1. Обзор электронных образовательных ресурсов

В соответствии с ГОСТ Р 52653 - 2006 электронный образовательный ресурс (далее, ЭОР) - образовательный ресурс, представленный в электронно-цифровой форме и включающий в себя структуру, предметное содержание и метаданные о них.

В общем случае ЭОР включает в себя образовательный контент, программные компоненты и метаданные.

Образовательный контент - структурированное предметное содержимое, используемое в образовательном процессе, информационно значимое наполнение ЭОР [5].

Программные компоненты обеспечивают предъявление элементов контента пользователю в определенных сочетаниях, а также обеспечивают интерактивный режим работы с контентом.

Метаданные - структурированные данные, предназначенные для описания характеристик ЭОР, объекта данных или компонента образовательной технологической системы.

1. Виртуальная лаборатория. Виртуальная лаборатория - это виртуальная программная среда, в которой организована возможность исследования поведений моделей объектов, их совокупностей и производных, заданных с определенной долей детализации относительно реальных объектов, в рамках определенной области знаний.

Термин "виртуальная лаборатория" часто используют в сфере образования применительно к чисто программным продуктам, основанным на математических моделях и прочих имитациях реальности. 

Виртуальная компьютерная лаборатория на основе технологии облачных вычислений института - это комплекс программно-аппаратных средств, основанный на  технологиях виртуализации, позволяющих гибко, по запросу, предоставлять вычислительные ресурсы университета для создания виртуальных серверов, выполнения научно-исследовательских работ, ресурсоемких вычислительных расчетов и заданий, связанных с освоением сложных корпоративных и иных информационных систем. Программно-аппаратная платформа виртуальной лаборатории  на основе технологии облачных вычислений, внедренная в учебный процесс позволяет предоставлять учащимся удаленный доступ к  необходимым вычислительным ресурсам для выполнения заданий, связанных с освоением сложных корпоративных систем и обеспечением доступа к базовым приложениям, находящимся в университете, независимо от местоположения учащегося [6].

2. Виртуальные тренажёрные комплексы. Современные тенденции переоснащения производственных объектов и создание новых высокотехнологичных производств, ставят вопрос о квалификации обслуживающего персонала. Полностью исключить влияние человеческого фактора на производственный объект не представляется возможным. Поэтому для снижения влияния человеческого фактора на надежность функционирования технической системы необходимо повышать квалификацию обслуживающего персонала с использованием виртуальных тренажерных комплексов, позволяющих формировать практические навыки работы в штатных и аварийных режимах функционирования [7]. Существует возможность построения полномасштабных тренажеров, но для химических и машиностроительных производств данный подход не рентабелен. Поэтому все чаще для обучения персонала применяются виртуальные тренажерные комплексы.

К основным достоинствам виртуальных тренажёрных комплексов можно отнести:

1. Высокую степень схожести пульта управления оператора и пульта тренажера.

2. Возможность отработки необходимых действий в штатных и аварийных ситуациях.

3. Отсутствие или малую продолжительность адаптивного периода перехода от тренажера к реальному объекту.

4. Высокую эффективность обучения при относительно короткой продолжительности.

5. Небольшую стоимость виртуального тренажера.

6. Возможность группового и дистанционного обучений.

3. Образовательные интернет ресурсы. Образовательными Интернет-ресурсами называются интернет-ресурсы, созданные специально для использования в процессе обучения (учебные, учебно-методические, научно-методические и дополнительные текстовые и иллюстративные материалы, системы тестирования) на определенной ступени образования и для определенной предметной области [8].

Интернет-ресурсы, предназначенные для информационного обеспечения системы образования в целом, деятельности образовательных учреждений или органов управления образованием (правовая, нормативная, статистическая, справочная информация).

Образовательные Интернет-ресурсы представляются в виде образовательных сайтов и образовательных порталов.

