4 курс (заочка) / Лекции / 1, 2 лекции МИС

Пользователь манипулирует представленными или сгенерированными в процессе взаимодействия с ЭУМ объектами и процессами. Учебные цели не внедрены в контент, т.е. пользователю не навязывается последовательность действий, которая заведомо приведет к заданному результату.. На любом шаге позволяется сделать любой выбор и далее производить следующие шаги до получения некоторого результата. При этом ни один выбор не квалифицируется как неверный. Учащемуся предоставляется возможность самостоятельно убедиться в практической полезности полученного конечного результата и/или получить итоговую оценку результативности своих действий. Разумеется, не исключен и такой вариант, что при всем старании учащемуся задачу решить не удастся и учебная цель достигнута не будет. Это необходимый компонент широко известного метода «проб и ошибок».

Понятно, что с точки зрения данного пользователя исследовательские формы взаимодействия возможны только при наличии иных, кроме него самого, источников событий. Таким образом, необходимым условием исследовательских форм взаимодействия контентом является наличие моделеров и/или, по меньшей мере, еще одного пользователя, одновременно влияющего на данный контент. Достаточным условием отнесения к исследовательским формам взаимодействия с контентом является недетерминированность действий пользователя при манипуляциях с представленными объектами/процессами, состояние которых в результате взаимодействия может быть весьма многообразно.

В случае многопользовательского контента важно подчеркнуть, что нас интересует взаимодействие пользователей с общим электронным контентом, но не между собой, поскольку любой межличностный диалог заведомо можно отнести к исследованиям. Многопользовательский интерактивный контент реализует исследовательские формы взаимодействия как с помощью моделеров, так и путем оценки совокупных действий пользователей, инициирующих те или иные события.

Понятно, что коль скоро все возможные действия пользователя определить затруднительно, перечислить исследовательские формы взаимодействия списком вряд ли возможно. Однако можно привести примеры, обозначающие концептуальные особенности форм взаимодействия IV уровня.

1. Генерация оригинальных интерактивных композиций.

Предполагает использование конструктора со значительным количеством различных элементов, которые могут быть объединены в некоторую (одну из многих возможных) систему произвольными способами (связями). Работоспособность, практическая пригодность, функциональность, полезность созданной системы рассматриваются в качестве критериев для положительной или отрицательной оценки учебного результата.

2.Исследование сложных объектов/процессов и/или взаимозависимости разных объектов методами имитационного моделирования.

Предполагает наличие в ЭУМ моделера, использующего несколько независимых входных переменных, каждая из которых может изменяться в заданном диапазоне или множестве значений. Зависимость выходных параметров (характеристик) от входных должна отражаться в изменениях аудиовизуального представления изучаемых объектов/процессов. Наличие моделеров для нескольких объектов позволяет исследовать их взаимное влияние. При этом каждый моделер описывает

71

состояния/характеристики определенного учебного объекта (группы объектов) в зависимости от состояния/характеристик другого моделируемого учебного объекта и реакций пользователя.

3.Многовариантное взаимодействие с объектами/процессами в виртуальном пространстве с программной генерацией адекватных ответных реакций.

Предполагает наличие моделеров, отслеживающих действия пользователя в трехмерном синтезированном или реалистическом панорамном пространстве. Всевозможные действия пользователя мониторятся моделерами, генерирующими адекватные реакции, представляемые в аудиовизуальных форматах.

4.Взаимодействие со сложными многофакторными системами, представляющими собой сегменты виртуальной реальности.

Предполагает наличие в ЭУМ тематического симулятора (тренажера), имитирующего фрагмент реальности и обеспечивающего отработку/подтверждение умений и компетенций в рамках данного тематического элемента или совокупности тематических элементов, в том числе – из разных предметных областей. Моделируется множество связанных объектов и процессов как автономно, так и во взаимодействиях. ЭУМ должен обеспечивать представление исходных данных и результатов в аудиовизуальных форматах, адекватных фрагменту реальности.

5.Совместная деятельность группы пользователей в общем рабочем пространстве путем согласованного взаимодействия с представленными объектами/процессами, в том числе

– посредством аватаров.

