Цифровые образовательные ресурсы (ЦОР): общие сведения, дидактические возможности, методы создания, анализа и экспертизы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цифровые образовательные ресурсы (ЦОР): общие сведения, дидактические возможности, методы создания, анализа и экспертизы

В настоящее время по многим учебным дисциплинам активно разрабатываются электронные учебники и самоучители. Индустрия цифровых образовательных ресурсов расширяется в силу их востребованности и социальной значимости. К примеру, цифровые образовательные ресурсы полезны при организации образовательно-воспитательного процесса. Повышение интереса к подобным источникам, бесспорно, связано с появлением мультимедийных технологий, а также с развитием средств коммуникаций и сети Интернет.

Создание и организация учебных дисциплин с использованием цифровых образовательных ресурсов, в особенности на базе Интернет-технологий, представляет непростую технологическую и методическую задачу.

В этой связи актуальной является разработка концепций построения и использования ЦОР, адекватных идеям развития современного образования.

Необходимо отметить, что создание ЦОР определено в качестве одного из основных направлений информатизации всех форм и уровней образования в России и составляет основу формирования инфраструктуры информатизации образования.

В марте 2005 г. в России стартовал проект федерального уровня «Информатизация системы образования (ИСО)», реализуемый Национальным фондом подготовки кадров. Проект направлен на последовательное преобразование общеобразовательной школы, которая должна готовить своих выпускников к жизни в информационном обществе. Основная идея проекта состоит в создании условий для поддержки системного внедрения и активного использования ИТ в работе учреждений общего и начального профессионального образования, что должно обеспечить достижение большинством учащихся (независимо от места их проживания или социального статуса их семей) образовательных результатов, адекватных новым требования рынка труда и современной социальной жизни.

Проект «ИСО» трактует процесс информатизации образования как:

— создание единого информационного пространства (школы, района, региона, страны);

— формирование информационной культуры педагогов;

— внедрение информационно-коммуникационных технологий во все виды и формы образовательной деятельности и управление учебным заведением.

Одним из компонентов данного проекта является создание в России устойчивого потенциала по производству высококачественных, открытых, доступных по стоимости электронных учебных материалов нового поколения для подготовки учащихся, педагогов и работников управления образованием к участию в современной экономике.

В рамках проекта:

— создается Национальная коллекция ЦОР;

— разрабатываются цифровые учебные материалы по всем общеобразовательным дисциплинам (в том числе инновационные);

— проводится повышение квалификации специалистов образования на федеральном, региональном и муниципальном уровне;

— трансформируется система повышения квалификации и методической поддержки учителей, чтобы обеспечить реальную поддержку процессов информатизации в каждой школе;

— развертываются системы Интернет-обучения школьников;

— разрабатываются методы изменения подготовки будущих педагогов.

В 2008 г. Национальный фонд подготовки кадров (НФПК) завершил реализацию проекта «Информатизация системы образования» (ИСО), одним из результатов которого стало создание Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) [1]. Единая Коллекция цифровых образовательных ресурсов предназначена для учреждений общего и начального профессионального образования. На данный момент работы по наполнению коллекции продолжаются в рамках федеральной целевой программы развития образования. Все ресурсы имеют лицензию, дающую возможность для их широкого некоммерческого использования в образовательном процессе учреждений общего и начального профессионального образования. В настоящее время Единая коллекция содержит более 75 000 образовательных ресурсов практически по всем предметам базисного учебного плана. Федеральными хранилищами ЦОР являются:

— http://school-collection.edu.ru/ -- Единая коллекция Цифровых образовательных ресурсов;

— http://edu.ru/ -- Федеральный образовательный портал «Российское образование»;

— http://window.edu.ru/ -- Единое окно доступа к образовательным ресурсам;

— http://katalog.iot.ru/ -- Каталог образовательных ресурсов сети Интернет.

Вопросам проектирования ЦОР и дидактическим возможностям использования их в образовании посвящено большое количество исследований [1, 11, 18, 22, 23, 33, 35, 39, 48, 49, 54, 62, 63, 72, 87, 107, 116, 117, 126, 132, 188, 195, 90, 92, 94, 115, 190, 191, 194]. Рассмотрим некоторые аспекты использования ЦОР в образовательно-воспитательном процессе, а также вопросы проектирования данных цифровых средств обучения.

ЦОР: определение, дидактические принципы и психологические особенности применения.

Необходимо отметить, что в современных педагогических исследованиях использование понятия «электронный образовательный ресурс» осложняется большим разнообразием подходов и неопределенностью используемой в этой области терминологии.

Понятие электронного ресурса трактуется от программных средств учебного назначения (ПСУН) через педагогические программные средства (ППС) до информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и компьютерных средств обучения (КСО) (В.А.Красильникова). Мы будем придерживаться термина цифровой (электронный) образовательный ресурс, (далее -- ЦОР). Определимся с терминологией, рассмотрев несколько определений.

Образовательный ресурс (другое название -- средство обучения) -- элемент среды, в которой идет образовательный процесс, используемый учащимся и педагогом непосредственно в образовательной функции [71].

Под цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР) понимается любая информация образовательного характера, сохраненная на цифровых носителях [115]. цифровой образовательный электронный учебный

ЦОР -- некий содержательно обособленный объект, предназначенный для образовательных целей и представленный в цифровой, электронной, «компьютерной» форме [32].

ЦОР -- это совокупность данных в цифровом виде, применимая для использования в учебном процессе [191].

Цифровые образовательные ресурсы -- это представленные в цифровой форме фотографии, видеофрагменты, статические и динамические модели, объекты виртуальной реальности и интерактивного моделирования, картографические материалы, звукозаписи, символьные объекты и деловая графика, текстовые документы и иные учебные материалы, необходимые для организации учебного процесса [92].

Таким образом, под цифровым образовательным ресурсом понимается конкретный цифровой продукт, реализующий ИТ и предназначенный для использования в образовании и воспитании.

В документах НФПК при организации различных грантовых программ и тендеров на разработку программных средств образовательного назначения предусматривает более узкие и жесткие рамки понимания этого названия. Согласно этой терминологии, в настоящее время предлагаются к разработке и применению в учебном процессе три категории подобных программных средств:

— ЦОР -- как отдельные «цифровые содержательные модули», поддерживающие изучение какого-либо конкретного фрагмента соответствующей учебной темы, жестко привязанные к конкретному учебнику по соответствующему предмету и сопровождаемые соответствующей методической поддержкой;

— ИУМК («инновационные учебно-методические комплексы») -- как совокупности из электронного компонента, обязательно покрывающего весь спектр тем, изучаемых в рамках базовой учебной программы для соответствующего класса (возрастного уровня), реализующего все требуемые функции (от предоставления учебного материала до контроля полученных знаний) и содержащего в себе некий «инновационный» потенциал, позволяющий коренным образом усовершенствовать учебный процесс, и «бумажного» методического сопровождения;

— ИИСС (информационные источники сложной структуры) -- своего рода аналог рубрики «разное», куда могут быть отнесены различные информационные объекты, затрагивающие лишь часть тем базового стандарта, расширяющие их, предоставляющие дополнительный и справочный материал, часто -- носящие (в содержательном плане) комплексный, интегративный характер и не обязательно жестко привязанные к учебникам.

Определения понятий, связанных с понятием «цифровой образовательный ресурс», представлены в глоссарии данного пособия.

Цифровые образовательные ресурсы, являясь инновационным средством обучения, играют роль нового помощника в обучении, развитии и воспитании детей различных возрастов. К основным преимуществам внедрения ЦОР в образовательно-воспитательный процесс можно отнести:

— повышение доступности образования, с расширением форм получения образования;

— развитие личностно ориентированного обучения;

— создание единой информационно-образовательной среды обучения;

— независимость образовательного процесса от места и времени обучения;

— обеспечение возможности выбора индивидуальной траектории обучения;

— развитие самостоятельной поисковой, в том числе творческой, деятельности обучающегося;

— повышение мотивационной стороны обучения;

— развитие личности обучаемого, подготовка его к жизни в условиях информационного общества;

— повышение наглядности обучения;

— автоматизация процессов контроля;

— автоматизация психодиагностики и другие.

При этом следует отметить, что любой рационально составленный ЦОР, учитывающий не только специфику содержательной информации, но и психолого-педагогические закономерности усвоения этой информации обучающимися, не обеспечит само по себе качества обучения и совершенствование учебного процесса. Главное при его внедрении, как и любого средства обучения, - те цели и методика организации занятий, о которых должен подумать педагог, прежде чем включать новые средства обучения в учебный процесс.

Можно выделить следующие основные дидактические принципы применения ЦОР (В.А.Красильникова) [72]:

— компенсаторность -- облегчение процесса обучения, уменьшение затрат времени и сил обучающегося на понимание и изучение материала;

— информативность -- передача необходимой и дополнительной для обучения информации;

— интегративность -- рассмотрение изучаемого объекта или явления по частям и в целом;

— достоверность -- возможность подготовки качественного обучающего материала для неограниченной по численности аудитории;

— наглядность -- использование возможностей современного компьютера в представлении обучающего или информационного материала;

— виртуальность -- возможность демонстрации смоделированных процессов или событий, которые не могут быть представлены реально;

— инструментальность -- рациональное обеспечение определенных видов деятельности обучающегося и педагога;

— интерактивность -- возможность реализации принципа индивидуализации обучения и обязательной деятельности обучающегося;

— опосредованность -- управление процессом усвоения через представленные в ЦОР алгоритмы и обучающий материал. Этот принцип имеет две стороны: положительную -- исключение субъективизма педагога и отрицательную -- потеря речевого компонента при обучении и значительное уменьшение времени непосредственного общения с педагогом;

— независимость -- возможность использования обучающимися ЦОР в удобное время и в удобном месте (с домашнего компьютера, например);

— массовость -- предоставление педагогу возможности проведения обучения и контроля для неограниченного количества обучающихся, которые работают в компьютерной среде в соответствии с личностно ориентированной моделью обучающегося;

— технологичность -- возможность получения и статистической обработки результатов обучения и контроля и предъявления последних в удобной форме и в любое время как обучающемуся, так и педагогу.

Получил практическое подтверждение тот факт, что ЦОР по своим дидактическим возможностям активно воздействуют на все компоненты системы обучения: цели, содержание, методы и организационные формы обучения, повышают эффективность и качество обучения, изменяют содержание и характер деятельности обучающего и обучающегося, совершенствуют содержание образования, а также позволяют решать важные задачи педагогики -- задачи развития человека, его интеллектуального, творческого потенциала, самостоятельности в получении знаний.

Цифровой образовательный ресурс несет различную дидактическую функцию в зависимости от этапа урока, на котором он применяется.

Основной задачей внедрения ЦОР является моделирование среды обучения для самостоятельной работы обучающегося в индивидуальном темпе и, при необходимости, неограниченного права многократного доступа к любым информационным ресурсам, в том числе и к учебному материалу для самоподготовки и самоконтроля.

