автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Технология создания электронных обучающих систем

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

И ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОННАЯ КНИГА.

1.1. Электронная книга - приложение гипертекстовой технологии.

1.2. Электронный учебник - частный случай электронной книги и программный продукт.

1.3. Электронный учебник - объект интеллектуальной собственности.

1.4. Учебник - средство обучения.

ГЛАВА 2. ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОННОГО

УЧЕБНИКА.

2.1. Принципы построения основных структурных элементов электронного учебника.

2.2. Требования, предъявляемые к учебникам.

2.2.1. Основные дидактические требования, предъявляемые к программным средствам образовательного назначения

2.2.2. Принципы педагогической целесообразности использования программных средств образовательного назначения в учебном процессе.

2.2.3. Критерии соответствия программных средств образовательного назначения возрастным особенностям учащихся и санитарным нормам работы с вычислительной техникой.

2.2.4. Критерии индивидуализации обучения с использованием программных средств образовательного назначения.

2.2.5. Критерии организации информации программных средств образовательного назначения.

2.3. Международные стандарты в сфере технологий обучающих информационных систем.

2.4. Средства разработки электронных учебников.

2.4.1. Стандартные универсальные оболочки.

2.4.2. Авторские средства разработки.

2.4.3. Языки программирования.

2.4.4. Универсальные языки высокого уровня.

ГЛАВА 3. КЛЮЧЕВЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ

ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ.

3.1. Алгоритмы создания гипертекста ЭУ.

3.2. Принципы дизайна ЭУ.

3.3. Принцип разделения модулей ЭУ.

3.4. Принцип невозможности существования универсальной оболочки для разработки электронных учебников

3.5. Принципы построения защиты ЭУ.

Актуальность

Современные информационные технологии в своем развитии достигли той точки, когда они стали доступными для освоения и использования в повседневной работе практически любому - от школьника до профессионала. Одной из наиболее легких в освоении является технология построения гипертекстов. Простота концепции гипертекста обуславливает и формальную простоту общепринятой технологии создания гипертекстов. Имея простейшую систему построения гипертекстов можно быстро собрать из одного или нескольких текстовых файлов гипертекст и получить электронный вариант текста. Но в силу этой простоты очень легко делать продукты с низким качеством.

Современная политика образования, а также определенные социально-экономические условия породили ситуацию, когда на рынке появилось большое количество учебной литературы низкого качества, в т.ч. электронных учебников. Практически все электронные учебники построены по гипертекстовой технологии. Гипертекст обладает определенной семантической сетевой структурой. При многочисленном просмотре, если гипертекст используется как учебник, эта структура будет сильно влиять на структуру знаний пользователя по данному вопросу.

Данный факт не может не сказаться на качестве создаваемых учебников в электронном виде, большинство из которых сводится к электронной (машиночитаемой) копии бумажной версии документа с элементарной расстановкой гиперссылок. Однако, в данном случае выпадает из внимания следующий момент: учебник не может заменить учителя, излагающего материал в определенной последовательности, проводя промежуточный контроль и множество практических заданий, предлагая упражнения не только по изучаемой теме, но и задания повышенной сложности, рассчитанные на «продвинутых» учеников.

По этой причине, автор поставил перед собой задачу разработки более усовершенствованной, научно обоснованной технологии создания электронных учебников, в которой разработчик имел бы больше возможностей управлять внутренней семантической структурой, больше возможностей влиять на качество получаемых систем. Кроме того, знание технологии создания электронных учебников поможет сократить временные затраты и оптимизировать усилия коллектива разработчиков данного вида программных продуктов. Знание аспектов правовой защиты электронных учебников позволит избежать нарушений авторских прав разработчиков.

