Электронный учебник для дистанционного обучения

Технология дистанционного обучения (ДО) основана на самостоятельной работе студента с учебным материалом, причем основным видом информационного ресурса становятся активные методические программные средства. Наряду с использованием традиционной учебно-методической литературы – печатных материалов, электронных версий учебных пособий, аудио- и видео-продукции ведущую роль приобретают электронные учебники.

Электронный учебник (ЭУ) – это не традиционный информационный материал, представленный в электронном виде. Часто под ЭУ неверно понимают специальным образом подготовленное учебное пособие в виде гипертекста, насыщенного перекрестными ссылками, включающего много качественных графических изображений и анимационных фрагментов, сопровождаемого звуком, содержащего видеоролики, ссылки на интернет-ресурсы, включающего моделирующие программы (расчет параметров технических объектов по запрограммированным формулам в зависимости от задаваемых исходных величин, моделирование динамических процессов, математические расчеты и др.). Однако основное назначение ЭУ – не предоставить пользователю подобранный по соответствующий теме качественный материал, а обучить его данному предмету, то есть ЭУ заменяет не печатный учебник, а квалифицированного преподавателя по предмету: электронный учебник активен, за ним инициатива в процессе интерактивной работы, он ведет студента по учебному материалу. Следовательно, обязательными компонентами электронного учебника являются:

- информационный раздел, содержащий полный материал курса с модульной структурой, насыщенный мультимедийными средствами и моделирующими программами (в том числе рабочую программу с календарным планом, материалы для практических и семинарских занятий, виртуальный лабораторный практикум с программным обеспечением моделирования экспериментов, если дисциплина предусматривает цикл лабораторных работ, аннотацию рекомендуемой литературы);

- дополнительное информационное и программное обеспечение (электронные справочники, электронные версии основной и дополнительной учебной литературы, обучающие компьютерные программы, деловые игры и др.);

- программа, реализующая методику изучения предмета класса экспертной системы с внутренней базой знаний и системой логического вывода (последовательность и глубина изучения материала обязательно должны зависеть от результатов тестирования данного студента по всем предыдущим разделам курса, в том числе включая многократное возвращение к плохо усвоенным темам);

- подсистема тестирования студента, определяющая уровень знаний по каждой пройденной теме с накоплением результатов последовательного изучения ЭУ конкретным студентом;

- программа генерирования тестов различного уровня по исходному материалу или на основе базы данных тестов в последовательности, учитывающей уровень предыдущих ответов студента на тестовую последовательность;

- база данных пользователей учебника (студентов), допускающая запросы на поиск и формирование запрашиваемых тьютором данных (например, ведомостей текущего или итогового контроля студенческой группы, мониторинга процесса работы с ЭУ конкретного студента и др.);

- средства дополнения, исправления и перегруппировки преподавателем учебного материала в течение жизненного цикла ЭУ и средства администрирования системы;

- средства поддержки работы ЭУ в многопользовательском режиме с и администрированием пользователей (в том числе идентификацией и разграничением доступа), включая режим распределенного доступа (на интернет-сайте).

Электронный учебник должен поддерживать несколько уровней работы с ним пользователя:

- ознакомительный (на уровне основных понятий и определений, дающий представление о предметной области);

- основной (полное изучение в соответствии с программой курса для данной специальности);

- углубленный (курс, расширенный дополнительными учебными материалами и включающий темы и направления исследовательской работы).

В зависимости от целей пользователя ЭУ должен работать в одном из двух режимов:

- режим справочника (произвольный скроллинг материала без методического управления в соответствии с запрошенным уровнем);

- режим учебника (под управлением методического алгоритма).

Вариантами реализации ЭУ могут быть:

- индивидуальный, без системы администрирования, базы данных пользователей, средств модификации материала (CD-вариант);

- многопользовательский, ориентированный на работу в локальной сети (вариант компьютерного класса);

- распределенный, допускающий работу на интернет-сайте с обработкой удаленного доступа.

На рис.2 представлен общий маршрут пользователя такого электронного учебника. 

На рис. 3 представлена структура экспертной системы электронного учебника.

Система тестирования (СТ), входящая в состав экспертной системы электронного учебника, предполагает работу в двух режимах: самопроверки (необходим для тренировочного тестирования без запоминания результата в базе данных с выдачей кроме оценки рекомендаций по дополнительному изучению пройденных разделов курса) и аттестации (для заполнения ведомостей рейтингового или итогового контроля). СТ выбирает или генерирует тестовые последовательности в соответствии с текущим уровнем работы ЭУ – ознакомительным, полным или углубленным. Варианты запуска системы тестирования зависят от действий пользователя ЭУ:

- автоматический – СТ запускается экспертной системой при окончании изучения конкретной темы (модуля) или в заданный момент времени;

- ручной – используется студентом для самопроверки или досрочной аттестации по теме текущего модуля.

Основные блоки системы тестирования приведены на рис. 4.

Блок идентификации работает в режиме ручного запуска системы тестирования и предполагает ввод имени и пароля пользователя, выбор уровня и тестирования, режима тестирования и раздела (темы). Результаты тестирования связываются системой идентификации с текущим пользователем, занесенным в базу данных системы.

Генератор тестов предполагает детерминированные или случайный выбор серии тестов из числа хранящихся в базе данных. Детерминированный выбор означает извлечение тестов из базы данных в последовательности, определяемой ответами студента на предыдущие вопросы теста, и работает под управлением отдельной встроенной экспертной системы. Другой режим работы генератора тестов – прямое формирование вопроса по тексту тематического раздела с последующей оценкой близости текста ответа к содержанию раздела.

Обработка результатов включает вычисление итоговой оценки тестирования по одному из заданных алгоритмов в соответствии с установленной шкалой оценок.

Корректировка базы данных выполняется в режиме аттестации с целью записи результата в базу данных (с накоплением в соответствии с алгоритмом рейтинга или прямого проставления оценки в ведомость при итоговой аттестации).

Литература:

1. Жигалов И.Е., Таннинг Ж.Ф. Интеллектуальные программные средства для дистанционного обучения //Проблемы дистанционного обучения: региональная научно-методическая конференция.- Иваново: ИГХТУ.- 2000, с.5.

2. Жигалов И.Е., Таннинг Ж.Ф. Структура информационной обучающей системы с элементами искусственного интеллекта //Компьютерные технологии обработки и анализа данных. Под. Ред. С.С.Садыкова- Ташкент: Кибернетика.- 2000, с.79-85.

3. Жигалов И.Е. Организация программного обеспечения дистанционного обучения ВлГУ // Дистанционное обучение и новые технологии в образовании: Материалы региональной науч.-метод. конф. Владим. гос. ун-т. Владимир, 2001. с. 18-22.

4. Монахов М.Ю., Шалыгина И.В., Жигалов И.Е. и др. Технические и гуманитарные аспекты информационных образовательных сетей и сред: Монография. Владимир, ВлГУ-ВИУУ, 2001, 160 с.