Реферат: Информационные технологии в образовании
Министерствообразования Республики Беларусь
Учреждениеобразования
«Минскийгосударственный торговый колледж»
Доклад
Подисциплине: Информационные технологии
На тему:«ИТ в образовании»
Подготовила: Павловская Наталья
Учащаяся 2 курса группы К-95
Минск 2011
Содержание
Введение
1. Понятие открытого образования и дистанционногообучения
2. Технологии дистанционного обучения
3. Автоматизированные обучающие системы
4. Электронный учебник
5. Электронные энциклопедии
6. Википедия
Список литературы
Введение
Мы живем внестабильном неспокойном мире. XXI век поставил ряд сложных глобальных проблем,от решения которых зависит будущее человечества. Эти проблемы часто называютвызовами XXI века.
Первый вызов— энергетический. Не за горами истощение ресурсов традиционных источниковэнергии в недрах земли. В то же время потребление энергии, особенно виндустриально развитых странах, продолжает расти. Мы надеемся на ученых, на то,что ими, с одной стороны, будут открыты новые пока неизвестные источникиэнергии, с другой стороны, разработаны новые энергосберегающие технологии.
Второй вызов— экологический. Человечество хотя и осознало необходимость охраны окружающейсреды и использования экологически безопасных технологий, но разработка природоохранныхмероприятий и безвредных технологий пока существенно отстает от потребностейэкосистемы.
Следующийвызов — демографический. Доля людских ресурсов экономически развитых стран вчисленности населения планеты продолжает уменьшаться, что не способствуетповышению общего культурного уровня населения, которому и предстоит решатьпроблемы XXI века.
Еще одинвызов — социальный. Социальные проблемы обостряются в связи с неравенством враспределении ресурсов как между слоями населения в масштабах России, так имежду «золотым миллиардом» и остальным человечеством в глобальноммасштабе.
Для решенияэтих проблем наметились следующие тенденции. Первая тенденция — постепенныйпереход к постиндустриальному обществу на основе развития и широкого примененияинформационных технологий. Вторая тенденция — повышение культурного ипрофессионального уровня большинства жителей Земли на основе развития ираспространения методик, средств и технологий образования.
Следовательно,в современных условиях существенно возрастает роль образования, растутпотребности общества в образовательных услугах.
По даннымЮнеско число студентов в мире до сих пор имело тенденцию к росту. Спрос наобразовательные услуги сегодня превышает предложение. Ограничение предложенияобразовательных услуг во многом определяется нехваткой высококвалифицированныхпреподавательских кадров. Среди других проблем образования — трудностисопровождения учебных материалов, их адаптации к потребностям обучаемых и кдинамике развития областей знаний и новых технологий.
Чтобы системаобразования была готова принять вызовы XXI века, необходимы определенныепреобразования системы на базе использования современных информационныхтехнологий. Основные надежды возлагаются на создание и сопровождениеинформационно-образовательных сред (ИОС) открытого и дистанционного обучения,на развитие новых объектных технологий создания баз учебных материалов (БУМ),наряду с развитием традиционных технологий разработки электронных учебников имультиагентных технологий образовательных порталов.
Итак,информационные технологии и образование — эти две тенденции в совокупностистановятся теми сферами человеческих интересов и деятельности, которыезнаменуют эпоху XXI века и должны стать основой для решения стоящих передчеловечеством проблем.
В светевышеизложенного начинает формироваться новая перспективная предметная область —«Информационные технологии в образовании». К этой области относитсяпроблематика интеллектуальных обучающих систем, открытого образования,дистанционного обучения, информационных образовательных сред. Эта область тесносоприкасается, с одной стороны, с педагогическими и психологическимипроблемами; с другой стороны, с результатами, достигнутыми в такихнаучно-технических направлениях, как телекоммуникационные технологии и сети;компьютерные системы обработки, визуализации информации и взаимодействия счеловеком; искусственный интеллект; автоматизированные системы моделированиясложных процессов; автоматизированные системы принятия решений, структурногосинтеза и многие другие.
Очевидно, чтокруг вопросов, составляющих предмет информационных технологий в образовании,чрезвычайно широк и попытка изложить все аспекты проблемы в одном пособии былабы обречена на неудачу. Поэтому в данном электронном издании сделан акцент навопросы аппаратного, информационного, программного, лингвистическогообеспечения автоматизированных обучающих систем, в ущерб изложениюпедагогических, психологических и социально-экономических вопросов.
