем называть их электронными изданиями (ЭИ). Информационная составляющая является электронным аналогом обычных книг и брошюр. Перечислим отличия от обычных книг:

• возможность использования наряду со статическими текстами и изображениями мультимедийных ресурсов (звука и видео);

• возможность оперативного и интеллектуального поиска информации;

• наличие встроенных средств навигации, позволяющих пользователю переходить к основной странице издания, предыдущей, следующей странице издания, просмотреть оглавление всего издания или его раздела. Все сказанное выше моделирует иерархически-линейную структуру издания. Возможно использование и других форм навигации, например «географической» карты издания в случае сетевой структуры издания;

• возможность оперативного внесения изменений после публикации. Электронные издания обычно существуют в различных представлениях. Возможно представление изданий в формате текстового процессора, например Word, публикация издания в переносимом формате, например Adobe PDF. Следующей формой публикации ЭИ является публикация во Всемирной паутине в формате HTML1. По сравнению с форматами текстовых процессоров выразительные возможности данного вида публикации несколько беднее, чем возможности текстовых процессоров, однако их вполне хватает для решения практически всех задач обучения. Здесь же необходимо отметить и существенно отличающиеся требования к публикации во Всемирной паутине, в локальной сети и на рабочем месте пользователя. Связано это с различающейся на порядки пропускной способностью каналов передачи данных. Если размер порции данных (кадра ЭИ), доставляемых пользователю за один раз не должен превышать 100 кб для издания, публикуемого во Всемирной паутине, для локальной сети это могут быть несколько сотен килобайт, для локальной публикации — мегабайты. Основным инструментом для работы с ЭИ, публикуемых во Всемирной паутине является браузер. Следует отметить, что, несмотря на наличие стандартов, основные браузеры по-разному отображают одну и ту же информацию, особенно динамическую, более того, для отображения информации на некоторых устройствах, например карманных компьютерах и смартфонах используются различные технологии. Все это приводит к необходимости создания набора версий одного и того же издания или преобразования одного представления в другое. Магистральным путем для динамического преобразования различных видов представлений электронных изданий являются технологии XML, которые позволяют описывать структуру и взаимоотношение различных фрагментов документов в форме, которая легко воспринимается как компьютерами, так и пользователем. На базе XML разрабатываются различные языки, позволяющие описывать воспроизведение различных видов информации, например MathML используется для описания и представления математических формул, а SMIL — мультимедийных ресурсов. Таким образом, ЭИ должны допускать многовариантное представление, возможно, с различной функциональностью для работы с помощью различных пользовательских агентов. Минимальный состав версий ЭИ должен обеспечивать работус ЭИ на персональном компьютере и распечатку его на бумаге. Электронное представление ЭИ позволяет хранить их на любых электронных носителях и доставлять через сеть. Следует отметить, что ЭИ — это наименее трудоемкая составляющая ЭУМК. Лабораторные практикумы представляют собой наиболее трудоемкую и спорную составляющую ЭУМК. Дело в том, что лабораторные работы, выполняемые на компьютере дистанционно, не всегда и не во всем равнозначны работам, выполняемым на реальном оборудовании. Использование дистанционных лабораторных практикумов существенно зависит от учебной дисциплины и требует вдумчивой методической проработки, определяется преподавателями-предметниками, соответствующими методическими советами. При создании лабораторных практикумов используются либо реальное оборудование, доступ к которому осуществляется дистанционно, либо модели изучаемых процессов и оборудования. В первом случае обучаемый дистанционно взаимодействует с реальным оборудованием, что требует весьма значительных затрат. Кроме того, не любое оборудование и технологические процессы позволяют осуществлять доступ группам обучаемых (нельзя одновременно и независимо управлять одним и тем же оборудованием нескольким обучаемым, это требует мультиплексирования и накладывает определенные ограничения на характерные времена протекающих процессов). Во втором случае модели позволяют обучаемому получать доступ к процессам и оборудованию, использование которых в учебных заведениях практически невозможно, дают возможность произвольно менять временные масштабы изучаемых процессов. В то же время обучаемый при проведении виртуальных лабораторных работ взаимодействует не с реальным оборудованием и технологическими процессами, а с моделью, адекватность и подробность которой зависят от реализации. К достоинствам этого подхода необходимо отнести низкие требования к аппаратным средствам, возможность использования в сетевом и локальном вариантах. Выбор подхода к созданию лабораторного практикума определяется особенностями учебной дисциплины, а также материальными, финансовыми и кадровыми возможностями организации. В техническом образовании практические занятия в основном посвящены решению различных задач, поэтому для проведения их необходимы: