Разработка электронного учебника

Размещено на Allbest.ru

Аннотация

В данной статье рассматриваются методологические аспекты разработки электронного учебника по информационной безопасности, анализируются виды таких учебников и основные требования к их разработке. Особое внимание уделяется изучению современных подходов, которые используются при проектировании электронных учебников. Практическая направленность данной тематики накладывает повышенные требования к электронному учебнику и лабораторным материалам. В статье также описываются основные этапы разработки учебника по информационной безопасности и инструменты, используемые для достижения поставленной задачи. В ходе данного исследования использовались следующие методы: аналитический обзор основных принципов разработки электронного учебника и их синтез для получения практико-ориентированного результата. Основным результатом исследования является постановка методологических аспектов разработки электронного учебника по информационной безопасности. Был сделан вывод о целесообразности разработки такой системы с целью повышения эффективности усвоения материала и получения практических навыков по обеспечению информационной безопасности на основе синтеза теоретического и практического материала в рамках единого учебника. Были разработаны требования к содержательной, структурной и технической составляющим учебника, сформированы последовательные этапы создания соответствующего программного обеспечения. Ключевые слова: система управления обучением, дистанционные образовательные технологии, защита информации, защита данных, методологические аспекты, информационная безопасность, электронное обучение, электронный учебник, разработка электронного учебника, электронное учебное пособие

электронный учебник

Abstract

This article is devoted to the methodological aspects of the development of the digital textbook on information security. The authors analyze types of textbooks and the key requirements for their development. Special attention is paid to the study of the modern approaches to the electronic textbooks design. The practical orientation of the study imposes higher requirements for digital textbooks and laboratory materials. The article describes the key stages of the textbook development process, as well as the tools for textbook creation. The authors used the following methods in their studies: analysis of the basic principles of the digital textbook design and synthesis for obtaining practice-oriented results. The most important effect of the study may be found in the sphere of development and implementation of a software prototype for a digital textbook which is an efficient tool for mastering the material and obtaining practical skills on information security

Keywords:

Learning Management System, distance education technology, information protection, data protection, methodological aspects, information security, eLearning, digital textbook, electronic textbook development, electronic textbook

Введение

Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) оказали существенное влияние как на виды учебных пособий, так и на их содержание [1, 2]. Сегодняшние студенты привыкли и предпочитают получать необходимую для них информацию посредством электронных устройств [3]. Это приводит к увеличению популярности электронных средств образования, а также к повышению эффективности обучения с использованием современных технологий [4, 5]. Следует отметить, что использование электронных устройств в учебном процессе не конфликтует с традиционными видами образования, а дополняет их, позволяя получать преимущества обоих подходов [6]. Информационная безопасность является одним из наиболее практико-ориентированных направлений, изучение ее аспектов требует современных подходов и непосредственной интеграции теоретического материала с выполнением практических заданий [7], что может быть реализовано посредством использования электронного учебника в образовательном процессе. Важным условием подготовки специалистов по информационной безопасности является использование компетентностного подхода в образовательном процессе. Знания, умения и навыки, их практическое применение в конкретных ситуациях профессиональной деятельности способствуют развитию готовности специалиста по информационной безопасности справляться с профессионально-личностными обстоятельствами и проявлять активную деятельностную позицию по отношению к профессиональным реалиям [8, 9]. Для подготовки конкурентоспособных кадров, требуется сформировать у студентов не только набор параметров, включающий глубокие знания, фундаментальную подготовку, наличие профессионально значимых личностных качеств, но и обеспечить связи между ними. Соединение традиционного теоретического обучения с практическими условиями способствует новому осознанию возможностей и ограничений в условиях необходимости принятия ответственного решения. Использование более современных и гибких инструментов обучения, таких как электронный учебник, открывает новые возможности для организации компетентностного обучения в области информационной безопасности. Прежде чем разработать электронный учебник по информационной безопасности, необходимо определить основные требования и особенности, которые характерны именно для данной дисциплины. Важно чтобы содержание, структура и техническая реализация полностью отвечали целям и задачам подготовки компетентного специалиста в области защиты информации. Таковыми в свою очередь являются несколько основных аспектов. Требуется обеспечить информационную безопасность самого учебника и защиту его инфраструктуры, особенно, если он реализован на базе дистанционного подхода. Помимо этого, ключевой особенностью программ дисциплин, связанных с информационной безопасностью, является наличие в них закрытых занятий. В этом случае, необходимо при использовании электронного учебника, обеспечить его соответствие всем требованиями и ограничениям, предусмотренным законодательством Российской Федерации о государственной тайне. Фактически, требуется организовать отдельную локальную архитектуру с использованием сертифицированных средств защиты для данного аспекта. Отдельным и важным элементом является формирование у студента профессионально-личностных качеств и особой этики специалиста по информационной безопасности. Работа с защитой информации подразумевает изучение техник взлома, что требует особенной работы с осознанием студентов правовых и этических норм в данном контексте. Таким образом, наряду с общими подходами к электронным учебникам для изучения различных дисциплин в статье будет уделено внимание особенностям электронного средства обучения для специалистов по информационной безопасности.