Предполагает взаимодействие пользователя как с партнерами в режиме on-line, так и с объектами/процессами контента, поддерживаемыми моделерами. Общее рабочее пространство может быть представлено в 2D/3D виде, взаимодействие с объектами/процессами в 3D пространстве осуществляется путем управления аватаром – объектом, представляющим пользователя в виртуальном мире. Действия пользователей согласуются и результаты (в том числе − ответные реакции интерактивного контента) обсуждаются с помощью on-line коммуникаций.

Коренное отличие форм взаимодействия IV уровня от других формализуется с помощью понятия предопределенности. Формы I–III уровней являются детерминированными – все варианты действий пользователя заранее просматриваются, имеется только одно решение, которое считается верным.

Формы IV уровня − недетерминированные. Манипуляции пользователя с объектами и процессами могут быть произвольными, в том числе реализующими метод «проб и ошибок». При создании ЭУМ определены только исходные элементы контента и параметры/характеристики процессов. Поскольку большинство изучаемых объектов и процессов в этом случае поддерживается нетривиальными моделями, определить заранее все результаты действий пользователя в аудиовизуальном представлении или предугадать все возможные комбинации его ошибок не представляется возможным.

72

3.2. Мультимедийность контента

Как уже отмечалось, возможности организации интерактива в значительной степени предопределены количеством медиаэлементов и медиакомбинаций, используемых в данном электронном контенте. В электронных учебных модулях открытой образовательной модульной мультимедиа системы возможно использование любых медиаэлементов, медиакомбинаций и медиакомпозиций.

Для каждого из известных сегодня медиаэлементов и распространенных медиакомбинаций ОМС-плеер поддерживает минимум два наиболее популярных формата (см. Приложения). Причем появление новых решений, обусловленное, например, развитием методов компрессии цифровых аудиовизуальных материалов, систематически отслеживается, и наиболее удачные добавляются к списку поддерживаемых ОМС-плеером форматов.

Соответственно, в контенте ЭУМ можно построить любые оригинальные мультимедиа композиции. Однако, некоторые популярные решения нет смысла копировать, разумнее использовать технологии и программные продукты сторонних производителей, включая их в программное окружение ОМС-плеера. К таким решениям относятся, например, виртуальные панорамы. Для их реализации в программное окружение включаются плееры сторонних производителей, а в ОМСплеер добавляются соответствующие интерфейсы.

Важно отметить, что работа по развитию программного обеспечения пользователя ОМС ведется постоянно как в части поддерживаемых форматов, так и в части использования программных продуктов сторонних производителей. Так, поскольку QuickTime-player не имеет версии для операционной системы Linux, в кроссплатформенной версии ОМС-плеера интерфейсные решения будут в 2010 г. расширены для использования полноценного аналога с тем, чтобы виртуальные панорамы в ЭУМ по-прежнему могли быть реализованы минимум в двух технологиях.

Таким образом, мультимедиа содержание электронных учебных модулей ОМС не ограничено ни техническими, ни технологическими рамками: можно использовать любые известные сегодня мультимедиа компоненты для построения произвольных мультимедиа композиций. Более того, открытая архитектура клиентской части программной среды ОМС обеспечивает расширение функционала для использования новых перспективных решений.

3.3. Модифицируемость ЭУМ

Одно из наиболее важных свойств электронного учебного модуля ОМС заключается в том, что он открыт для модификаций – внесения изменений, дополнений, полной модернизации. ЭУМ, как и любой компьютерный продукт, состоит из программ и данных. Соответственно, открытость модуля обеспечивается, если его программная часть представлена в исходных текстах, а данные доступны для редактирования.

В компьютерном сценарии (scenario) ЭУМ используется интерпретируемый язык JavaScript и XML-разметка, данные – мультимедиа компоненты − представлены преимущественно в виде простых медиаэлементов, так что условия открытости выполняются априорно.