Основное различие между образовательными сайтами и образовательными порталами заключается в следующем. Образовательный сайт, как правило, непосредственно содержит материалы, посвященные основной его проблематике. Все информационное наполнение образовательного сайта обычно находится на одном Web-сервере. Доступ к отдельным материалам сайта может быть ограничен для разных посетителей. Образовательные сайты обычно бывают посвящены какой-то определенной области знаний или содержанию обучения конкретному учебному предмету [9].

Образовательные порталы в большинстве случаев предлагают посетителям только ссылки на образовательные ресурсы сети Internet. Такие ссылки либо собираются создателями портала, либо предлагаются посетителями портала, желающими разместить на портале ссылку на свой сайт. Данные ссылки классифицируются по рубрикам, количество которых зависит от объема охватываемой порталом информации. Таким образом, на образовательном портале представлена информация о многочисленных ресурсах сети, посвященных различным областям знаний. Становится актуальной проблема достоверности ссылок [10]. На портале может быть представлен ресурс, который уже или изменил адрес или вообще прекратил свое существование. Образовательный сайт не имеет такого недостатка, так как его информационные ресурсы контролируются создателями.

2. Классификация электронно-образовательных ресурсов

Существуют различные подходы к классификации и типологии электронных образовательных ресурсов: по целевому признаку, по типу обучения, по методическому назначению, по функциональному назначению, по дидактическим целям и по форме организаций занятия и т.д. Отметим, что эти классификации носят достаточно условный характер и могут содержать пересечения в различных классах технологий. Ниже приводится классификация  электронных ресурсов по функциональному назначению:

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

2. 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.

3. Контролирующие - автоматизируют процессы контроля (самоконтроля) результатов обучения, определения уровня овладения учебным материалом.

4. Экспертные - управляют ходом учебного процесса, организуют диалог между пользователем и обучающей системой при решении  учебной задачи.

5. Коммуникативные - обеспечивают возможность доступа к любой информации в локальных и глобальных сетях, удаленное интерактивное взаимодействие субъектов учебного процесса.

6. Вычислительные - автоматизируют процессы обработки результатов учебного эксперимента, расчетов, измерений в рассматриваемых процессах и явлениях.

7. Сервисные - обеспечивают безопасность и комфортность работы пользователя на компьютере.

8. Досуговые - компьютерные игры и средства компью­терной коммуникации для организации досуга, внеклассной работы в целях воспитания и личностного развития обучаемых.

В настоящее время активно разрабатываются компью­терные инструментальные средства для организации учеб­ного процесса. По многим учебным дисциплинам создаются электронные учебники и самоучители. Усиление интереса к подобным источникам связано с появлением мультимедийных технологий, а также с развитием средств ком­муникаций, сети Интернет [11].

Однако создание и организация учебных курсов с использованием электронных обучающих средств, в особенности на базе Интернет-технологий, представляет непростую технологическую и методическую задачу. При этом большие трудозатраты по разработке электронных обучающих средств зачастую не компенсируются эффективностью по причине их быстрого устаревания. Тем не менее, индустрия компьютерных учебно-методических материалов расширяется в силу их востребованности и социальной значимости.

1.3 Анализ электронных ресурсов по функциональному назначению

Базовые критерии ресурсов по функциональному назначению представим таблицей. Опишем электронные ресурсы по следующим пунктам:

1. визуализация;

2. представление учебного материала;

3. тестирование остаточных знаний;

4. взаимодействие пользователь-программа;

5. простота использования.

Таблица 1.1 - Анализ электронных ресурсов

Критерий ЭОР	Визуа-лизация	Представ-ление учебного материала	Тести-рование остаточных знаний	Взаимо-действие пользователь-программа	Простота использо-вания
Демонстрационные	++	++	- -	++	++
Тренинговые	+ -	++	++	+ -	+ -
Диагностирующие и тестирующие	+ -	- -	- -	++	++
Контролирующие	+ -	- -	++	++	++
Экспертные	+ -	+ -	+ -	+ -	+ -
Коммуникативные	+ -	+ -	++	++	+ -
Вычислительные	- -	++	++	+ -	+ -
Сервисные	+ -	- -	++	++	++
Досуговые	++	++	++	++	++

«++» - признак явно выражен;

«+-» - признак выражен не в полном объёме;

«-» - признак не выражен.