Определение электронного учебника

Существует целый ряд определений электронного учебника. Согласно инструкции о порядке рассмотрения и утверждения грифа Минобразования России на учебные электронные издания, электронный учебник - это основное учебное электронное издание, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой [10]. Под электронным учебником также понимают «определенным образом организованную систему учебных материалов, предназначенных для достижения комплекса целей, которая используется, как правило, в процессе изучения курса по дисциплине под управлением преподавателя» [11] и «электронное средство учебного назначения, обеспечивающее субъектам обучения предоставление различных видов учебного материала с помощью информационно-коммуникационных технологий, а также создающее условия для самообучения и самоконтроля в информационном образовательном пространстве» [12]. Важно отметить, что учебник по информационной безопасности - это также и средство вычислительной техники и программного обеспечения, обязанное удовлетворять требованиям нормативных правовых документов по режиму секретности, противодействию техническим разведкам и технической защите информации.

Преимущества электронных учебников

Опыт коллективов, внедривших электронный учебник в образовательный процесс, в большинстве случаев показывает увеличение заинтересованности студентов, повышение качества образования, активность студентов и повышенную мотивацию к процессу самообучения [13]. К достоинствам электронных учебников относят в первую очередь доступность и мобильность данных средств [14], а также интерактивность подачи материала [15]. Проводимые исследования подтверждают оценки преподавателей в том, что электронный учебник положительным образом влияет на аффективную и психомоторную области обучения. При этом, некоторые исследователи не подтверждают значимые различия в когнитивной составляющей [16]. Отдельно стоит отметить особую практическую ориентированность дисциплин, связанных с защитой информации, что требует максимального сосредоточения визуальных и динамических компонент в учебном процессе, а не только ориентации на теоретическую подачу материала. Электронный учебник позволяет реализовать практическую составляющую в рамках единой структуры с традиционными материалами.

Виды электронных учебников

Разработка электронных учебников в России началась в 90-е года прошлого века и продолжается до сих пор. На данный момент существует некоторое количество уже разработанных учебников для отдельных дисциплин, однако их количество не так велико. Каждый учебник разрабатывается разными группами специалистов с учетом различных требований и специфик предмета и материала. Существует множество подходов к классификации видов электронных учебников, обычно основанных на содержательном, процессуальном, техническом и диагностическом основаниях. Мы выделяем следующие категории: - по сложности исполнения - простые и сложные; - по размещению материала - локальные и сетевые; - по универсальности - зависимые и независимые от платформы; - по степени открытости инфраструктуры учебника - открытые и проприетарные; - по степени закрытости материалов - открытые и закрытые (характерно для дисциплин с материалами, составляющими государственную тайну). Стоит отметить интересную тенденцию в появлении открытых (open-source) электронных учебников и методических материалов.

Требования к разработке электронного учебника

Требования, предъявляемые к электронным учебникам, можно разделить на общие и зависящие от дисциплины. Так, для дисциплин, связанных с информационными технологиями (в частности, информационная безопасность) критичным является наличие большого количества практико-ориентированных заданий по защите информации, сконструированных на базе учебника. Общими же принципами являются четкость и краткость изложения материала, высокий уровень пользовательского интерфейса и эргономичности решения. Разработку также усложняет тот факт, что длительная работа с электронным устройством и восприятие информации с экрана монитора или планшета, оказывает влияние на здоровье, поэтому цветовой гамме, шрифтам и прочим дизайнерским элементам учебника должно уделяться не меньшее внимание чем к содержательной части [17]. В контексте структуры электронного учебника по информационной безопасности, мы выделяем следующие составляющие, на которые должно быть обращено особое внимание: - содержание (включает теоретические и практические материалы, демонстрационные элементы, структуру учебника) ; - контроль и оценка (обратная связь, определение качества усвоения материала) ; - техническая реализация (программные компоненты, навигация по учебнику, взаимосвязи между элементами учебника, интерфейс учебника). - безопасность (включает технические, правовые и морально-этические аспекты учебного процесса в области защиты информации). Некоторые основные принципы, которые были нами положены в основу требований к электронному учебнику по информационной безопасности веб-ресурса представлены на рисунке 1.