Новизна

На сегодняшний день идет активный процесс по созданию обучающих программ в гипертекстовой форме и их активное распространение, а также попытки внедрения в учебный процесс. Однако нет единого стандарта на построение электронных учебников, нет механизмов их правовой защиты, нет единых критериев, по которым определяется качество электронных учебников. А это, в свою очередь, порождает великое разнообразие низкокачественных программных продуктов, где каждый автор клонит дизайнерскую линию создания программы в свою сторону. Кроме того, накладывает свой отпечаток тот факт, что процесс создания гиперссылок - зачастую процесс неупорядоченный, а значит, в логике переходов по гиперссылкам очень легко запутаться. В результате - множество программ, в которых разобраться очень тяжело. Новизна исследования будет состоять в выработке рекомендаций по построению гипертекста электронного учебника и внутренней организации его структуры.

Цель работы

Целью данной работы ставится создание принципов построения электронных учебников, выработка практических рекомендаций по созданию научно обоснованной структуры электронного учебника, которая является одной из распространенных информационных систем.

Задачи

В ходе работы решаются следующие задачи:

1. Исследование применяемых на практике общих технологий построения электронных учебников. Практическое освоение перспективных технологий и формулирование системы идей, моделей, технологических шагов, вспомогательных средств.

2. Разработка типовой технологической схемы создания электронного учебника.

3. Создание конкретных электронных учебников с целью отладки на конкретных примерах правильности предлагаемых решений.

4. Приведение предлагаемой модели в соответствие с современными достижениями (как в области образовательной деятельности, так и в области психологии обучения, размещения и формата представления различных форм информации, разработки программных продуктов), а также со стандартами.

Теоретическая значимость

Созданы научно обоснованные принципы построения важных для процессов образования и обучения информационных систем - электронных учебников с использованием современных технологий, достижений психологии обучения и стандартов образовательной деятельности.

Практическая значимость

Результаты данной работы будут являться рекомендациями по созданию электронных учебников. Они помогут разработчикам электронных учебников в оформлении своих программных продуктов повысить эффективность их работы, а также будут способствовать внедрению высококачественных электронных учебников в активное их использование.

Апробация

Программный продукт «Охрана интеллектуальной собственности в России» был апробирован в учебном процессе в Тамбовском государственном университете им. Г.Р.Державина, участвовал в конкурсе программных продуктов по ТГУ в 2000 году (http://tsu.tmb.ru/ru/conkurs/inteI/index.html), а также зарегистрирован в Информационно-библиотечном фонде Российской Федерации (per. №50200100442). О О

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Развитие компьютерной техники, ее проникновение во все сферы жизнедеятельности человека, в том числе и в образование, порождение неизбежное появление нового вида учебника - электронного. Электронные учебники получают все большее распространение, тем не менее, нет четких правил их создания, нет алгоритма разработки высокоэффективных учебников, которые действительно помогут учащимся лучше усваивать материал. Кроме того, нет четкого определения понятия «электронный учебник», что значительно затрудняет постановку целей при его создании.

2. В работе проанализированы отечественные и зарубежные стандарты на программные продукты учебного содержания. Приведены различные точки зрения на электронную книгу, перспективы ее развития, прогнозы дальнейшего развития электронных книг как одной из стремительно развивающихся информационных технологий.

3. Проведенный экспертный опрос показал высокую эффективность применения электронных учебников в учебном процессе. Выявлены основные плюсы и минусы от использования электронных учебников. Учтены пожелания, касающиеся программной реализации, простоты использования и проблематики использования электронных учебников преподавании.

4. При анализе структуры электронного учебника выделены основные элементы, показаны виды и типы тестов, контрольных упражнений, вопросов, а также рассмотрены способы подачи учебного материала.

Предложена схема внутренней организации учебного материала, сформулированы принципы построения обучающей и контролирующей частей электронного учебника.

5. В результате работы сформулирована и обоснована схема построения гипертекста электронного учебника, позволяющая строить гиперссылки, предельно понятные для любого обучаемого. Проведена серия экспериментов, позволяющая утверждать, что применение электронных учебников значительно повышает качество усвоения изучаемого материала по сравнению с традиционными, бумажными учебниками. Разработан и внедрен в учебный процесс гипертекстовый учебник, построенный на основе предлагаемых принципов. Учебник прошел опытную эксплуатацию, принял участие в конкурсе программных продуктов, получил высокую оценку преподавателей и студентов, использующих его в своей работе. Учебник зарегистрирован в Отраслевом фонде алгоритмов и программ Государственного координационного центра Министерства образования России.

6. Впервые предложены принципы защиты информации, содержащейся в электронном учебнике. Сформулированы и классифицированы основные виды информационных угроз, возникающих в процессе эксплуатации, хранения и разработки учебных компьютерных программ. Практическая реализация принципов правовой защиты показала их высокую эффективность и оправданность. О О

1. Алхазашвили Д. // Компьютер в школе, №4, 2000 г.

2. Антопольский А. Б., Вигурский К. В. Концепция электронных библиотек // Электронные библиотеки.— М., 1999.— Т. 2, вып. 2.

3. Батурин Ю.М., Жодзишский A.M. Компьютерная преступность и компьютерная безопасность. М.: Юридическая литература, 1991. - 160 с.

4. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов. М: Высшая школа, 1989

5. Брусиловский П.Л. Адаптивные обучающие системы в World Wide Web: обзор имеющихся в распоряжении технологий.

6. Василенко Г.А., Р.С.Гиляревский. Электронная книга (pro и contra): взгляд из интернета. М.: Вестн. Моск. ун-та. Сер 10. Журналистика, 2001. №6

7. Владимирский Б.М., Тамбиев А.Э., Тугой И.А. Учет индивидуальных особенностей обучающихся при создании и работе с электронными учебниками. // Материалы конференции «Информационные технологии в образовании». М.:2001 г.

8. Вострокнутов И.Е. Теория и технология оценки качества программных средств образовательного назначения. М.: «Госкоорцентр информационных технологий», 2001. - 300 с.

9. Гайкович В.Ю., Ершов Д.В. Основы безопасности информационных технологий. М., 2002

10. Гайкович В.Ю., Першин А.Ю. Безопасность электронных банковских систем. М: Единая Европа, 1994. - 363 с.

11. Галеев И.Х. Курс лекций «Системы искусственного интеллекта», 2000

12. Галеев И.Х. О систематизации учебных компьютерных средств

13. Герр Р. Обаяние бумаги (Специально для PC Magazine/RE на CD-ROM). 1998. 11 янв.; http://www.arsis.ru/cd/win/pcmaged.htm

14. Глухов В. А. Исследование, разработка и по строение системы электронной доставки документов в библиотеке: Автореф. дис.— Новосибирск, 2000.— 18 с.

15. Глухов В. А., Лаврик О. Л. Электронная доставка документов.— М.; ИНИОН РАН, 1999.— 132 с.

16. Гутгарц Р.Д., Чебышева В.П. Компьютерная технология обучения. // Информатика и образование, 2000, №5, стр. 44-45

17. Долинер Л.И., Пашкова P.P., Данилина И.И. Компьютерные технологии в образовании. Екатеринбург: УГЛИ, 1993. - 120 с.

18. Домарев В. Защита информации и безопасность компьютерных систем. Диасофт, 1999.

19. Дубенский В.В. Опыт создания и использования компьютерных обучающих программных комплексов в обучении и контроле знаний студентов: Дипл. раб. М.: Госкоорцентр Минобразования РФ, 2002. - 31 с.

20. Дубенский В.В., Копытова Н.Е. Гипертекст: Уч.пособие. Тамбов, 1999.-69 е.: ил.

21. Зима В.М. и др. Защита компьютерных ресурсов от несанкционированных действий (учебное пособие). СПб.: Военная инженерно-космическая академия им. А.Ф.Можайского, 1997.

22. Кампэйн Д. Текст должен быть на бумаге / http://www.intellectual-capital.ru/iss2-21/iccon21 http://www-alt.ustu.ru/cnit/rcnit/inftechn/ellit/

23. Краснова ГЛ., Беляев М.И., Соловов A.B. Технологии создания электронных обучающих средств. М., МГИУ, 2001,224 с.

24. Маров М., 3D-Studio МАХЗ: Энциклопедия. СПб.: РАЕН, 1998

25. Махмутов М.И. Урок: типология, структура, анализ. // Советская педагогика. 1988 г. - №2. с.24-26.