образованиедистанционный учебник энциклопедия
1. Понятиеоткрытого образования и дистанционного обучения
Изменения,происходящие в мире при переходе к постиндустриальному обществу, во многомсвязаны с появлением и развитием информационных технологий. В свою очередь,информационные технологии становятся движущей силой происходящих изменений. Вполной мере это относится к сфере образования. Традиционные методики и средстваобучения оказываются недостаточными для выполнения повышенных требований куровню подготовки выпускников высшей школы. Высокие темпы научно-техническогопрогресса приводят к быстрому устареванию знаний специалистов, работающих впромышленности, что обусловливает необходимость продолжения для нихобразовательного процесса на протяжении всего активного периода жизни.
/>Ответом на возросшие требования к системе образования сталопоявление концепции открытогообразования. Глобальной целью открытого образования является подготовкаобучаемых к полноценному и эффективному участию в общественной ипрофессиональных областях в условиях информационного общества.
Открытоеобразование основано на ряде основополагающих принципов, к числу которыхотносится свобода обучаемого в выборе учебного заведения, времени, места итемпов обучения, в планировании своих учебных занятий. Предполагается, чтооткрытое образование повысит качество образования и разрешит противоречие междупредложением и спросом на образовательные услуги.
Принципыоткрытого образования могут быть реализованы только при применениидистанционных методов обучения.
/>Дистанционнымобучением (ДО) называется образовательный процесс, при которомвсе или часть учебных процедур выполняется с использованием современныхинформационных технологий при территориальном разобщении обучающего иобучаемого.
Дистанционноеобучение оказывается востребованным различными категориями граждан:
· студентамиочного обучения, поскольку с его помощью они могут восполнить пробелы в своихзнаниях, возникшие вследствие пропуска по тем или иным причинам регулярныхучебных занятий; для них становится более доступным так называемое второе(дополнительное) образование, расширяются возможности для талантливых студентовзакончить цикл обучения в более короткие сроки;
· студентамифилиалов учебных заведений (если филиалы не полностью укомплектованыпреподавательскими кадрами и учебными ресурсами), а также студентами новой дистанционнойформы обучения в учебных заведениях открытого образования;
· лицами,совмещающими работу и учебу;
· сотрудникамипредприятий для повышения своей квалификации;
· людьмис физическими недостатками, которым противопоказаны перемещения между местомжительства и учебными помещениями;
· военнослужащими,желающими получить образование во время прохождения военной службы;
· людьми,желающими повысить свой культурный и образовательный уровень без привязки кконкретному учебному заведению.
2.Технологии дистанционного обучения
Известны и применяютсяследующие основные технологии дистанционного обучения:
/>1. Кейс-технология, при которойобучаемый получает комплект учебных материалов (кейс) и изучает их, имеявозможности периодических консультаций с преподавателями-тьюторами в учебныхпунктах (центрах).
/>2. ТВ-технологии,при которых основные учебные процедуры основаны напрослушивании и просмотре телевизионных лекций.
/>/>/>3. Сетевыетехнологии, при которых доступ к учебным материалам и консультации спреподавателями проводятся посредством телекоммуникационных технологий ивычислительных сетей. Как правило, в качестве сети используется Internet, тогда сетевуютехнологию называют Internet-технологией (или Web-технологией).
Учебныематериалы в кейс-технологиях могут быть представлены в виде обычных бумажныхкомплектов (твердых копий) учебников и учебных пособий, а также в электронномвиде на компакт-дисках и видеокассетах. Среди материалов могут быть видеозаписилекций и компьютерные программы для выполнения самостоятельных заданий. Этитехнические средства не предусматривают контактов с преподавателями. Нехватканепосредственного общения с преподавателями восполняется организациейпериодических сессий, при которых либо студенты приезжают в учебный центр, либопреподаватели командируются в локальные учебные пункты, на базе которыхорганизуется дистанционное обучение.
ВТВ-технологиях для передачи телевизионных сигналов обычно используетсяспутниковая связь. Отсутствие обратной связи от обучаемых к лектору являетсяочевидным недостатком данных технологий.
По мереразвития информационных технологий и увеличения числа абонентов, подключенных ксети Internet, все большее распространение получают сетевые технологии. Приэтом могут использоваться и элементы двух первых технологий, поскольку рядучебных пособий может передаваться обучаемым в виде твердых копий, а отдельныетелевизионные лекции — в записи на магнитофонных лентах или компакт-дисках.
/>Дистанционное обучение по сетевым технологиям основано на доступестудентов к предварительно созданным базам учебных материалов. В число средствсетевых технологий входят теле- и видеоконференции.В отличие от ТВ-технологий в видеоконференцияхпредусмотрены возможности двустороннего обмена информацией. Обучаемые не толькослушают лектора, но могут задавать ему вопросы и получать ответы. Хотянепосредственное общение с преподавателем является несомненным достоинствомвидеоконференций, их организация обходится довольно дорого, требует присутствияобучаемых в определенное время в специальных студиях, оборудованных средствамивидеоконференц-связи. Поэтому главные учебные процедуры связаны сиспользованием обучающих систем и электронных учебных материалов.
Учебныематериалы создаются с помощью специальных инструментальных систем,рассматриваемых в следующей главе. В ряде систем предусматривается возможностьиндивидуальной настройки имеющихся учебных пособий для конкретных обучаемых сучетом их текущих запросов и уровня предварительной подготовки.
Дляреализации ДО пользователь должен иметь дома или на своем рабочем местекомпьютер с определенным набором внешних устройств и устройствввода-вывода информации. Требования к характеристикам клиентского компьютера исоставу внешних устройств определяются характеристиками используемых учебныхматериалов.
/>В минимально необходимый набор устройств входят компьютер,дисплей, клавиатура, мышь. В случае обучения по Internet-технологии нужно иметьподключение к Internet и соответственно в компьютере модем или сетевую плату. Если обучениепредполагается по мультимедийным учебным пособиям, то в комплект оборудованиядополнительно должны войти звуковаясистема и видеобластер.Если предусмотрено использование интерактивного режима работы с учебнойпрограммой, расположенной на удаленном сервере,или проведение консультаций с преподавателем в режиме on-line, то необходимо, чтобыиспользуемый канал абонентского доступа имел достаточную пропускнуюспособность. Обычно для этих режимов модемнаясвязь оказывается неудовлетворительной,целесообразно иметь в качестве канала«последней мили» ISDN или абонентскую линию xDSL.
/>/>Клиентский компьютер в системах ДО должен быть оснащенпрограммами, обеспечивающими коммуникационные связи спреподавателями образовательного центра, программами доступа к электроннымучебным материалам и работы с ними в интерактивном режиме. При обучении всоставе студенческой группы полезно иметь средства связи«студент-студент». Как минимум, обучаемый должен располагатьсредствами передачи файлов и связи по электроннойпочте, но желательно также иметь возможность общения в режиме on-line, участияв видео- и аудиоконференциях.
Обучение поряду дисциплин предполагает выполнение обучаемым цикла лабораторных работ изаданий на курсовое и дипломное проектирование. Значительную часть работ,заданий и экспериментов можно выполнять с помощью программ моделирования или наоснове дистанционного доступа к реальному оборудованию. В этом случаеклиентский компьютер дополнительно должен быть оснащен программамимоделирования, выполнения необходимых расчетов, дистанционногоуправления исследуемымиобъектами.
3.Автоматизированные обучающие системы
Под автоматизированнойобучающей системой (АОС)понимается согласованная совокупность учебных материалов, средств ихразработки, хранения, передачи и доступа к ним, предназначенная для целейобучения и основанная на использовании современных информационных технологий.
По своему масштабу АОС всфере высшего образования могут быть образовательными системами кафедры,университета, направления подготовки (специальности), консорциума вузов. Впромышленности АОС могут создаваться компаниями, проводящими регулярныемероприятия по повышению квалификации своих сотрудников.
Основные функции АОС:
/>· Доступ к образовательным ресурсам (ОР), включаясредства виртуальных и удаленных учебно-исследовательских лабораторий;
· Самотестированиеи контроль знаний обучаемых;
· Поискинформации;
· СозданиеОР;
· Управлениеучебным процессом;
/>/>/>· Конференцсвязь (чаты, потоковоевидео).
Важной чертой АОСявляется связь с различными источниками информации, имеющимися в Internet, и прежде всего скомпьютерными системами поддержки научно-исследовательских работ, имеющимисякак в университетах, так и в академических институтах. Наличие такой связинеобходимо не только для приобщения студентов к научным исследованиям, но и дляповышения квалификации преподавателей и тем самым для совершенствованиясодержимого БУМ.
Основные подсистемы АОС:
/>· Инструментальнаясреда (компилятор учебных пособий, совокупность внешних или встроенныхредакторов текста, графики, мультимедиа);
· База ОР;
/>· Браузер;
· Тестирующаяподсистема;
· Поисковаяподсистема;
· Электронныйдеканат.
Типичнаяукрупненная структура АОС представлена на рис. 1.
/>
Рис. 1. Укрупненнаяструктура АОС
Обычноконкретные реализации АОС создаются определенными компаниями илиуниверситетами. Ресурсы таких АОС зачастую не являются мобильными, т.е.переносимыми для использования и развития из одной системы в другую. Это являетсяочевидным недостатком с точки зрения создания интегрированной базынаучно-образовательных ресурсов и применения в системах открытогообразования.
Система управления АОСимеетподсистемы, ориентированные на обучаемых, преподавателей и администраторов,контролирующих функционирование аппаратно-программных средств системы.Автоматизированная обучающая система контролирует права доступа пользователей;осуществляет поиск требуемых материалов, извлекает их из БУМ и предоставляетпользователю; обеспечивает доступ к индивидуальной рабочей тетради, содержащейграфик учебных занятий, результаты выполнения учебных заданий и другие заметкипользователя, связанные с изучением курса; реализует телекоммуникационные связи«преподаватель-обучаемый», «студент-лаборатория» и«обучаемый-обучаемый» и связи пользователей с Internet для поискаинформации, организации конференций и совместной работы над проектами; помогаетадминистратору поддерживать систему в актуальном состоянии, вести учетпользователей и др.
Кроме того, вряде АОС на систему управления возлагается выполнение функций электронногодеканата таких, как учет обучаемых и их успеваемости, формирование расписанийконференций, консультаций и т.п. В настоящее время системы управления АОСсоздаются на основе технологий порталов и мультиагентных систем.
/>Всистемах открытого образования и ДО целесообразно создание среды,потенциально способной интегрировать ресурсы различных АОС. Такую среду называютинформационно-образовательной средой (ИОС)открытого образования. Собственно ИОС, как объединение многих АОС, можнорассматривать как интегрированную АОС. Существует и другой взгляд на ИОС, кактолько на систему управления взаимодействием различных АОС. При этом используюттакже другие названия ИОС, например LearningManagement System (LMS),Training Management System (TMS), система управления учебным процессом.Очевидно, что создание ИОС возможно при наличии договоренностейобразовательного сообщества о структурах учебных материалов и об интерфейсахАОС (метаданных), выраженных в форме стандартов.
4.Электронный учебник
Полнофункциональный электронныйучебник (ЭУ)состоит из нескольких основных частей (рис. 1), к которым относятся:
/>· главная часть, вкоторой излагается содержание предмета, представленная в виде гипертекста с графическими иллюстрациями и, возможно, с аудио- ивидеофрагментами;
· тестирующаячасть, включающая контрольные вопросы, упражнения и задания для практическогоосвоения материала и самотестирования вместе с рекомендациями и примерамивыполнения заданий;
· толковыйсловарь;
· частозадаваемые вопросы и подготовленные ответы на них;
· описаниялабораторных работ, если в учебной программе такие работы предусмотрены,включая оригинальное программное обеспечение для выполнения этих работ.
/>
Рис. 1. Структура полнофункциональногоэлектронного учебника
Главная частьЭУ обычно или представляется в виде совокупности лекций (уроков), илиструктурируется с выделением разделов, глав, параграфов аналогично построениюкниг традиционной формы. Возможно также модульное построение ЭУ с возможностямиоперативной компиляции текста ЭУ из набора имеющихся модулей, что реализуется в интерактивныхэлектронных технических руководствах (ИЭТР) и в электронных прикладных энциклопедиях.
Тестирующаячасть может быть или сконцентрирована в виде задачника, или распределена поразделам и главам основного текста, или выражена в совокупности тестирующихмодулей.
Толковыйсловарь состоит из терминов в форме гиперссылок на соответствующие местаосновной части и кратких определений этих терминов (иногда определения могутотсутствовать).
Возможны триспособа организации лабораторных работ. Первый из них является традиционным, оноснован на использовании реального (физического) лабораторного оборудования,расположенного в учебном центре с явкой обучаемых в этот центр. Для этого вучебных планах и расписаниях лиц, обучаемых по дистанционным технологиям,должны быть выделены специальные сессии. Второй способ также основан наиспользовании физического оборудования, но с дистанционным доступом к нему спомощью телекоммуникационных технологий и специальных программно-аппаратных средств.Третий способ подразумевает выполнение экспериментов на ЭВМ в виртуальныхлабораториях с использованием математических моделей, реализованных в соответствующем программном обеспечении.