Рис. 1 - Основные принципы разработки электронного учебника

На схеме (рисунок 2) мы приводим основные составляющие структуры электронного учебника: содержательную, управляющую и закрепляющую).

Рис. 2 - Структура электронного учебника по информационной безопасности

Содержание учебника по информационной безопасности должно соответствовать современным представлениям о защите информации, подходам к решению проблем информационной безопасности [18]. В электронном учебнике мы рассмотрим основы информационной безопасности, вопросы законодательства в данной сфере, основные подходы к обеспечению безопасности компьютерных систем, аппаратную, программную и организационную составляющие. Традиционные текстовые материалы и мультимедийные приложения обеспечивают наглядную иллюстрацию процессов, способствующую изучению материала. Интерфейс должен позволять получить легкий доступ в один клик к справочной информации, выдержкам из законодательства и основным терминам и определениям. Учебник имеет блочную структуру и обеспечивает свободу выбора степени самостоятельности изучения материала. Упражнения и практические материалы способствуют самоконтролю. Закрепляющая составляющая содержит основные тестовые и лабораторные модули, которые позволяют определить уровень подготовки студента. При использовании электронного учебника в процессе проведения закрытых занятий, требуется обеспечить следующие составляющие: - наличие у лиц, участвующих в реализации образовательного процесса, соответствующего уровня допуска к государственной тайне; - наличие у образовательного учреждения нормативных правовых документов по обеспечению режима секретности и их выполнение; - осуществление работы с электронным учебником только в помещениях, удовлетворяющих требованиям нормативных правовых документов по режиму секретности, противодействию техническим разведкам и технической защите информации.

Программная оболочка электронного учебника

Для разработки современного электронного учебника требуется обеспечить хороший уровень продуманности каждого из его компонентов. В первую очередь необходима программная оболочка. Мы выделяем следующие подходы, которые могут быть использованы при её разработке.

Перевод содержания традиционного учебника в машиночитаемый формат, иными словами, простая оцифровка учебника и дальнейшее использование его в электронном виде.

Использование более продвинутых форматов, поддерживающих гипертекстовую навигацию по разделам учебника. Одним из примеров такого формата можно назвать PDF.

Использование генераторов статических сайтов для разработки базы электронного учебника. В данном примере учебник представляет собой простой статичный сайт, который может размещаться на веб-ресурсе с доступом через интернет или быть собран в единый предкомпилированный файл для локального использования. В учебник могут включаться некоторые динамические элементы, предусмотренные генератором (опросы, тесты самоконтроля, обратная связь с преподавателем). К данной категории относят и учебники, созданные вручную на базе блогов, форумов или иных веб-ресурсов.

Использование профессиональных систем по типу Microsoft Learning Content Development System (LCDS) [19] или iSpring Suite [20]. Наиболее предпочтительный вариант, который является развитием предыдущего, однако данные решения имеют значительно более высокую стоимость, что не всегда доступно авторам учебников.

Собственные решения. Данный вариант, как правило, используется большими компаниями для подготовки собственных авторских курсов. Примером могут выступать курсы компании Cisco [21]. Однако, при наличии у авторов учебника достаточной квалификации, они могут разрабатывать гибридные решения на базе всех вышеперечисленных.

Важным для нас является возможность разделения материала и программной инфраструктуры электронного учебника на составляющие с разными уровнями допуска. Наиболее удобным для этого является пятый подход, который позволяет динамически влиять на архитектуру и программное содержание учебника. В частности, можно разделить материал на открытый и закрытый, реализованные на базе разных носителей, но с результатами и частью закрепляющей компоненты в виде единого централизованного решения, что очень удобно для унификации системы контроля и оценки.

Этапы разработки электронного учебника

Для разработки электронного учебника по информационной безопасности мы сформировали следующие основные этапы.

Определение целей и задач разработки и использования электронного учебника в рамках преподавания дисциплин, связанных с информационной безопасностью и защитой информации.

Разработка содержательной компоненты учебника в соответствии с учебным планом и основными дидактическими единицами.

Разработка демонстрационных материалов и упражнений по разделам, определенным на предыдущем этапе.

Подготовка лабораторных работ, тестов и практических заданий.

Разработка программной составляющей электронного учебника, интеграция содержательной, управляющей и закрепляющей компонент в рамках разработанного программного обеспечения.

Апробация разработки и выявление неточностей.

Корректировка в соответствии с результатами предыдущего этапа и повторная циклическая апробация.

Выпуск готового продукта.

Постоянный мониторинг и актуализация содержания учебника после выпуска.