Возможность применения ЦОР при проведении лабораторных и практических работ устраняет временной разрыв между получением теоретических знаний и их действительным усвоением, способствует большей самостоятельности в обучении. Грамотно разработанные с методической и технологической точек зрения ЦОР позволяют приблизиться к решению многих задач обучения.

При организации учебных занятий, как в традиционной форме, так и с использованием ЦОР педагог должен выполнить ряд общих дидактических требований:

— проведение анализа целей занятия, его содержания и логики изучения материала;

— тщательная подготовка обучающего и контролирующего материала: четкое формулирование всех определений изучаемой предметной области, выделение главных положений, которые должны быть усвоены обучающимися (факты, гипотезы, законы, закономерности), разработка необходимого дидактического материала;

— выбор необходимых ЦОР в соответствии с целями занятия;

— разработка методики применения выбранных ЦОР.

Для успешного и целенаправленного использования в учебном процессе ЦОР педагоги должны знать общее описание принципов функционирования и дидактических возможностей этих средств, принципы проектирования учебно-воспитательного процесса с использованием ЦОР.

Многие исследователи, изучающие рассматриваемый вопрос [23, 72, 87, 117, 126, 90, 191, 194], придерживаются точки зрения, что внедрение цифровых образовательных ресурсов в учебный процесс происходит в соответствии с двумя основными направлениями. А именно:

ЦОР, внедряемые согласно первому направлению, включаются в учебный процесс в качестве «поддерживающих» средств в рамках традиционных методов системы образования. В этом случае информационные ресурсы выступают как средство интенсификации учебного процесса, индивидуализации обучения и частичной автоматизации рутинной работы педагогов, связанной с учетом, контролем и оценкой знаний обучаемых.

Второе направление внедрения ЦОР представляет собой более сложный процесс, приводящий к изменению содержания образования, пересмотру методов и форм организации учебного процесса, построению целостных курсов, основанных на использовании содержательного наполнения таких ресурсов в отдельных учебных дисциплинах.

Принято выделять несколько этапов интеграции цифровых образовательных ресурсов в учебный процесс [26].

На первом этапе интеграции необходимо определить существующие организационно-технические возможности компьютерной техники образовательного учреждения, возможности и желания коллектива педагогов или разработчиков по созданию и применению конкретной ИТ, выявить уровень информационной культуры как педагогов, так и обучаемых.

На втором этапе выбираются учебные предметы или темы и анализируются их содержание, структура, особенности. Выявляются наиболее сложные разделы, определяются виды занятий, на которых целесообразно использовать ЦОР, их согласованность с традиционными средствами, анализируется уровень знаний обучаемыми тех или иных разделов и тем.

На третьем этапе изучаются и анализируются уже созданные и используемые ресурсы данного направления, выявляются их достоинства и недостатки. При создании нового ЦОР педагог или коллектив авторов приступает к разработке сценария и технологии обучения в создаваемом ресурсе, выбирает средства его реализации. Создание цифрового образовательного ресурса должно вестись с учетом не только методических и дидактических принципов их разработки, но и психолого-педагогических особенностей применения. Необходимо определить функции обучаемого, преподавателя и системы на каждом этапе занятий.

На четвертом этапе проводится предварительный психолого-педагогический анализ предполагаемых изменений эффективности обучения при использовании ЦОР, оценивается их влияние на основные факторы интенсификации учебного процесса и личностное развитие обучаемых, прогнозируются проблемы и затруднения, которые могут возникнуть как у педагогов, так и у учеников при использовании ЦОР.

На пятом этапе при использовании готового ЦОР проводится включение его в учебный процесс для контрольных групп обучаемых и осуществляется сбор информации по его использованию и достижению повышения качества и эффективности учебного процесса. При разработке нового ЦОР на этом этапе программируют, анализируют и корректируют сценарии применения ресурса.

Если повышение качества обучения с использованием цифрового образовательного ресурса достигнуто, то его применение становится массовым в образовательном учреждении. Положительный опыт педагогов, реализующих данный вид ЦОР, должен стать толчком для других педагогов к его использованию в своей профессиональной деятельности. Готовятся методическая документация для последующего практического применения ЦОР, руководство пользователю по его применению. Вносятся соответствующие изменения в методические разработки уроков, подготавливаются инструкции с подробным объяснением структуры ресурса, решаются вопросы организационного характера.

Размышляя о психолого-педагогических условиях применения ЦОР в целом, предлагается рассматривать ЦОР в следующем контексте.

Применение ЦОР приносит необходимый педагогический эффект только в том случае, когда педагог, руководящий обучением, имеет подготовку к осуществлению соответствующей деятельности.

Использование ЦОР в учебном процессе способствует увеличению темпа изучения материала, но это увеличение не может быть большим, так как скорость усвоения материала определяется личностными качествами обучающегося при восприятии информации с экрана монитора. Необходимо осознавать, что применение ЦОР на занятии дает педагогу возможность организовать изучение такого материала, который сложно или практически невозможно качественно представить без использования современных цифровых средств обучения.

Большое значение для эффективности использования ЦОР имеет обстановка, в которой они применяются. Цифровые средства должны использоваться в классе или предметном кабинете в органической связи с другими средствами наглядности.

Использование ЦОР не должно носить преобладающий характер, скорее, выполнять вспомогательную роль, составляя лишь часть занятия. Необходимо учитывать оптимальную частоту применения цифровых ресурсов на занятии, разнообразить формы их применения.

Подбор ЦОР должен определяться общим планом занятия в соответствии с дидактической целевой установкой. Использование цифровых образовательных ресурсов должно стать связанным и взаимодействующим с другими дидактическими средствами и формами учебной работы и элементами занятия.

