Основные требования, предъявляемые к разработке электронных средств обучения

Тема 5. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К  РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОННЫХ  СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

5.1 Технические характеристики  электронных средств  обучения 

Аппаратно-программная  платформа и телекоммуникационные технологии, используемые при создании электронных  средств обучения. Надежность, ресурсоемкость, производительность, информационная совместимость, информационная безопасность и сопровождаемость электронных средств обучения. Использование интеллектуальной собственности при создании образовательных электронных ресурсов

  Разработка  электронных средств обучения, невозможна без выработки и соблюдения комплекса  требований к качеству ЭСО. Более  того, соблюдение таких требований является основополагающим элементом  общей технологии создания ЭСО.  
     В рамках изучения настоящего Интернет-издания педагоги могут рассматривать перечисляемые ниже требования как рекомендации по созданию наиболее эффективных электронных средств обучения. 
     Процесс создания электронных средств обучения должен обеспечивать производство ЭСО, отвечающих системе психолого-педагогических, технико-технологических, эстетических, функциональных и эргономических требований.  
     Технико-технологические требования. К технико-технологическим относятся требования (применительно к ЭСО): 
     1. Функционирования электронных ЭСО в телекоммуникационных средах, операционных системах и платформах,  
     2. Максимального использования современных средств мультимедиа и телекоммуникационных технологий, 
     3. Надежности и устойчивой работоспособности, 
     4. Гетерогенности (устойчивой работы на различных компьютерных и других аналогичных им средствах, предусмотренных спецификацией ЭСО),  
     5. Устойчивости к дефектам, 
     6. Наличия защиты от несанкционированных действий пользователей, 
     7. Эффективного и оправданного использования ресурсов, 
     8. Тестируемости, 
     9. Простоты, надежности и полноты инсталляции и деинсталляции. 
     Требования к аппаратно-программной платформе. Рекомендуется создавать ЭСО, рассчитанные на стандартные аппаратно-программные платформы и информационные технологии, получившие наибольшее распространение среди потенциальных пользователей данных средств обучения. Решения, связанные с применением нестандартных аппаратных и программных средств, а также включением в состав вычислительной системы компонентов, выходящих за рамки ее типовой конфигурации, должны быть обоснованы. 
     Компоненты ЭСО должны иметь согласованные требования к аппаратно-программной конфигурации вычислительной системы и использовать согласованные программно-технические решения. 
     Рекомендуется, чтобы ЭСО было многоплатформенным, т.е. могло функционировать на базе различных аппаратно-программных платформ. Многоплатформенность соответствует мобильности средства обучения по отношению к вычислительной платформе. 
     Выбор минимальной и оптимальной конфигураций вычислительной системы для функционирования ЭСО должен быть обоснованным. Нельзя неоправданно занижать минимальную и завышать оптимальную конфигурации. 
     Минимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой реализуются основные функции средства обучения, но его быстродействие снижено по сравнению со средним уровнем. Допустимо отражать в минимальной конфигурации структуру вычислительной системы, не содержащей компонентов, необходимых для выполнения не основных функций ЭСО. К не основным относятся функции, при отсутствии технических условий для выполнения которых смысл и польза от применения средства обучения сохраняются.  
     Например, если в локальном ЭСО предусмотрен доступ через Интернет к справочной базе по изучаемой дисциплине, но соответствующая возможность не рассматривается в качестве основной, то в минимальную конфигурацию не включаются требования, связанные с обеспечением работы в Интернет. 
     Оптимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой выполняются все функции средства обучения с обеспечением установленного уровня его потребительских свойств, а взаимодействие с ним является наиболее комфортным. Оптимальная конфигурация должна соответствовать условной степени комфортности, близкой к насыщению. Такая степень имеет место тогда, когда дальнейшее улучшение характеристик вычислительной системы вызывает непропорционально меньший (чем до насыщения) рост комфортности, т.е. последующие затраты ресурсов на ее увеличение не оправдываются.  
     Рекомендуется обеспечить адаптируемость ЭСО к разным конфигурациям в пределах одной аппаратно-программной платформы. Разные конфигурации, например, могут определяться:

• версией операционной системы;
• типом и версией браузера;
• производительностью компьютера, видеосистемы, канала связи;
• наличием или отсутствием периферийного оборудования;
• наличием или отсутствием системных компонентов (кодеков, драйверов и т.п.);
• средствами расширения функций браузера (подключаемыми программными объектами, Java-апплетами) и др.