В описаниялабораторных работ должны быть включены, кроме необходимого теоретическогоматериала или ссылок на него, также контрольные вопросы, сведения обиспользуемом оборудовании и программно-аппаратном обеспечении, задание и формапредставления результатов.
К электроннымучебным материалам предъявляются как традиционные, так и специфическиетребования, порождаемые возможностями информационных технологий. Среди основныххарактеристик учебных материалов, к которым предъявляются традиционныетребования, выделяют следующие свойства:
· полнотаизложения, определяемая как соответствие принятой учебной программе дисциплины;
· доступностьизложения материала, соотносимая с уровнем предварительной подготовкиконтингента обучаемых, для которых материал предназначен;
· научностьсодержания, отражающая соответствие содержания современному состоянию ипоследним достижениям в соответствующей научной области;
· логичностьи последовательность изложения материала.
В своейсовокупности первые три свойства определяют адекватность учебного материалацелям его создания, т.е. адекватность отражает взвешенное компромиссноеудовлетворение требований полноты, доступности и научности.
Традиционностьназванных свойств не означает одинаковости степени их удовлетворения втрадиционных и компьютерных технологиях обучения. Так, возможность сравнительнолегкого обновления учебных материалов позволяет обеспечивать более высокуюстепень актуальности и отражения современного состояния предметных областей вЭУ по сравнению с традиционными печатными изданиями. Модульная структура ЭУспособствует оптимизации последовательности изложения материала.
Специфическимисвойствами ЭУ являются изобразительность, интерактивность, адаптивность,интеллектуальность.
Изобразительностьопределяется корректным выбором размера, типа и цвета шрифта, способомкомпоновки экранных страниц, уместным использованием графических иллюстраций ианимаций и т.п.
Интерактивность,т.е. наличие обратной связи в системе «ЭУ — пользователь», порождаетактивизацию познавательной деятельности обучаемых. Интерактивность проявляетсяпрежде всего при проверке усвоения обучаемым учебного материала, при выполнениилабораторных работ в средах интерактивных программных систем.
Адаптивностьподразумевает возможность создания индивидуализированных версий учебныхматериалов, учитывающих конкретные запросы и уровень предварительнойподготовленности обучаемого.
Интеллектуальность- свойство, превращающее ЭУ в партнера обучаемого, реагирующего на действияобучаемого и корректирующего его действия в процессе обучения. Очевидно, чтостепень интеллектуальности может меняться в широких пределах от подсказок привыполнении контрольных упражнений до имитации виртуальным собеседникомразумного поведения партнера, наставника, учителя.
Именно этисвойства являются положительными особенностями ЭУ. Важное значение дляповышения уровня изобразительности, интерактивности и интеллектуальности имеетприменение средств мультимедиа,т.е. комплексное использование различных форм представления информации (текст, графика, звук, видео, фото, кино) как статической, так идинамической совместно с возможностями интерактивной работы пользователей.Благодаря мультимедиа во многих дисциплинах повышается скорость и качествоусвоения учебного материала, поскольку при комбинированном воздействии на слухи зрение запоминается приблизительно половина информации, а при вовлеченииобучаемого еще и в активные действия, что и происходит при использованииинтерактивного мультимедиа, доля усвоенного материала достигает 75%.
/>К негативным сторонам использования ЭУ относят возможноеотрицательное влияние продолжительного общения с компьютером на здоровьепользователя. Существуют рекомендации, ограничивающие продолжительность сеансовработы учеников на компьютере. В связи с этим часто используют твердые копии электронныхучебных материалов в той их части, в которой отсутствуют интерактивные ианимационные фрагменты. При выводе материала на печатающееустройство на АОС возлагаются также функции компиляциииндивидуальных версий учебных пособий, если, конечно,АОС обладает свойством адаптивности. Наряду с печатными копиями, можновоспользоваться озвучиванием электронных изданий с помощью специализированнойпрограммы.
Использованиесовременных инструментальных средств расширяет возможности представленияучебного материала в нужной форме и облегчает работу студентов с созданнымиучебниками. Однако собственно работа авторов по подбору материалов и ихизложению, определяющая содержание учебника, остается традиционной. Врезультате традиционного подхода сроки написания учебников остаются излишне большими,а их содержание оказывается ориентированным на условия обучения, усредненные позапросам обучаемых и уровню их предварительной подготовки без учетаиндивидуальных особенностей каждого студента.
В то же времяпо большинству предметов в современной системе образования имеется несколькопособий разных авторов, изданных разными вузами, эти пособия текстуальноразличны, но по своему содержанию во многом дублируют друг друга. Адаптациясодержания пособий к конкретным запросам на образовательные услуги непредусматривается.
Создание ЭУна основе преобразования таких пособий не может в достаточной мереудовлетворить требования, предъявляемые к учебным материалам в современных АОС,прежде всего в сфере ДО. Значительные усилия приходится затрачивать на сопровождениекаждого учебника, особенно в динамично развивающихся приложениях. Причемвнесение в учебник изменений и дополнений в соответствии с авторским правомразрешается только самим авторам, что затрудняет адаптацию ЭУ к конкретнымусловиям применения.
Такимобразом, для современных ИОС характерны следующие противоречия.
· междуинформационными запросами пользователей и содержанием доступных ЭИ, посколькуадаптация и индивидуализация существующих ЭИ не предусматриваются.
· междудинамикой развития приложений и инерционностью создания ЭИ, посколькумодернизация учебника в процессе его сопровождения может выполняться лишьавтором и, как правило, сводится к написанию нового ЭИ (особенно отставаниесодержания учебников от современного уровня характерно для динамичноразвивающихся приложений, таких как информационные технологии);
· междуфинансированием и реальными затратами на написание ЭИ, поскольку очевиднабольшая трудоемкость создания «с нуля» множества учебников высокогокачества для имеющихся дисциплин;
· междуавторским правом и свободой использования фрагментов ЭИ в новых разработках;
· междупотребностями унификации лабораторных циклов и разнообразием прикладного ПО,имеющегося в лабораториях разных учебных заведений.
Разрешениюэтих противоречий должно способствовать использование новых технологий созданияЭУ и других ЭИ.
Такиетехнологии уже имеются. Они разрабатывались под разными названиями, но ихобъединяет общность ряда основных положений. Далее для этих технологий будемиспользовать объединяющее их название — технологии разделяемых единиц контента(ТРЕК). Основная идея ТРЕК выражается фразой: «Сложная система создаетсяиз компонентов, каждый компонент может быть использован многократно в разныхсоздаваемых системах». Эта идея плодотворно используется во многихприложениях, достаточно сослаться на компонентно-ориентированныетехнологии разработки программныхсистем или на технологии стандартных ячеек и блоков IP (Intellectual Property)в проектировании СБИС.
5.Электронные энциклопедии
Основу технологииразделяемых единиц контента (ТРЕК) составляют способструктурирования знаний предметной области (приложения),методы селекции структурных элементов и их упорядочения при синтезе конкретныхучебных пособий.
/>/>Созданию прикладной электроннойэнциклопедии предшествуетразработка онтологии приложения. Возникающие при этомзадачи напоминают аналогичные проблемы построения информационныхмоделей в видеприкладных протоколов STEP в автоматизированных промышленныхсистемах, хотя управление слабоструктурированными знаниями в системе обучения выглядит более сложной задачей, чем управлениефактографическими данными о промышленной продукции.
Структурированиезнаний при разработке онтологии заключается в выделении понятий (сущностей)приложения. Множество понятий образует тезаурус. Характеристика понятий,присущие им свойства и связи между понятиями описываются в статьях, называемыхмодулями (объектами, элементами образовательных ресурсов или разделяемымиединицами контента). Модули составляют предметную базу знаний. Множествапонятий и модулей вместе с соответствующей системой управления базой знанийобразуют прикладную электронную энциклопедию (ПЭЭ).
Разработкаконкретного учебного пособия начинается с выбора подмножества модулей изпредметной базы знаний. Выбор определяется заданной учебной программой иливыраженными в той или иной форме информационными потребностями пользователя сучетом результатов предварительного тестирования его готовности к восприятиюматериала. Далее из выбранных модулей формируется линейная последовательность ивыполняется адаптация формы материала к индивидуальным особенностям обучаемого.В процессе изучения материала по сформированному пособию должна быть обеспеченавозможность облегченной навигации по разным частям базы знаний.
Первойинструментальной средой для создания версий модульных учебников, адаптированныхпод конкретные запросы пользователей, была система CTS, созданная в начале 90-хгодов прошлого столетия в МВТУ им. Н.Э.Баумана. В дальнейшем ряд идей концепциимодульных учебников и ПЭЭ был воплощен в документе SCORM (Shareable ContentObject Reference Model) организацией ADL, созданной в 1997 г. Министерством обороны и Департаментом науки и технологии США.