Обучающиеся должны быть готовы к работе с цифровыми ресурсами как технически, так и психологически. Исследования психологов показали, что значительно усиливаются требования к точности формулировок, логичности и последовательности изложения материала, представленного через ЦОР, повышается значение рефлексии, роль эмоциональных нагрузок при использовании новых средств обучения и общения. Не рекомендуется проводить несколько уроков подряд, требующих обучения в компьютерной среде, что повышает утомляемость, нервную нагрузку и излишние эмоции.

Систематизация вышесказанного позволяет сделать вывод о том, что использование цифровых образовательных ресурсов приводит к повышению качества обучения, к изменению в содержании образования, технологии обучения и отношениях между участниками образовательного процесса. Необходимо заметить, что внедрение любой новой образовательной технологии и средств обучения - сложная задача. Каждое новое средство обучения имеет свои сильные и слабые стороны, поэтому сочетание традиционных и инновационных средств обучения -- лучший способ их использования и достижения целей обучения и воспитания.

Классификации и типологии ЦОР.

Существуют различные подходы к классификации и типологии ЦОР: по языковым средам, по целевому признаку, по типу обучения, по методическому назначению, по функциональному назначению, по механизму программирования и по типу предметной области, по дидактическим целям и по форме организации занятия и по другим основаниям.

Отметим, что эти классификации носят достаточно условный характер и могут содержать пересечения в различных классах технологий. Охарактеризуем некоторые из существующих классификаций.

По функциональному назначению ЦОР делятся на (рис. 4):

-- Демонстрационные. Позволяют визуализировать изучаемые объекты, явления, процессы, обеспечивают наглядное представление любой образовательной информации в целом.

— Тренинговые. Предназначены для отработки разного рода умений и навыков, повторения и закрепления пройденного материала.

— Диагностирующие и тестирующие. Оценивают знания, умения, навыки учащегося, устанавливают уровень обученности, сформированности личностных качеств, уровень интеллектуального развития.

— Контролирующие. Автоматизируют процессы контроля (самоконтроля) результатов обучения, определения уровня овладения учебным материалом.

— Экспертные. Управляют ходом учебного процесса, организуют диалог между пользователем и обучающей системой при решении учебной задачи.

— Моделирующие. Позволяют моделировать объекты, явления, процессы с целью их исследования и изучения.

— Коммуникативные. Обеспечивают возможность доступа к любой информации в локальных и глобальных сетях, удаленное интерактивное взаимодействие субъектов учебного процесса.

— Вычислительные (расчетные). Автоматизируют процессы обработки результатов учебного эксперимента, расчетов, измерений в рассматриваемых процессах и явлениях.

— Сервисные. Обеспечивают безопасность и комфортность работы пользователя на компьютере.

— Досуговые (учебно-игровые). Компьютерные игры и средства компьютерной коммуникации для организации досуга, внеклассной работы в целях воспитания и личностного развития обучаемых.

Рассмотрим виды ЦОР по образовательно-методическим функциям (рис. 5). К ним относятся:

1. Электронные учебники: прототипы традиционных учебников; оригинальные электронные учебники; предметные обучающие системы; предметные обучающие среды.

2. Электронные учебные пособия: репетиторы; тренажеры; обучающие; обучающе-контролирующие; игровые; интерактивные; предметные коллекции; справочники и словари; практические и лабораторные.

3. Электронные учебно-методические комплексы (УМК): предметные миры; программно-методические комплексы; предметные учебно-методические среды; инновационные УМК.

4. Электронные издания контроля: тесты; тестовые задания; методические рекомендации по тестированию; инструментальные средства.

Рис. 4. Классификация ЦОР по функциональному назначению



Рис. 5. Классификация ЦОР по образовательно-методическим функциям

Существует классификация ЦОР по типу информации (рис. 6):

1. ЦОР с текстовой информацией: учебники и учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; книги для чтения; задачники и тесты; словари; справочники; энциклопедии; периодические издания; нормативно-правовые документы; числовые данные; программные и учебно-методические материалы.

2. ЦОР с визуальной информацией:

— Коллекции: иллюстрации; фотографии; портреты; видеофрагменты процессов и явлений; демонстрации опытов; видеоэкскурс;

— Модели: 2--3-мерные статические и динамические; объекты виртуальной реальности; интерактивные модели;

— Символьные объекты: схемы; диаграммы; формулы;

— Карты для предметных областей.

3. ЦОР с комбинированной информацией: учебники; учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; книги для чтения; задачники; энциклопедии; словари; периодические издания.

4. ЦОР с аудиоинформацией: звукозаписи выступлений; звукозаписи музыкальных произведений; звукозаписи живой природы; звукозаписи неживой природы; синхронизированные аудиообъекты.

5. ЦОР с видеоинформацией: Аудио-видео объекты живой и неживой природы; предметные экскурсии; энциклопедии.

6. Интерактивные модели: предметные лабораторные практикумы; предметные виртуальные лаборатории.

7. ЦОР со сложной структурой: учебники; учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; энциклопедии.

Цифровые образовательные ресурсы можно классифицировать по основанию формы обучения и средств обучения (рис. 7, 8).

Также ЦОР могут быть классифицированы по назначению следующим образом (рис. 9): источники информации; комплексные обучающие пакеты (компьютерные (электронные) учебники); виртуальные конструкторы; предметно-ориентированные среды (микромиры, моделирующие программы, учебные пакеты); лабораторные практикумы; тренажеры; контролирующие программы; тестовые среды; справочные базы данных учебного назначения; информационные системы управления; экспертные системы; обучающая система.