У пользователя имеется несколько возможностей вмешаться в контент модуля:

73

1.Самый простой способ внесения изменений – замена (редактирование) содержимого файлов в папке DATA/components (см. рис. 2.3) без изменения имен и форматов файлов. При этом сохраняется структура сцен и методы организации интерактива в данном ЭУМ, но изменяется (корректируется) его учебное содержание;

2.Другой уровень возможностей предоставляется пользователям, владеющим расширенным языком разметки XML: изменение содержимого папки DATA/scene позволяет перестроить сцены ЭУМ (заменить или вставить новые медиаэлементы, изменить композиции учебных объектов) и установить новые правила реакций на действия учащегося (изменить организацию интерактива);

3.Наибольшие возможности имеются у пользователей, владеющих JavaScript и изучивших правила его применения в рамках технологии открытого сценария OST (см. приложение 3). В этом случае речь может идти о создании практически любого нового ЭУМ, в том числе с включением фрагментов прототипа.

Свысокой вероятностью можно предположить, что чаще всего будут использоваться возможности внесения изменений/модернизации ЭУМ первого и второго уровней сложности. Подобные операции доступны большинству пользователей, не имеющих опыта программирования. В ряде случаев не требуется даже навыков работы с соответствующим редактором – достаточно сохранить прежнее имя файла с новым содержимым с тем, чтобы произвести замену в ЭУМ с соблюдением имени и формата. Кроме того, стоит напомнить, что инструментарий непрофессионального разработчика (см. раздел 2.5) позволяет проводить модификации второго уровня сложности пользователям, не владеющим XML.

Модифицируемость ЭУМ имеет большое значение для положительного восприятия новых учебных материалов педагогическим сообществом, является залогом успешного внедрения ЭОР нового поколения в образовательный процесс и упрощает процедуры модернизации учебного контента в будущем.

Другое достоинство открытых ЭУМ проявляется при поиске практических решений проблемы личностно-ориентированного обучения, требующего значительного количества вариативных модулей. Очевидно, что создание вариативов не может быть только федеральной задачей. Заполнить несколькими слоями вариативов массив совокупного контента ОМС по всем предметным областям в рамках госзаказа нереально. Поэтому возможность самостоятельной модификации федеральных ресурсов, создания на их основе вариативов, отвечающих запросам конкретного образовательного учреждения, имеет исключительно важное значение. Необходимо только напомнить, что после модификации ЭУМ пользователь должен внести изменения, отражающие авторство нововведений, в метаданные модуля.

3.4. Кроссплатформенность ЭУМ

Кроссплатформенность обычно понимают как полнофункциональную работоспособность на различных программно-аппаратных платформах.

74

Проблема разнообразия аппаратных комплектаций у различных пользователей традиционно решается путем указания минимальных требований к компьютеру. Для открытой образовательной модульной мультимедиа системы минимальные требования следующие:

•тактовая частота процессора не ниже 1 ГГц;

•объем оперативной памяти не менее 256 Мбайт;

•объем памяти видеокарты не менее 64 Мбайт (nVidia GeForce 4, ATI Radeon 8500 и др.);

•монитор XGA с разрешением не ниже 1024 х 768;

•наличие звуковой подсистемы в стандарте AC’97.

Таким требованиям удовлетворяет практически любой персональный компьютер, выпущенный после 2002 года.

Вторая базовая составляющая программно-аппаратной платформы – операционная система. До настоящего времени наиболее распространенной в образовательных учреждениях и у отдельных пользователей была система MS Windows. Однако, в связи с принятыми решениями об использовании в образовательных учреждениях отечественного программного обеспечения на базе Linux, ситуация меняется: вопрос кроссплатформенности ЭУМ ОМС требует дополнительного внимания.

Кроссплатформенность компьютерных продуктов определяется преимущественно входящими в их состав программными компонентами. Основная проблема заключается в том, что компиляция одного и того же исходного текста для разных операционных систем даёт отличающиеся исполняемые коды. Одно из решений проблемы – использование интерпретируемых языков программирования. В этом случае продукт содержит исходный текст программы, а ее исполнение берет на себя программа-интерпретатор непосредственно на данной платформе.