2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ВИРТУАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ

Можно выделить следующие типы компьютерных тренажёров:

1. Электронный экзаменатор;

2. Статические (или логико-динамические) тренажёры;

3. Динамические тренажёры;

4. Пультовые тренажёры;

5. Диалоговые обучающие программы.

Основная задача в модернизации системы управления - разработка динамического тренажера - наиболее интересного и полезного программного продукта. Работа на компьютерном тренажёре будет осуществляться по трём режимам (сформулированы на начальный момент разработки) [12]:

1. Автоматический режим (наблюдение за протеканием технологического процесса,  выработка перцептивных и интеллектуальных качеств у рабочего персонала).

2. Ручной режим (ввод вручную технологических параметров для каждого контура регулирования, наблюдение за изменением технологического процесса).

3. Принудительная организация аварийной ситуации, сигнализация о нарушении технологического процесса, принятие мер по её ликвидации.

В зависимости от разработчика компьютерного тренажёра количество режимов работы, интерфейс будут, соответственно, различаться.

1. Электронный экзаменатор

Электронный экзаменатор - это программа для обучения и проведения экзаменов, контрольных и тестовых работ. Подобные программы имеют возможность заполнения данными по любым изучаемым предметам. В качестве вопроса может использоваться текст и/или графическое изображение (например, если нужно изобразить сложные формулы или схемы). Количество тестов и вопросов в тесте не ограничено.

Программу можно использовать не только в учебных заведениях, но и для проведения квалификационных испытаний внутри фирм и предприятий, и даже в домашних условиях [13]. Электронный экзаменатор может использоваться для проведения тестирования в компьютерных классах с использованием локальной сети. При этом преподаватель со своего рабочего места может управлять процессом тестирования и видит текущие результаты. В программе ведется база данных учащихся и их результатов, формируются различные отчеты. Электронный экзаменатор должен состоят из двух частей: программы тестирования и программы преподавателя. Эти программы могут находиться на одном компьютере или на разных компьютерах в локальной сети.

Основная его функция - это замена живого экзаменатора. Такая программа представляет собой последовательность вопросов, и контролирует правильность введенных ответов. Вопросы могут сопровождаться графическими, и видео иллюстрациями. Ответы можно выбирать из списка возможных ответов, либо указать свой вариант.

2. Статические или логико-динамические тренажёры

Статические тренажеры обучают и позволяют контролировать правильность и порядок выполнения действий. Они не содержат математических моделей и поэтому могут использоваться при тренировке строго определенной последовательности действий. Хотя цепочки действий могут разветвляться в зависимости от логических условий (логико-динамические) все равно они остаются жестко заданными. Это и есть главный недостаток таких тренажеров.

3. Динамические тренажеры

Они имеют математические модели физических процессов. Они учат понимать влияние различных управляющих воздействий на технологические процессы и потому позволяют качественно обучать, а не “натаскивать” персонал. Разумеется создание такого “моделирующего” тренажера процесс трудоемкий и нетривиальный. Но, несмотря на всю свою сложность - вполне реальный.

Динамические тренажёры имитируют с помощью компьютера энергоустановку целиком, оснащены персональными ЭВМ с адекватными математическими моделями энергоустановки и позволяют реализовать полученные на предыдущих уровнях знания, навыки и умения в условиях реального и масштабного времени и компьютерной имитации реального оборудования энергообъекта-прототипа как индивидуально, так и в составе оперативной смены. В их составе имеются как модель объекта управления, так и рабочие места обучаемых и инструктора реализуются на базе компьютерных средств [14].