Рис. 6. Классификация ЦОР по типу информации



Рис. 7. Классификация по основанию формы использования



Рис. 8. Классификация по основанию средства использования

Рис. 9. Классификация ЦОР по назначению

Классификация педагогических программных средств (ППС), проведенная Б^.Гершунским [34], отражает принцип целевого назначения. Автором предлагается рассматривать ППС по следующим признакам: управляющие; диагностирующие; демонстрационные; генерирующие; операционные; контролирующие; моделирующие и т.д.

Д.В. Чернилевский [193] предлагает компьютерные средства обучения классифицировать следующим образом:

— учебно-компьютерные дидактические средства;

— компьютерные игры;

— компьютерные «решители» задачи;

— курсовое и дипломное проектирование;

— дидактические компьютерные системы;

— компьютер -- исследователь в лабораторных и практических работах.

Программное обеспечение образовательного процесса. Инструментальные средства разработки ЦОР.

Для эффективного применения ЦОР в учебно-воспитательном процессе педагогу, в первую очередь, необходимо ориентироваться в соответствующем программном обеспечении.

Бесспорно, что для разработки полноценных программных продуктов учебно-воспитательного назначения необходима совместная работа высококвалифицированных специалистов: психологов, преподавателей-предметников, компьютерных дизайнеров, программистов. Многие крупные зарубежные фирмы и ряд отечественных производителей программной продукции финансируют проекты создания компьютерных учебных систем, цифровых образовательных ресурсов в учебных заведениях и ведут собственные разработки в этой области.

Основное требование, которое должно соблюдаться при проектировании ЦОР, ориентированных на применение в образовательно-воспитательном процессе -- это легкость, с которой обучаемый может взаимодействовать с учебными материалами. Соответствующие характеристики и требования к программам принято обозначать аббревиатурой HCI (англ. Human-Computer-Interface -- интерфейс человек-компьютер), что понимается как «компьютерные программы, диалог с которыми ориентирован на человека».

Программное обеспечение образовательного процесса можно разбить на несколько категорий:

— Инструментальные системы создания цифровых образовательных ресурсов.

— Мультимедиа программы.

— Тестирующие системы.

— Автоматизированные обучающие системы.

— Электронные гиперссылочные обучающие материалы.

— Моделирующие программы. Микромиры.

— Инструментальные средства обеспечения коммуникаций.

— Инструментальные средства моделирования познавательной деятельности.

— Системы для поиска и передачи информации.

— Демонстрационно-моделирующие и исследовательские программы.

— Базы данных и экспертно-аналитические системы.

— Контрольно-обучающие, тренировочные и контролирующие компьютерные программы.

Необходимо отметить, что данная систематизация является условной, и все типы программного обеспечения пересекаются друг с другом. Охарактеризуем некоторые из перечисленных категорий программного обеспечения Целесообразно провести семинарские занятия по темам: «Анализ про-граммного обеспечения образовательного процесса», «Анализ инструменталь-ных средств создания ЦОР»..

Под инструментальными средствами понимаются программы, обеспечивающие возможность создания новых электронных ресурсов: файлов различного формата, баз данных, программных модулей, отдельных программ и программных комплексов. Такие средства могут быть предметно-ориентированными, а могут практически не зависеть от специфики конкретных задач и областей применения.

Инструментальные средства можно разделить на две группы:

1) общедоступные средства, ориентированные на Web- технологии и не включающие дорогостоящих специальных средств;

2) инструментальные средства, специально ориентированные на разработку компьютерных курсов.

Основные программные инструментальные средства, входящие в первую группу, по своему назначению делятся на ряд категорий:

— текстовые редакторы, в их числе HTML- и XML- редакторы;

— редакторы иллюстративной и презентационной графики (векторные и растровые);

— 3D графические редакторы;

— 2D и 3D-просмотрщики и проигрыватели анимационных и мультимедийных сцен;

— перекодировщики текстовых и графических форматов;

— редакторы звуковых файлов;

— редакторы видеофайлов;

— конверторы и перекодировщики мультимедиа;

— инструментальные средства создания анимаций;

— почтовые клиенты;

— средства организации чатов, теле-, аудио- и видеоконференций;

— средства информационного поиска.

Наиболее простым способом разработки информационных материалов (лекций, докладов, презентаций) является использование приложения Microsoft Office, в частности, среды Microsoft Power Point. По количеству анимационных эффектов данное приложение становится вровень со многими авторскими инструментальными средствами мультимедиа.

В настоящее время разработано достаточное количество готовых инструментальных средств, позволяющих создавать современные, достаточно гибкие цифровые средства обучения и контроля, моделирующие и демонстрационные программы, сайты, электронные гиперссылочные учебники и многое другое.

Инструментальные системы предоставляют для педагога следующие возможности:

— готовить разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, вопросы для тестового контроля);

— формировать сценарий для создания определенного цифрового средства обучения;

— значительно сокращать время на подготовку ЦОР и проведение занятий (групповой контроль);

— реализовать через созданные ЦОР свою методику изложения материала и обучения.

Примерами таких интегрированных инструментальных сред второй группы могут служить: WebCT, разработанная одноименной американской компанией; Learning Space фирмы Lotus; ToolBookII компании Asymetrix; AuthorWare компании Macromedia; отечественная система HyperMetod; Distance Learning Studio; конструктор электронных курсов eAuthor; система Прометей; система Орок; инструментальная система УРОК; система БиГОР и другие.

Зачастую подобные среды реализуют не только функции разработки учебных материалов, но также и другие функции, присущие автоматизированным обучающим системам, включают средства обучения и средства управления обучением. Представим некоторые из них Целесообразно на семинарском занятии провести сравнительный анализ инструментальных средств для создания ЦОР..