Проверка соответствия реализации учебника основным нормативным актам.

При создании электронного учебника по информационной безопасности будет использована авторская разработка, учитывающая возможность встраивания в текст учебника динамических визуализаций и лабораторных работ, а также позволяющая видоизменять структуру учебника в зависимости от наличия в нем материалов ограниченного доступа.

Заключение

Были рассмотрены методологические аспекты разработки электронного учебника по информационной безопасности, в соответствии с которыми разработаны требования к содержательной, структурной и технической составляющим учебника, сформированы последовательные этапы создания соответствующего программного обеспечения. В дальнейшим планируется разработка данного учебника и проведение исследований эффективности его использования и влияния на учебный процесс.

Библиография

1. Авченко М. В. Информационно-коммуникационные технологии в образовании // Перспективы развития информационных технологий. 2015. №. 23. С. 111-115.

2. Иванова Л. А. Информационные и коммуникационные технологии в образовании // Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры». 2012. С. 1606-1609.

3. Алхасов Р. В. Информационные технологии в образовании // Обучение и воспитание: методики и практика. 2014. № 17. С. 64-68.

4. Мовчан И. Н. Некоторые аспекты использования современных технологий дистанционного обучения в вузе // Сборник научных трудов Sworld. 2013. Т. 27. № 4. С. 77-80.

5. Буркова С. П., Долотова Р. Г., Винокурова Г. Ф. Современные образовательные технологии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. С. 44. URL: http: //www. science-education. ru/ru/article/view? id=8770 (дата обращения: 06. 05. 2016).

6. Филатова А. И., Чумакова М. Н., Калякина И. М. Электронные учебники как средство улучшения образования //Проблемы современной науки и образования. 2013. № 3 (17). С. 83-84.

7. Гатчин Ю. А., Сухостат В. В. Теория информационной безопасности и методология защиты информации. СПб. : СПбГУ ИТМО, 2010. 98 с.

8. Сухостат В. В., Гатчин Ю. А. Модель педагогической поддержки развития интегративно-трансформирующих качеств личности IT-специалиста в образовательном процессе НИУ // Труды XVII Всероссийской научно-методической конференции Телематика'2010. 2010. Т. 1. С. 182-184.

9. Сенашенко В. С. О компетентностном подходе в высшем образовании // Высшее образование в России. 2009. № 4.

10. Инструкция о порядке рассмотрения и утверждения грифа Минобразования России на учебные электронные издания: Прил. № 2 к приказу № 1646 Минобразования России от 19 июня 1998 г. // Бюллетень Минобразования России. 1998. № 9.

11. Сердюков П. И. Технология разработки компьютерных программ по иностранным языкам. К. : Ленвит. 1996. 112 с.

12. Каменева Т. Н. Разработка электронного учебника как компонента информационного образовательного пространства // Образовательные технологии и общество. 2012. №3. С. 464-477.

13. Коваль Т. И., Сысоева С. А., Сущенко Л. В. Подготовка преподавателей высшей школы: информационные технологии в педагогической деятельности. К. : Изд. центр КНЛУ, 2009. 280 с.

14. Ланкин B., Григорьева О. Электронный учебник: возможности, проблемы, перспективы // Высшее образование в России. 2008. № 2. С. 130-134.

15. Ашутова Т. В. Конструирование электронного учебника по применению информационных технологий в графическом дизайне // Человек и образование. 2010. №1. С. 102-105.

16. Rockinson-Szapkiw, Amanda J., et al. Electronic versus traditional print textbooks: A comparison study on the influence of university students' learning // Computers & Education. 2013. № 63. P. 259-266.

17. Елистратова Н. Н. Электронный учебник как средство и условие мультимедийного обучения в педагогике высшей школы // Вестник Рязанского государственного университета им. С. А. Есенина. 2010. № 27.

18. Арустамов С. А., Гатчин Ю. А., Сухостат В. В. Технология информационного обеспечения бизнес-процессов в экстремальных ситуациях // Открытое образование. 2010. № 4. С. 10-20.

19. Create online courses and Silverlight Learning Snacks with LCDS URL [Электронный реcурс]. Режим доступа: https: //www. microsoft. com/en-us/learning/lcds-tool. aspx, свободный (дата обращения: 09. 06. 2016).

20. iSpring Suite 8. 3 [Электронный реcурс]. Режим доступа: http: //www. ispringsolutions. com/ispring-suite, свободный (дата обращения: 09. 06. 2016).

21. Cisco Systems, Inc [Электронный реcурс]. Режим доступа: http: //www. cisco. com/, свободный (дата обращения: 09. 06. 2016).

Размещено на Allbest.ru