Параллельно сразвитием ТРЕК получает распространение технология сбора в корпоративном сервере информации и ее свободногоредактирования пользователями, названная технологией wiki. На ее основе врамках проекта Wikipedia в Internet уже начато создание энциклопедий поразличным отраслям знаний с участием в качествеавторов и редакторов всех желающих. Этот проект существует с января 2001 г. Русскоязычная часть энциклопедии Wikipedia к концу 2003 г. содержала уже 1275 статей. Несмотря на то, что обе технологии ТРЕК и wiki направлены на создание баз знаний ввиде энциклопедий, между ними имеются существенные различия как по целевомуназначению, так и по подходам и методам накопления и использования знаний.Бесконтрольно наполняемая wikipedia не имеет средств и не годится длякомпиляции из ее статей учебных пособий.
Прикладнаяэлектронная энциклопедия может соответствовать одной учебной дисциплине илигруппе дисциплин, представляющей более объемное приложение, а учебный модульили SCO (Shareable Content Object) определенной теме или понятию (сущности),рассматриваемых в этой дисциплине или приложении.Например, модуль может содержать материал, соответствующий содержанию одногопараграфа или части параграфа традиционного учебника.
Для каждойтемы в энциклопедии желательно иметь несколько альтернативных модулей в целяхобеспечения адаптации к конкретным условиям обучения. Модули могут различатьсяметодическими особенностями, подробностью и стилем изложения материала,ссылками на те или иные примеры и т.п. В модуле могут быть выделеныэлементарные части контента, соответствующие определенной педагогической целиили некоторому аспекту описания. Примерами элементов могут быть краткоеопределение понятия, неформальное описание объекта или процесса, формальноеописание, доказательство, примеры, контрольные упражнения и задания, справочныйматериал, историческая справка и т.п.
Сопровождениеэнциклопедии заключается в разработке и добавлении новых модулей, вкорректировке или устранении устаревшего материала. Сопровождение возможно нетолько заранее определенным кругом авторов, но и пользователями, создающимисвои версии ЭУ. Следовательно, появляются два вида авторов — авторы модулей иавторы-составители конкретных версий ЭУ.
Системауправления ПЭЭ предназначена для поддержки процедур синтеза учебников и пособийи выполнения функций по сопровождению тезауруса и базы модулей. Перечислимосновные функции системы управления ПЭЭ.
1. Поиск иустранение циклов. МодельюПЭЭ является направленный граф,вершины которого соответствуют модулям, а ребра входам и выходам модулей.Наличие цикла в графе свидетельствует о нелогичности изложения материала — вконечном итоге некоторое понятие определяется через само себя. Системауправления должна обнаруживать такие циклы и выдавать рекомендации по ихустранению.
2. Упорядочение модулей.После устранения циклов упорядочение может быть выполнено с помощью ранжирования вершин графа и примененияэвристических критериев в неоднозначных ситуациях.
3. Простановкагиперссылок. Это может быть выполнено, например, путем сопоставления терминов втексте с терминами тезауруса.
4. Выборсинонимов и обозначений. Система автоматически заменяет синонимы и обозначениявеличин на основной вариант, предлагаемый в тезаурусе, или на вариант,указанный пользователем.
5. Выбормодуля при наличии дублей. Критериями выбора могут быть такие атрибуты модуля,как автор, тип, дата последнего изменения.
6. Интерфейсс пользователем — навигация по тезаурусу, отображение совокупности терминов изтезауруса, отобранных пользователем и т.п..
7.Формирование супермодулей, т.е. модулей верхнего уровня, представляющих собойтипичное для приложения сочетание модулей нижнего уровня. В дальнейшем длясупермодуля формируются метаданные и он может использоваться наравне сисходными модулями нижнего уровня.
8. Управлениеверсиями учебника, ведение словарей.
9.Согласование форматов данных, регистрация модулей и др.
/>Интерфейс модуля(метаданные) представляет собой спецификацию, включающую интерфейсные ирегистрационные атрибуты.Интерфейсные атрибуты служат для согласования данного модуля с другими модулями в составе компилируемых версий учебных пособий и включаютсписки терминов, используемых в модуле. Особо выделяются термины,соответствующие понятиям, определяемым в модуле. Такие термины называютсявыходными (выходами модуля). Используемые, но не определяемые в модуле терминыявляются входными (входами модуля). Примерами регистрационных атрибутов могутслужить имена авторов модуля, даты внесения изменений, данные о сертификациимодуля и т.п.