26. Мельников В.В. Защита информации в компьютерных системах. М.: Финансы и статистика, 1997.

27. Милославская Н.Г. Интрасети: доступ в Интернет, защита (учебное пособие). М.: ЮГИТИ-ДАНА, 2000.

28. Мошков М. Что вы все о копирайте. Лучше бы книжку почитали (Библиотеке копирайт не враг). 3 июля 1999 / http:/lib.ru/COPYRIGHT/ computera.txt

29. Мультимедийный учебник. Поиски жанра// Компьютер Пресс», №9, 1998

30. Охрана интеллектуальной собственности в России. №1743 // Компьютерные учебные программы и инновации. — 2002. №2. - С.35

31. Петров А. Н., Еременко Г. О., Глухов В. А. Научная электронная библиотека: некоторые итоги и перспективы // Научный сервис в сети Интернет: Тез. докл. Всерос. науч. конф. 20-25 сент. 1999 г., Новороссийск.— М.: Изд-воМГУ, 1999.—С. 54-55.

32. Питц-Моултис Н., Кирк Ч. XML: Пер. с англ. СПб, БХВ-Петербург, 2000.-736 с

33. Потопахин В.В. О технологии разработки системы автоматизированного контроля знаний // Компьютерные учебные программы и инновации. №1. 2002 г. с.51-57.

34. Пушков А.И. Как создать мультимедийное приложение // Мир ПК. 1997, №12

35. Разработка электронных учебных изданий: Справ. Пособие. Пенза: Изд-во Пенз. Технолог. Ин-та, 2001

36. Роберт И.В. Экспертно-аналитическая оценка качества программных средств учебного назначения. // Педагогическая информатика. 1993. - №1. -с.54-62.

37. Рожкова Г.И., Николаев И.П., Диметман A.M. Бинокулярная борьба при монокулярном наблюдении однородного поля и стабилизированных изображений. // Физиология человека, 1985. Т.Н. №3.C.360-367.

38. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях. М.: Радио и связь, 2001. - 376 с.

39. Романов А.Н., Торопцов B.C., Григорович Д.Б. Технология дистанционного обучения в системе заочного экономического образования. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 303 с.

40. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.4.7.702-98 «Гигиенические требования к изданиям учебным для общего и начального профессионального образования».

41. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Госкомсанэпидемнадзор России, 1996.

42. Сборник нормативных документов по экспертной оценке качества программных средств образовательного назначения (руководящий материал для экспериментальных площадок). М.: Госкоорцентр Минобразования РФ, 2001.-120 с.

43. Сергеева Т., Чернявская А. Дидактические требования к компьютерным обучающим программам. // Информатика и образование. 1988. - №11. -с. 48-51.

44. Сергин В. Мозг как вычислительная система. // Информатика и образование . 1987. - №6, с.99-104

45. Советский энциклопедический словарь. 3 издание. М.: Сов. энциклопедия, 1985.

46. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: учебное пособие. Самара: СГАУ, 1995

47. Солод Г.И. Основы квалиметрии. М.: МГИ, 1991.

48. Сюнтюренко О. В. Электронные информационные ресурсы: проблемы создания и использования // Научный сервис в сети Интернет: Тезисы докладов Все-рос. науч. кояф. 20-25 сент. 1999 г., Новороссийск.— М.: Изд-во МГУ, 1999.—С. 3-9.

49. Форум по проблемам компьютерного образования (http://ifets.ieee.org/ russian/)

50. Хартли P.B.JI. Передача информации, 1928 г. В кн. Теория информации и ее приложения. // под ред. А.А.Харкевича. М.: Физматгиз, 1959. - 310 с.

51. Хеслоп Б., Бадник JI. HTML с самого начала. СПб.: Питер, 1997.

52. Хофман Л.Дж. Современные методы защиты информации: Пер. с англ.-М. Сов. радио, 1980. 246 с.

53. Христочевский С.А. Электронные мультимедийные учебники и энциклопедии. // Информатика и образование, 2000, №2, стр. 70-77

54. LearningSpace Instructor's Guide. Lotus Development Corporation. 1999