Среда ToolBook -- это набор специализированных авторских средств для создания мультимедиа приложений обучающего характера. В его состав входят ToolBook Instructor, ToolBook ActionsEditor и ToolBook SimulationEditor, при помощи которых можно быстро и эффективно создать интерактивное содержание с набором мультимедийных объектов любых форматов.

Среда Macromedia Authorware -- это лучшая на сегодняшний день визуальная среда разработки интерактивных мультимедийных обучающих приложений. Инструментальная среда позволяет создавать очень интересные по организации сетевые мультимедийные интерактивные учебные пособия.

Существует еще одна программная среда -- SunRav BookOffice. Это пакет для создания и просмотра электронных книг и учебников, состоящий из двух программ: SunRav BookEditor и SunRav BookReader. С помощью пакета можно создавать документацию в виде EXE файлов, в CHM, HTML, PDF форматах, а также в любых других (используя шаблоны). В книгах можно использовать всю мощь современных мультимедийных форматов: аудио- и видеофайлы, изображения (включая анимированные), flash, любые OLE объекты и т.д.

Программная оболочка -- ОСУ, поддерживает международные стандарты информационных продуктов учебного назначения для автоматизированного конструирования электронных учебных пособий из имеющихся материалов по заданной пользователем структуре. ОСУ рассчитана на пользователей, у которых нет времени или возможности осваивать все премудрости профессии web-мастера и предназначена для быстрого создания электронных учебных пособий.

С помощью инструментальной среды проектирования учебных курсов «Дельфин» могут создаваться ресурсы, поддерживающие:

— самостоятельное изучение дисциплины -- УМК;

— изучение теоретического материала -- электронный учебник;

— проведение практических занятий по решению задач;

— проведение виртуальных лабораторных работ;

— автоматизированная проверка знаний.

Учебно-методические комплексы, созданные с помощью инструментальной среды «Дельфин», предназначены для использования при очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения.

На наш взгляд, удобными при создании и практичными в использовании являются цифровые образовательные ресурсы, созданные средствами программного обеспечения фирмы «1С» (в частности, системы программ «1С: Образование»). Данная система программ предоставляет широкий спектр возможностей по работе с ЦОР различной структуры и позволяет создавать мультимедийные учебные курсы для педагогической деятельности, интернет-обучения и самообразования.

Следует отметить преимущества программы «1С: Образование» над остальными инструментальными средами: образовательная ориентация, педагогическая направленность, поддержка всего учебного процесса, создание единой информационной среды школы, доступность в приобретении, масштабное распространение, поддержка фирмой-производителем.

Одним из важнейших элементов образовательных комплексов на платформе «1С: Образование» является возможность импорта в систему готовых образовательных объектов. Механизм импорта и экспорта образовательных объектов, реализованный в системе программ «1С: Образование», позволяет переносить как простые одиночные объекты, так и связанные коллекции объектов (презентации, уроки, тесты). При этом происходит импорт/экспорт не только самих объектов, но и их атрибутов [188].

Понятие мультимедиа вообще и средств мультимедиа в частности, с одной стороны, тесно связано с компьютерной обработкой и представлением разнотипной информации и, с другой стороны, лежит в основе функционирования средств ИТ, существенно влияющих на эффективность образовательного процесса. Мультимедиа -- это:

— технология, описывающая порядок разработки, функционирования и применения средств обработки информации разных типов;

— информационный ресурс, созданный на основе технологий обработки и представления информации разных типов;

— компьютерное программное обеспечение, функционирование которого связано с обработкой и представлением информации разных типов;

— компьютерное аппаратное обеспечение, с помощью которого становится возможной работа с информацией разных типов;

— особый обобщающий вид информации, который объединяет в себе как традиционную статическую визуальную (текст, графику), так и динамическую информацию разных типов (речь, музыку, видеофрагменты, анимацию и т.п.).

Средства, используемые при создании мультимедийных продуктов, можно разделить на:

— системы обработки статической графической информации;

— системы создания анимированной графики;

— системы записи и редактирования звука;

— системы видеомонтажа;

— системы интеграции текстовой и аудиовизуальной информации в единый проект.

Следует отметить, что при создании мультимедийных гипертекстовых ресурсов и мультимедийных страниц для сети Интернет чаще всего используются следующие языки и инструменты: язык разметки гипертекста (HTML), язык Java, язык VRML (Virtual Reality Modeling Language) и CGI (Common Gateway Interface), являющийся не языком программирования, а спецификацией.

Существует множество инструментальных сред для разработки мультимедиа, позволяющих создавать полнофункциональные мультимедийные приложения. Такие пакеты как Macromedia Director или Authoware Professional являются высокопрофессиональными и дорогими средствами разработки, в то время как Front Page, m Power 4.0, Hyper Studio 4.0 и Web Workshop Pro являются их более простыми и дешевыми аналогами. Ряд компаний разрабатывает программы для реализации мультимедиа. Например, компанией Microsoft создано программное обеспечение API Direct X для обработки SD-графики и звуковых эффектов.

Мультимедиа средства можно разделить по следующим признакам:

— среды, которые не требуют программирования;

— системы, имеющие средства программирования;

— системы, которые предполагают программирование в стиле «визуального конструирования».

Имеется опыт использования в образовательных проектах таких систем, как Hypercard, LinkWay, ToolBook, VisualBasic, Delphi для создания мультимедиа проектов в образовательной области. Первые три системы из приведенного перечня имеют встроенные языки программирования, хотя допускают создание приложений и без обращения к средствам программирования. Две последние позиции в списке представляют собой яркий пример среды визуального программирования [182].