Отметимосновные преимущества ПЭЭ:
1)существенное упрощение и ускорение разработки новых учебных пособий,соответствующих новым достижениям науки и техники, изменившимся запросампромышленности, потребностям новых нарождающихся дисциплин и т.п., посколькузначительная часть нового пособия может покрываться имеющимися модулями;
2) легкостьсопровождения сетевых учебников, поскольку локальные преподаватели могутсамостоятельно вносить изменения, создавая свои версии пособий путем замены илидобавления модулей, в том числе модулей собственной разработки;
3) расширениевозможностей оптимизировать информационную поддержку выбранной студентамитраектории обучения в системах открытого образования.
Для поддержкиПЭЭ в ее системе управления необходимо иметь средства автоматическогоформирования интерфейсов на основе тезаурусов и согласования модулей в составеверсий на основе интерфейсных атрибутов.
Тезаурусвыражает разработанную онтологию приложения. Одна строка тезаурусасоответствует одному понятию (сущности, термину) приложения и включаетследующие данные:
понятие;краткое определение; [список синонимов];
[рекомендуемыеаббревиатура или обозначение]; список входов;
/>список URL. (4.1)
Список входовсодержит ссылки на понятия, которые используются для определения данногопонятия. Список URL включает ссылки на модули энциклопедии, в которых данноепонятие определяется. Списки синонимов, аббревиатуры и обозначения нужнысистеме управления для согласования модулей, разработанных разными авторами,при их включении в компилируемое учебное пособие. Квадратные скобки в (4.1)обозначают необязательность соответствующего элемента строки.
Следуетразличать несколько вариантов энциклопедий для одного и того же приложения (рис.4.3). Базовая версия вместе с созданными на ее основе ЭИ находится подконтролем некоторого Центра. В филиалах Центра базовая версия можетрасширяться, корректироваться, образуя локальные версии. Локальные версиииспользуются для синтеза ЭИ, адаптированных под запросы конкретного контингентаобучаемых. Наконец, конечные пользователи могут как использовать ЭИ,рассылаемые филиалами, так и создавать свои версии (аналоги конспектов лекций).
/>
Рис. 1. Версии учебников на базе электроннойэнциклопедии
Структурирование знаний и базучебных материалов в виде ПЭЭ является первым, но весьма полезным шагом на путидальнейшей интеллектуализации АОС. Будущие системы будут способны в средевиртуального учебного класса вести диалог с обучаемым, определять его текущиепотребности и автоматически формировать порции учебного материала,удовлетворяющие эти потребности. Создание первых ПЭЭ приближает появлениеинтеллектуальных АОС.
6.Википедия
Википедия (Wikipedia) — общедоступная, свободнораспространяемая многоязычная энциклопедия, развиваемая в Internet. Википедия была создана в 2001 г. вначале как англоязычная электроннаяэнциклопедия, позже появились разделы на других языках, в томчисле на русском. Проект сопровождает американский фонд Викимедиа (WikimediaFoundation Inc).
Цель проекта— создание свободной от авторских ограничений энциклопедии на всех языках Землис привлечением широкого круга авторов. Википедия — это мир, в котором каждыйчеловек на планете имеет свободный доступ к сумме всех человеческих знаний.Любой пользователь имеет возможность внести изменения и дополнения в текстыопубликованных в энциклопедии статей. Википедия приобрела популярность средипользователей Internet.
Википедиястала одной из самых больших энциклопедий мира. По состоянию на июль 2004 годатам было 300 000 статей, а в 2008 г. -уже 11 миллионов статей на 265 языках.
Списоклитературы
1. Башмаков А.И., Башмаков И.А.Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. — М.: «Филинъ»,2003.
2. Норенков И.П., Зимин А.М.Информационные технологии в образовании. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2004.
3. Информатизация образования:направления, средства, повышение квалификации / Под ред. С.И. Маслова. — М.:Изд-во МЭИ, 2004.
4. А.А. Андреев ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ. — aqua.iefb.agtu.ru/dist/Biblio/Dissert/dissert_Andreev/br/ogl-b.htm
5. Норенков И.П. Концепция модульногоучебника // Информационные технологии, 1996, № 2.
6. Норенков И.П. Технологииразделяемых единиц контента для создания и сопровожденияинформационно-образовательных сред // Информационные технологии, 2003, № 8.