В основу архитектуры электронного учебного модуля ОМС заложен принцип кроссплатформенности: scenario ЭУМ использует интерпретируемый язык JavaScript и независящую от платформы XML-разметку. Необходимым условием воспроизведения ЭУМ на определенной платформе является соответствие минимальным аппаратным требованиям, достаточным условием – инсталляция программного обеспечения «ОМС-клиент» в среде данной операционной системы. Таким образом, архитектура электронного учебного модуля в открытой образовательной модульной мультимедиа системе изначально является кроссплатформенной.

Однако следует отметить наличие потенциальных опасностей, приводящих к невозможности воспроизведения ЭУМ в среде той или иной операционной системы. Одну из таких опасностей представляют моделеры, написанные на компилируемых языках программирования. Вторая опасность связана с программным окружением ОМС-плеера, используемым в процессе воспроизведения ЭУМ: при ссылке на программу стороннего производителя необходимо быть уверенным в наличии версий для различных операционных систем. Соответственно, унифицированные требования к ЭУМ ОМС (см. главу 4), которыми руководствуются разработчики, исключают использование закрытых и платформенно-ориентированных программных решений.

75

3.5. Переход количества в качество

Мы достаточно подробно рассмотрели вопросы, которые в целом можно назвать технологическими. Но речь шла о разных технологиях: образовательных, информационнокоммуникационных, интерактивных, мультимедийных. Возможно, разница была не так заметна потому, что все они представлялись в одном аспекте – как движитель развития новых, современных образовательных технологий. По существу мы занимались селекцией преимущественных особенностей тех или иных технологий, отбирая наиболее интересные для создания электронных образовательных ресурсов и программных инструментов, обещающих инновационные преобразования учебного процесса. Используя известный научный принцип, можно связать количество технологических преимуществ с инновационными образовательными качествами новых продуктов.

Попытаемся суммировать преимущества ЭОР нового поколения.

• Отсутствие содержательных и технических ограничений.

Архитектура электронных учебных модулей не накладывает никаких ограничений на организацию интерактива, использование мультимедиа компонентов, технологии разработки, привлекаемые программно-технологические решения сторонних производителей. В открытой образовательной модульной мультимедиа системе функционируют ЭУМ как для индивидуальной, так и для совместной учебной работы группы пользователей. Таким образом, в ОМС обеспечивается полноценное использование всех новых педагогических инструментов: интерактива, мультимедиа, моделинга в сочетании с коммуникативностью и производительностью пользователя. Качество образовательного контента, выраженное в интеграции содержания, инноваций и технологий, определяется исключительно творческими способностями создателей.

Электронные учебные модули и программное обеспечение пользователя («ОМС-клиент») распространяются всеми возможными способами: в глобальных (в том числе – узкополосных) и локальных компьютерных сетях, а также на перемещаемых носителях. При этом ЭУМ ОМС воспроизводятся на всех программно-аппаратных платформах при условии инсталляции там программного пакета «ОМС-клиент».

• Модифицируемость контента.

Исключительно важным свойством архитектуры ЭОР нового поколения является открытость для модификаций. Это прежде всего относится к электронным учебным модулям, которые пользователь может изменить, дополнить, полностью переработать. Не менее важной является открытость совокупного контента ОМС для расширений как по оси тематических элементов (например, добыты новые знания по предмету), так и по оси вариативов (родилась новая методическая идея или появилась более современная технология для представления учебных объектов).

При этом стоит отметить, что клиентская часть функциональной среды ОМС также построена по модульному принципу, позволяющему неограниченно расширять, например, возможности плеера.

• Возможности личностно ориентированного обучения.

76

Благодаря наличию в составе ЭОР вариативных электронных учебных модулей, можно выбрать их оптимальную с персональной точки зрения комбинацию для курса в предметной области. Таким образом реализуется авторский учебный курс преподавателя или создается индивидуальная образовательная траектория учащегося.

Пользователь ОМС становится, по существу, соавтором учебного курса: ему предоставлены возможности выбрать понравившийся вариатив ЭУМ, подготовленный профессиональными разработчиками, либо модифицировать/создать модуль своими руками для локального или всеобщего использования.

• Неограниченный жизненный цикл ресурса.

Поскольку каждый электронный учебный модуль автономен, а система открыта, ОМС поддерживает непрерывно расширяемый образовательный контент, не требующий сколь-нибудь существенной переработки в целом при изменении содержательных, технических или стратегических внешних условий.

• Унификация архитектур, программных компонентов и интерфейсов.

Для пользователя это означает независимость от времени и места создания образовательного ресурса. Иными словами, благодаря унификации вопрос: кто, когда и где разработал данный ЭОР, – меньше всего занимает преподавателя и учащегося. На первый план выдвигаются инновационные возможности и образовательные характеристики продукта.

С точки зрения разработчика унификация структур, программных компонентов и интерфейсов создает предпосылки развития контент-индустрии электронных образовательных ресурсов. При этом крайне важно, что технологическое единообразие не накладывает никаких ограничений на содержание ЭОР, в котором возможна реализация любых творческих замыслов создателей.

В сумме указанные преимущества обеспечивают качество ЭОР, необходимое для широкого внедрения и эффективного использования в учебном процессе за счет развития активно-деятельностных форм обучения, открывают перспективы современных образовательных технологий, новых форм аудиторной и самостоятельной учебной работы, в том числе – дистанционных.

Можно выделить следующие инновационные образовательные качества ЭОР нового поколения.

•Обеспечение всех компонентов образовательной деятельности (получение информации, практические занятия, аттестация/контроль).

Для сравнения стоит заметить, что книга обеспечивает только получение информации.

•Реализация активно-деятельностных форм обучения.

Благодаря высокой интерактивности и мультимедийности контента мы приобретаем принципиально новые возможности. Чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить два типа заданий: прочесть в книге описание путешествия, эксперимента, скульптуры или самому совершить виртуальное путешествие, провести эксперимент, увидеть объемное изображение

77

с возможностью воздействовать на изучаемые объекты и процессы, получать ответные реакции, углубляться в заинтересовавшее, попробовать сделать по-своему и т.д.

•Резкое расширение функционала и значительное повышение эффективности самостоятельной учебной работы.

Действительно, ЭОР нового поколения позволяют «дома» (в интернет-кафе, в библиотеке, у приятеля в гостях, в итоге – вне учебной аудитории) реализовать такие виды учебной деятельности, которые раньше были возможны только в школе или университете: изучение нового материала на предметной основе, лабораторный эксперимент, текущий контроль знаний и умений с оценкой и выводами, а также многое другое, вплоть до коллективной учебной работы удаленных пользователей. При этом модульная структура контента ОМС позволяет впервые для столь сложных электронных ресурсов реализовать замкнутый цикл учебного процесса.

Исключительно важно, что эффективность самостоятельной учебной работы в открытой образовательной модульной мультимедиа системе значительно увеличивается: итоговые знания, умения, компетенции формируются много быстрее, чем при изучении описаний учебных объектов и процессов, написании текстов и формул, а также других занятиях, которые формализуются единым образом как операции с символами. Иными словами, утроение функционала самостоятельной работы компенсируется многократным повышением эффективности обучения в активно-деятельностных формах.

Повышение эффективности образовательной деятельности достигается также за счет реализации в ОМС возможностей личностно ориентированного обучения. Благодаря наличию вариативов и модифицируемости модулей ЭОР нового поколения учащийся может выбрать наиболее комфортные для себя варианты ЭУМ, а преподаватель – персонифицировать наиболее полезные в авторском учебном курсе. В результате создаются все условия для реализации индивидуальных образовательных траекторий.

В целом можно сказать, что электронные образовательные ресурсы нового поколения, функционирующие в среде открытой образовательной модульной мультимедиа системы, решают актуальные проблемы образования, обеспечивая инновационный путь развития для достижения искомой цели – повышения доступности, эффективности и качества образования в условиях информационного общества.

78

Глава 4

Унифицированные требования

Создание электронных учебных модулей для открытой образовательной мультимедиа системы регламентируется унифицированными требованиями, определяющими архитектурные, программные и технологические решения, критерии оценки и допустимые значения параметров, характеризующих инновационные качества ЭУМ.

В данной главе приведены требования к электронным учебным модулям, выраженные в количественных показателях, поддающихся контролю, а также правила, по которым устанавливается соответствие критериям. При выполнении конкретных проектов по созданию ЭОР нового поколения заказчик вправе повысить значения показателей или отменить некоторые из них. Возможно также определение дополнительных требований. Однако Задание на выполнение работ ни в коем случае не может противоречить Унифицированным требованиям.