Применение информационных технологий для оценивания качества обучения дает целый ряд преимуществ по сравнению с обычным контролем. Прежде всего, это возможность организации централизованного контроля, обеспечивающего охват всего контингента обучаемых, а также возможность сделать контроль более объективным, не зависящим от субъективности преподавателя.

Тестирующая система -- программный продукт или подсистема автоматизированной обучающей системы, предназначенная для контроля степени усвоения обучаемым учебного материала.

Существуют два основных направления применения тестирующих систем:

1) самотестирование, используемое самим учащимся в процессе освоения учебного материала;

2) контрольные мероприятия, организуемые администрацией учебного заведения и проводимые с целью аттестации знаний обучаемых.

В настоящее время в практике автоматизированного тестирования применяются контролирующие системы, состоящие из подсистем следующего назначения:

— создание тестов (формирование банка вопросов и заданий, стратегий ведения опроса и оценивания);

— проведение тестирования (предъявление вопросов, обработка ответов);

— мониторинг качества знаний обучаемых на протяжении всего времени изучения темы или учебной дисциплины на основе протоколирования хода и итогов тестирования в динамически обновляемой базе данных.

Идеальная тестирующая система должна быть в высокой степени интеллектуальной, чтобы в режиме диалога распознавать ответы тестирующихся и в зависимости от содержания ответа определять степень их правильности, выбирать дальнейшие задаваемые вопросы, касающиеся любых аспектов изучаемого курса, формулировать рекомендации по исправлению выявленных пробелов в знаниях тестируемого.

Существует ряд способов общения, при которых система формулирует такие вопросы, на которые могут быть получены ответы в одной из следующих форм: ответы «да» или «нет»; выбор варианта из списка (меню) ответов; числовое значение; ответ в виде формулы (математической или химической); ответ в виде упорядоченного списка элементов заданного множества; ответ на ограниченном проблемно-ориентированном подмножестве естественного языка; графическое изображение, которым может быть рисунок, состоящий из заданного набора графических примитивов, или график функции.

В настоящее время во многих учебных заведениях разрабатываются и используются автоматизированные обучающие системы (АОС) по различным учебным дисциплинам.

Под автоматизированной обучающей системой (АОС) понимается согласованная совокупность учебных материалов, средств их разработки, хранения, передачи и доступа к ним, предназначенная для целей обучения и основанная на использовании современных информационных технологий.

АОС включает в себя комплекс учебно-методических материалов (демонстрационные, теоретические, практические, контролирующие) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения. Материал предлагается в структурированном виде и обычно включает вопросы для оценки степени понимания, обеспечивающие обратную связь. Современные АОС позволяют корректировать процесс обучения, адаптируясь к действиям обучаемого.

АОС обычно базируется на инструментальной среде -- комплексе компьютерных программ, предоставляющих пользователям, не владеющим языками программирования, следующие возможности работы с системой:

— педагог вводит разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, вопросы для тестового контроля) в базу данных и формирует сценарии для проведения занятия;

— обучающийся в соответствии со сценарием (выбранным им самим или предложенным педагогом) работает с учебнометодическими материалами программы;

— автоматизированный контроль усвоения знаний обеспечивает необходимую обратную связь, позволяя выбирать самому обучающемуся (по результатам самоконтроля) или назначать автоматически последовательность и темп освоения учебного материала;

— работа обучающего протоколируется, информация (итоги тестирования, изученные темы) заносится в базу данных;

— педагогу и обучающемуся предоставляется информация о результатах работы отдельных обучаемых или определенных групп, в том числе и в динамике.

Тренировочные системы являются частным случаем обучающих систем. Подобные системы предназначены для закрепления предварительно изученного материала, отработки определенных навыков и умений, а также тех способов деятельности, которые должны воспроизводиться обучаемым на уровне, доведенном до автоматизма. Они могут быть как самостоятельным средством, так и входить в качестве подсистемы в АОС.

В настоящее время электронный гиперссылочный учебник является наиболее распространенным цифровым образовательным ресурсом.

Электронный учебник (ЭУ) -- это гиперссылочный, интерактивный программно-методический комплекс, предоставляющий обучающемуся возможность удобной навигации и выбора необходимого теоретического материала, практических работ и контрольных заданий, получения помощи при выполнении практических заданий, ведения самоконтроля и итогового контроля по рассмотренному материалу.

Для создания электронных гиперссылочных учебных и других информационных материалов созданы специальные среды и языки. Наибольшей популярностью среди разработчиков ЭУ пользуется язык электронной разметки документов HTML.

Полнофункциональный электронный учебник (ЭУ) состоит из нескольких основных частей, таких как:

— главная часть, в которой излагается содержание предмета, представленная в виде гипертекста с графическими иллюстрациями и, возможно, с аудио- и видеофрагментами;

— тестирующая часть, включающая контрольные вопросы, упражнения и задания для практического освоения материала и самотестирования вместе с рекомендациями и примерами выполнения заданий;

— толковый словарь, который состоит из терминов в форме гиперссылок на соответствующие места основной части и кратких определений этих терминов (иногда определения могут отсутствовать);

— часто задаваемые вопросы и подготовленные ответы на них;

— описания лабораторных работ, если в учебной программе такие работы предусмотрены, включая оригинальное программное обеспечение для выполнения этих работ.

К электронным учебным материалам предъявляются как традиционные, так и специфические требования, порождаемые возможностями информационных технологий.

Потребность моделирования или визуализации каких-либо динамических процессов, которые затруднительно или просто невозможно воспроизвести в учебной лаборатории, является одной из важнейших и распространенных причин использования моделирующих программ в обучении.

В моделирующих программах возможно широкое использование интерактивной графики (т.е. поддерживающей режим диалога), дающей обучаемому возможность не только наблюдать особенности изучаемого процесса, но и исследовать эффекты влияния меняющихся параметров на получаемые результаты, «поворачивая» с помощью мыши рукоятки приборов, «смешивая» растворы и т.д. Моделирующие программы могут быть и автономными, но чаще они входят в качестве подсистем в АОС.

Новый импульс информатизации образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Глобальная сеть Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты.

Инструментальные средства компьютерных коммуникаций включают несколько форм: электронную почту, электронную конференцсвязь, видеоконференцсвязь, Интернет. Эти средства позволяют преподавателям и обучаемым совместно использовать информацию, сотрудничать в решении общих проблем, публиковать свои идеи или комментарии, участвовать в решении задач и их обсуждении.

Специфика технологий Интернет заключается в том, что они предоставляют и обучаемым, и педагогам огромные возможности выбора источников информации, необходимой в образовательном процессе:

— базовая информация, размещенная на Web- и FTP-серверах сети;

— оперативная информация, систематически пересылаемая заказчику по электронной почте в соответствии с выбранным списком рассылки;

— разнообразные базы данных ведущих библиотек, информационных, научных и учебных центров, музеев;

— информация на компакт-дисках, видео- и аудиокассетах, книгах и журналах, распространяемых через Интернет- магазины.

В последнее время, с развитием информационных технологий все более популярным стало применение Интернета и корпоративных интранет-сетей в дистанционном обучении. Вошел в широкое употребление термин e-learning (Electronic Learning) -- электронное обучение или интернет-обучение, которое обеспечивает предоставление доступа к компьютерным учебным программам через сеть Интернет или корпоративные интранет-сети с использованием систем управления обучением. Синонимом elearning является термин WBT (Web-based Training) -- обучение через веб-технологии.

Более подробно вопросы использования коммуникационных технологий и их сервисов в образовании представлены в модуле 5 данного пособия.

К программному обеспечению, предназначенному для поддержки коммуникационных технологий, относятся:

— средства для организации доступа к учебно-методическим материалам и работы с ними через локальную сеть или Интернет;

— пересылки обучающих программ, учебных пособий, заданий по сетям;

— организация и проведение тестирований через сети.

Если говорить об инструментальных средствах для построения Интернет-сайтов, то для создания и просмотра Web-страниц можно использовать специализированные редакторы, например, язык HTML, Microsoft FrontPage, HotMetal, Corel Web Designer и другие.

4.3. Проектирование цифрового образовательного ресурса.

В настоящее время у педагогов появилась возможность самостоятельно создавать электронные образовательные продукты с помощью различных инструментальных сред. Однако широкое вовлечение педагогов в эту работу требует разработки определенных технологических принципов, позволяющих добиться эффективных результатов.

Часто подготовленные педагогами цифровые образовательные продукты могут иметь существенные недостатки, например:

— недостаточное качество представляемой информации;

— отражение исключительно личных взглядов создателей, не всегда соответствующих современной теории и практике образования;

— создание продуктов, которые просто являются точной электронной копией традиционных учебников;

— неэффективность и примитивизм использования возможностей средств гипермедиа;

— некоторые электронные продукты представляют собой упрощенные популяризаторские справочники, весьма поверхностные, которые не могут стать эффективным педагогическим средством;

— технические ошибки зачастую превосходят непосредственные ошибки учащихся при работе с ними и не дают педагогам возможности получить реальную картину процесса обучения.

Наилучшим выходом являлось бы использование фирменных продуктов, созданных с привлечением известных ученых, групп профессиональных разработчиков, прошедших всестороннюю экспертизу и лицензированных Министерством образования и науки России. Однако для решения частных образовательновоспитательных задач педагоги общеобразовательных учреждений чаще используют цифровые ресурсы, созданные ими самими или педагогами-коллегами.

Процесс разработки цифрового ресурса должен быть тщательно спланирован. Универсальной технологии создания цифрового образовательного ресурса не существует. Каждый педагог применяет собственную технологию. Можно только рекомендовать некоторые принципиальные положения, которые можно адаптировать к созданию ЦОР любого типа.

Для создания ЦОР используются традиционная и адаптивная методики.

Организация ЦОР в рамках традиционной методики представляет собой иерархическое разбиение тем на более мелкие подтемы. Это обеспечивает выдачу информации «малыми порциями». Адаптивная методика позволяет формировать универсальную систему обучения, учитывающую, что учащиеся могут иметь как самый низкий, так и самый высокий уровень подготовки. При этом целесообразно сначала представить ученику материал в краткой форме, затем провести определение уровня знаний и умений и лишь потом выдать рекомендации к изучению дальнейшего материала, предоставляемого в объеме, соответствующем его уровню.

Для разработки ЦОР общепринято используют два пути.

Первый путь -- это использование программных решений, позволяющих осуществлять «сборку» ЦОР из специально подготовленных текста, графического материала, видео-фрагментов, звукового сопровождения и т.п.

Второй путь -- это разработка ЦОР преимущественно целиком в специализированных программных средах, которые также называют конструкторами электронных учебных курсов, авторскими системами, системами автоматизированного проектирования и т.д.

В проектировании ЦОР некоторые исследователи выделяют следующие основные направления деятельности (Я.А.Ваграменко) [24]: идентификацию проблемы, концептуализацию, формализацию, реализацию и тестирование.

...