  Адаптируемость  обеспечивается путем реализации нескольких версий средства обучения для разных конфигураций либо функций настройки  на текущую конфигурацию. Второй вариант  является предпочтительным.  
     Телекоммуникационные технологии, применяемые при создании и использовании ЭСО, должны быть стандартными, получившими наибольшее распространение среди педагогов и учащихся. 
     Телекоммуникационные возможности ЭСО должны быть реализованы на основе стандартных средств (сетевых функций операционной системы, браузера, электронной почты, телекоммуникационных функций системы управления учебным процессом и т.д.). 
     Рекомендуется обеспечить универсальность ЭСО с точки зрения работоспособности в разных условиях, определяемых использованием или неиспользованием различных телекоммуникационных технологий:

• работа на локальном компьютере без выхода в сеть;
• работа в локальной вычислительной сети (работа пользователей с ЭСО независимо друг от друга; режим, поддерживающий взаимодействие пользователей);
• удаленный доступ к ЭСО через Интернет;
• удаленный доступ к ЭСО через Интернет с использованием локального мультимедийного содержания для минимизации объема передаваемой информации (технология гибридных средств обучения);
• удаленный доступ к ЭСО через Интернет с возможностью копирования части содержания на компьютер пользователя для работы в локальном режиме (технология загружаемых электронных средств обучения, исключающая необходимость наличия постоянного соединения с Интернет и позволяющая минимизировать время соединения).

  Рекомендуется обеспечить универсальность ЭСО  с точки зрения работоспособности  в условиях наличия и отсутствия сопряжения с системой управления учебным  процессом. Целесообразно, чтобы ЭСО  мог функционировать:

• независимо от системы управления учебным процессом (как самостоятельное автономное приложение);
• в сопряжении с системой управлением учебным процессом (взаимодействуя с ней в соответствии с установленными стандартами и спецификациями).

  Рекомендуется обеспечить работоспособность ЭСО в случаях, когда клиентская вычислительная система не поддерживает те или иные телекоммуникационные технологии, используемые в нем, но не имеющие ключевого значения с точки зрения уровня качества функционирования электронного средства обучения. Функции и компоненты, основанные на не поддерживаемых телекоммуникационных технологиях, рекомендуется заменять альтернативами, доступными для данной вычислительной системы.  
     Рекомендуется обеспечить адаптируемость сетевого ЭСО к скорости передачи данных по каналу связи.  
     Надежность. ЭСО должно быть завершенным средством обучения, учебным материалом, готовым к практическому применению. Должны отсутствовать ограничения в надежности, обусловленные ошибками в реализации и (или) неполной реализацией его программных и информационных компонентов. Для сетевых ЭСО данное требование распространяется на клиентские и серверные компоненты. 
     ЭСО должно обеспечивать защиту от некорректных действий пользователя, способных вызвать нарушение его допустимого режима функционирования, повреждение данных, сбои в работе вычислительной системы и т.п. 
     В ЭСО должны быть предусмотрены средства обработки нештатных ситуаций, вызванных некорректным функционированием:

• системного программного обеспечения;
• сопряженных приложений;
• аппаратного обеспечения (в том числе периферийных устройств);
• телекоммуникационного оборудования;
• системы управления учебным процессом;
• средств взаимодействия между клиентскими и серверными компонентами.

  Обработка нештатных ситуаций может предусматривать:

• компенсацию возникших ошибок, обеспечивающую сохранение установленного уровня качества функционирования средства обучения;
• выдачу предупреждения о невозможности выполнения тех или иных действий с указанием причин, обеспечение сохранности данных и работоспособности средства обучения при незначительном снижении уровня качества его функционирования;
• выдачу предупреждения о невозможности дальнейшего продолжения сеанса работы со средством обучения с указанием причин, сохранение данных и завершение работы.

  Рекомендуется реализовать в ЭСО функции  контроля наличия и корректной работы критически важных системных компонентов (драйверов, кодеков и т.д.). Такой  контроль следует выполнять либо непосредственно после запуска  ЭСО, либо перед вызовом функций, использующих эти компоненты. Средства диалога ЭСО должны предусматривать выдачу запросов на подтверждение выполнения необратимых действий. 
     Программное обеспечение ЭСО не должно содержать компьютерных вирусов. В ходе разработки и экспертизы все содержание учебных материалов должно пройти проверку антивирусными средствами. 
     Ресурсоемкость и производительность. Требования ЭСО к ресурсам вычислительной системы (типу и тактовой частоте процессора, объему оперативной и дисковой памяти, объему видеопамяти и др.) должны быть обоснованными и соответствовать обеспечиваемым им функциям и характеристикам. 
     По завершении работы ЭСО должен полностью освобождать использовавшиеся им ресурсы вычислительной среды.  
     В рамках оптимальной конфигурации вычислительной системы производительность функционирования ЭСО должна обеспечивать комфортный режим работы пользователей. В таблице приведены предельные времена выполнения основных операций, ограничивающих темп взаимодействия пользователя и ЭСО, для двух вариантов применения электронного средства обучения:

• работа ЭСО на локальном компьютере или в локальной вычислительной сети;
• удаленный доступ к ЭСО через Интернет со скоростью передачи данных не ниже 150 кбит/с.