4.1. Требования к инновационным качествам

Уровень интерактивности

Уровень интерактивности электронного учебного модуля определяется используемыми формами взаимодействия пользователя с образовательным контентом. В случае, когда интерактив базируется на детерминированных формах, необходимым условием является использование в ЭУМ не менее четырёх различных форм взаимодействия, при этом:

•ЭУМ относится к I уровню интерактивности, если в нем используется менее двух различных форм взаимодействия II-III уровней;

•ЭУМ относится ко II уровню интерактивности, если в нем используется две и более различных форм взаимодействия II уровня, либо одна форма III уровня и одна или более – II уровня;

•ЭУМ относится к III уровню интерактивности, если в нем используется две и более различных форм взаимодействия III уровня.

Использование в ЭУМ I-III уровней интерактивности менее четырёх различных форм взаимодействия пользователя с контентом не допускается.

В случае, когда интерактив ЭУМ основан на недетерминированных формах взаимодействия пользователя с контентом, критерием является выполнение необходимых и достаточных условий:

•необходимым условием отнесения ЭУМ к IV уровню интерактивности является

использование при функционировании модуля моделеров. Достаточным условием отнесения ЭУМ к IV уровню является недетерминированность действий пользователя

при манипуляциях с элементами контента.

Оценка уровня интерактивности модуля исходит исключительно из взаимодействия пользователя с содержательными элементами контента, операции с манипуляторами не учитываются.

79

Создание ЭУМ с неинтерактивным контентом, т.е. контентом, который нельзя отнести ни к одному из указанных уровней интерактивности, не допускается.

При разработке ЭОР нового поколения количественные соотношения ЭУМ различных уровней интерактивности существенно зависят от представляемой предметной области и уровня образования. Однако для любого проекта эти соотношения должны дифференцироваться по типам модулей и отвечать минимальным требованиям:

•I уровень интерактивности допустим только для модулей И-типа, и в объеме не более 30% от общего количества ЭУМ И-типа;

•модули П-типа должны иметь уровень интерактивности II и выше, причем модулей II уровня должно быть не более 40% от общего количества ЭУМ П-типа;

•модули К-типа должны иметь уровень интерактивности II и выше, причем модулей II уровня должно быть не более 50% от общего количества ЭУМ К-типа.

распространяются на результат каждого этапа. В случаях, когда Заданием на выполнение работ (Техническим заданием) по проекту устанавливаются более высокие требования, соотношения по уровням интерактивности ЭУМ, определенные в Задании, также должны выполняться на каждом этапе разработки.

Уровень мультимедийности

С точки зрения пользователя уровень мультимедийности контента – это разнообразие методов представления объектов и процессов предметной области, наличие статических и динамических, звуковых и визуальных компонентов контента.

В количественном выражении уровень мультимедийности контента ЭУМ – это число разных мультимедиа компонентов, используемых в модуле. В соответствии с таблицей 4.1 всего, с учетом разделения двухмерных и трехмерных анимаций, в распоряжении разработчика имеется шесть различных компонентов.

Общим требованием к любому электронному учебному модулю является представление учебного контента не менее, чем тремя разными мультимедиа компонентами. Иными словами, уровень мультимедийности любого ЭУМ должен быть не ниже трёх. При этом уровень мультимедийности любой сцены ЭУМ, представляющей учебный контент, должен быть не ниже двух.

Технически уровень мультимедийности определяется путем анализа содержимого папки DATA/components из состава модуля (см. рис. 2.3). В этой папке хранятся медиаэлементы, медиакомбинации и содержательные файлы 3D-анимаций, составляющие мультимедиа композиции в процессе воспроизведения ЭУМ. Анализу подвергаются расширения имен файлов, которые группируются по мультимедиа компонентам в соответствии с табл. 4.1. Оценка уровней мультимедийности отдельных сцен проводится при воспроизведении модуля.

Таблица 4.1.

Таблица для определения уровня мультимедийности

80