  Вышеуказанные требования и рекомендации должны учитываться  при:

• декомпозиции содержания на структурные единицы;
• выборе форматов и параметров информационных компонентов, а также используемых для их компрессии и декомпрессии кодеков;
• разработке моделей и алгоритмов, реализуемых в программном обеспечении ЭСО;
• разработке средств диалога, навигации по учебному материалу и поиска.

  Мультимедийные  компоненты ЭСО должны воспроизводится  с установленной скоростью (частотой следования кадров), плавно, без пауз, рывков, пропусков кадров, нарушения синхронизации взаимосвязанных компонентов. Данное требование должно учитываться при выборе форматов и параметров мультимедийных компонентов. 
     Во всех случаях, когда время ожидания пользователем ЭСО выполнения операции может составить более 15 с, на экран должен выводиться индикатор хода процесса, представляющий соотношение его выполненной и невыполненной долей и прогнозируемое время до завершения операции. При отсутствии возможности отслеживать ход выполнения операции и оценивать время до ее завершения вместо индикатора хода процесса на экран следует выводить предупреждение о том, что выполнение операции может занять определенное время. 
     Для операций, время ожидания выполнения которых пользователем ЭСО может составить более 15 с, должны быть предусмотрены средства отмены (прерывания). 
     В ЭСО, содержащих объемные мультимедийные компоненты, рекомендуется предусмотреть режим функционирования, в котором они не устанавливаются на пользовательский компьютер, а загружаются непосредственно с дистрибутивного носителя. 
     Электронные средства обучения, функционирующее в сопряжении с системой управления учебным процессом, должны удовлетворять предъявляемым ею требованиям к обеспечению информационной безопасности. 
     В ЭСО должны быть предусмотрены средства защиты информации от несанкционированного доступа (чтения и (или) изменения неуполномоченными лицами или неустановленными способами). К защищаемым информационным компонентам относятся:

• информация о ходе и результатах работы обучаемого с ЭСО (протоколы, оценки);
• индивидуальные задания обучаемых;
• ответы на учебно-тренировочные задачи, подсказки, другие виды информационной помощи, относящиеся к изучаемому курсу (дисциплине) и используемые в контрольно-аттестационных мероприятиях;
• персональная информация об обучаемом;
• профиль обучаемого (данные персональной настройки ЭСО, закладки, "история" работы и т.д.).

  ЭСО, способные  функционировать в сопряжении с  системой управления учебным процессом, а также автономные ЭСО, предусматривающие идентификацию пользователей и разграничение их прав доступа, должны обеспечивать защиту всех перечисленных групп информационных компонентов.  
     Программные компоненты ЭСО должны соответствовать единому уровню информационной безопасности и использовать согласованные программно-технические решения, связанные с ее обеспечением. 
     В ЭСО, рассчитанных на работу в режиме удаленного доступа, рекомендуется предусмотреть средства защиты от копирования средства обучения через Интернет (скачивания содержательного наполнения с помощью автономных браузеров). 
     В ЭСО, распространяемых на информационных носителях, рекомендуется предусмотреть средства защиты от несанкционированного копирования дистрибутивных носителей. 
     Рекомендуется предусмотреть средства защиты от автономного использования ценных информационных компонентов ЭСО (например, мультимедийных компонентов). Одним из способов такой защиты является включение в визуальные компоненты предупредительной маркировки (копирайта), информирующей о правах интеллектуальной собственности на них. 
     Содержательное наполнение ЭСО должно быть представлено в стандартных форматах, соответствующих аппаратно-программным платформам, на которые рассчитано средство обучения. 
     Рекомендуется использовать форматы информационных компонентов, обеспечивающие отделение содержательной информации от данных, описывающих ее представление.  
     Учебный материал, описание его структуры, схему навигации по нему, а также информацию, используемую и формируемую при управлении учебным процессом (сведения об обучаемом, модели компетенции, протокол работы с ЭСО, модель обучаемого и др.) рекомендуется представлять в форматах, определенных в признанных корпоративных стандартах и спецификациях. 
     Рекомендуется, чтобы форматы и параметры информационных компонентов ЭСО обеспечивали возможности для: