Основные требования, предъявляемые к разработке электронных средств обучения

• предъявлять учебный материал в систематизированном и структурированном виде;
• учитывать как ретроспективы, так и перспективы формируемых знаний, умений и навыков при организации каждой порции учебной информации;
• учитывать межпредметные связи изучаемого материала;
• тщательно продумывать последовательность подачи учебного материала и обучающих воздействий, аргументировать каждый шаг по отношению к обучающемуся;
• строить процесс получения знаний в последовательности, определяемой логикой обучения;
• обеспечивать связь информации, предъявляемой ЭСО, с практикой за счет подбора примеров, создания содержательных игровых моментов, предъявления заданий практического характера, экспериментов, моделей реальных процессов и явлений.

  Требование  единства образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения при использовании ЭСО. 
     Кроме традиционных дидактических требований, предъявляемых как к электронным средствам обучения, так и к традиционным изданиям образовательного назначения, к ЭСО предъявляются специфические дидактические требования, обусловленные использованием преимуществ современных информационных и телекоммуникационных технологий в создании и функционировании компонент ЭСО.  
     Требование адаптивности подразумевает приспособляемость ЭСО к индивидуальным возможностям обучаемого. Оно означает приспособление, адаптацию процесса обучения к уровню знаний и умений, психологическим особенностям обучаемого. Различают три уровня адаптации ЭСО. Первым уровнем адаптации считается возможность выбора учащимся наиболее подходящего для него индивидуального темпа изучения материала. Второй уровень адаптации подразумевает диагностику состояния обучаемого, на основании результатов которой предлагается содержание и методика обучения. Третий уровень адаптации базируется на открытом подходе, который не предполагает классифицирования возможных пользователей и заключается в том, что авторы ЭСО стремятся разработать как можно больше вариантов его использования для как можно большего контингента возможных обучаемых. 
     Требование интерактивности обучения означает, что в процессе обучения должно иметь место взаимодействие учащегося с ЭСО. Компоненты и подсистемы ЭСО должны обеспечивать диалог и обратную связь. Важной составной частью организации диалога является реакция компонент ЭСО на действие пользователя. Обратная связь осуществляет контроль и корректирует действия учащегося, дает рекомендации по дальнейшей работе, осуществляет постоянный доступ к справочной и разъясняющей информации. При контроле с диагностикой ошибок по результатам учебной работы обратная связь выдает анализ работы с рекомендациями по повышению уровня знаний. 
     Требование развития интеллектуального потенциала обучаемого при работе с ЭСО предполагает формирование стилей мышления (алгоритмического, наглядно-образного, теоретического), умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации, умений по обработке информации (на основе использования систем обработки данных, информационно-поисковых систем, баз данных и пр.). 
     Требование системности и структурно-функциональной связанности представления учебного материала в компонентах ЭСО. 
     Требование обеспечения полноты (целостности) и непрерывности дидактического цикла обучения в ЭСО означает, что ЭСО должен предоставлять возможность выполнения всех звеньев дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с информационной и телекоммуникационной техникой. 
     С дидактическими требованиями к ЭСО тесно связаны методические требования. Методические требования к учебным материалам предполагают учет своеобразия и особенности конкретной предметной области, на которую рассчитаны ЭСО, специфики соответствующей науки, ее понятийного аппарата, особенности методов исследования ее закономерностей; возможностей реализации современных методов обработки информации и методологии реализации образовательной деятельности.  
     Электронные средства обучения, должны удовлетворять нижеследующим методическим требованиям. 
     В связи с многообразием реальных технических систем и устройств и сложностью их функционирования предъявление учебного материала в ЭСО должно строиться с опорой на взаимосвязь и взаимодействие понятийных, образных и действенных компонентов мышления. 
     ЭСО должен обеспечить отражение системы научных понятий учебной дисциплины в виде иерархической структуры, каждый уровень которой соответствует определенному внутридисциплинарному уровню абстракции, а также обеспечить учет как одноуровневых, так и межуровневых логических взаимосвязей этих понятий. 
     ЭСО должен предоставлять обучаемому возможность разнообразных контролируемых тренировочных действий с целью поэтапного повышения внутридисциплинарного уровня абстракции знаний учащихся на уровне усвоения, достаточном для осуществления алгоритмической и эвристической деятельности.  
     Наряду с учетом дидактических требований к разработке и использованию ЭСО выделяют ряд психологических требований, влияющих на успешность и качество создания электронных средств обучения. Нижеследующие психологические требования относятся к числу требований, предъявляемых ко всем без исключения ЭСО, создаваемых педагогами.  
     Представление учебного материала в ЭСО должно соответствовать не только вербально-логическому, но и сенсорно-перцептивному и представленческому уровням когнитивного процесса. ЭСО должно строиться с учетом особенностей таких познавательных психических процессов, как восприятие (преимущественно зрительное, а также слуховое, осязательное), внимание (его устойчивость, концентрация, переключаемость, распределение и объем внимания), мышление (теоретическое понятийное, теоретическое образное, практическое наглядно-образное, практическое наглядно-действенное), воображение, память (мгновенная, кратковременная, оперативная, долговременная, явление замещения информации в кратковременной памяти). 
     Изложение учебного материала в ЭСО должно быть ориентировано на тезаурус и лингвистическую композицию конкретного возрастного контингента и специфики подготовки обучаемых. ЭСО должно быть построено с учетом системы знаний обучающегося и знания языка. Изложение учебного материала должно быть понятно конкретному возрастному контингенту учащихся, но не должно быть слишком простым, поскольку это может привести к снижению внимания. 
     Электронное средство обучения должно быть направлено на развитие как образного, так и логического мышления.

5.3 Функциональные характеристики  электронных средств  обучения 

  Создание  электронных ресурсов, способных  обеспечивать функции, удовлетворяющие  потребностям педагогов и учащихся. Функциональные компоненты электронных средств обучения

  Функциональные  характеристики отражают способность  средств обучения (в основном электронных) обеспечивать функции, удовлетворяющие  потребностям педагогов и учащихся. Другими словами, функциональные характеристики представляют то, что выполняет ЭСО для удовлетворения потребностей. 
     Функции ЭСО ассоциируются с возможностями, которые они предоставляют учащимся и педагогам, их функциональными компонентами (словарем, указателем, средствами поиска учебного материала, подсистемой тестирования и т.д.), воздействиями ЭСО на пользователей и действиями, направленными на выполнение их запросов. 
     Функциональным компонентом ЭСО называется его часть (подсистема, модуль, блок, система, входящая в состав ЭСО, представляющего собой программный комплекс, и т.д.), которая реализует определенные функции, обеспечивающие выполнение функций ЭСО в целом, и обладает относительно самостоятельным значением. 
     Рассматриваемые далее функциональные характеристики относятся как к ЭСО в целом, так и к функциональным компонентам ЭСО, имеющим учебно-методическое назначение, которые могут применяться в самостоятельном качестве. 
     Функции подразделяются на внешние и внутренние. Внешние функции выполняются ЭСО во взаимодействии с внешней средой - пользователями, системой управления учебным процессом, сопряженными приложениями, другими компонентами вычислительной среды. Внутренние функции отражают действия и связи в рамках ЭСО, определяемые его реализацией, и создают необходимые условия для выполнения внешних функций. 
     Далее рассматриваются, главным образом, внешние функции. 
     Состав функций ЭСО зависит от множества факторов:

• особенностей целевой аудитории (возраста, уровня исходной подготовленности по предмету, степени владения информационными технологиями и др.);
• целей и контекста обучения, а также педагогических задач, решаемых с помощью ЭСО;
• характера дисциплины и объема соответствующего ей курса, покрываемого ЭСО;
• психолого-педагогической концепции, дидактики и методики, воплощаемых в ЭСО;
• организационно-технологических вариантов применения, поддерживаемых ЭСО (работа на локальном компьютере, в локальной вычислительной сети и в режиме удаленного доступа, автономное функционирование, работа в сопряжении с системой управления учебным процессом и т.д.).

  Состав  функций, реализуемых функциональным компонентом ЭСО, имеющим учебно-методическое назначение и допускающим его  использование в самостоятельном  качестве, в первую очередь обусловливается  его типом (компьютерный учебник, тренажер, лабораторный практикум и т.д.), который, в свою очередь, определяется набором педагогических задач, решаемых с помощью данного функционального компонента. 
     Функциональные возможности ЭСО как составляющие качества программного средства описываются через характеристики пригодности, правильности, способности к взаимодействию (интероперабельности), защищенности и согласованности. 
     Пригодность представляет способность ЭСО обеспечивать соответствующий набор функций для определенных целей и задач пользователя. В частности, к пригодности относятся характеристики, отражающие возможность применения ЭСО в рамках различных форм и методов обучения, учебных занятий и мероприятий, для самоподготовки, а также содержательную, методическую и техническую совместимость ЭСО с другими учебно-методическими средствами. 
     Правильность представляет способность ЭСО обеспечивать правильные или приемлемые результаты или эффекты. В частности, к правильности относятся показатели точности моделирования, эффективности информационного поиска, корректности оценивания уровня знаний и умений обучаемого и др. 
     Способность к взаимодействию (интероперабельность) представляет способность ЭСО взаимодействовать с одной или большим числом указанных систем. Данная характеристика связана с техническими характеристиками ЭСО, отражающими его программную и информационную совместимость. В контексте функциональных возможностей интероперабельность определяется видами обеспечиваемых взаимодействий. Механизмы их реализации описываются техническими характеристиками. 
     Для ЭСО первоочередное значение имеет взаимодействие с системой управления учебным процессом, а также периферийным оборудованием и сопряженными приложениями, непосредственно обеспечивающими учебный процесс. 
     Защищенность представляет способность ЭСО защищать информацию так, чтобы не уполномоченные субъекты или системы не могли читать или изменять ее, а уполномоченные субъекты или системы не получали отказа на доступ к ней. Данная характеристика связана с техническими характеристиками информационной безопасности ЭСО. В контексте функциональных возможностей защищенность определяется видами защищаемой информации и составом функций защиты. Механизмы реализации этих функций описываются техническими характеристиками. 
     Согласованность представляет способность ЭСО придерживаться стандартов, соглашений или норм из законов и подобных предписаний, связанных с областью применения. К данной характеристике относятся содержательные и методические составляющие качества учебного материала, соответствие ЭСО требованиям государственных образовательных стандартов и т.д. 
     Электронные средства обучения реализуют девять обобщенных функций: 
     1) обеспечение запуска и завершения работы; 
     2) настройка; 
     3) обеспечение доступа к учебному материалу; 
     4) навигация по учебному материалу; 
     5) представление учебного материала и обеспечение взаимодействия с ним; 
     6) моделирование изучаемых объектов и процессов; 
     7) контроль знаний и умений; 
     8) управление учебным процессом; 
     9) служебные функции. 
     Рассмотрим эти функции более подробно.  
     Обеспечение запуска и завершения работы. Электронное средство обучения должно обеспечивать поддержку предусмотренных вариантов его запуска. 
     Существуют два базовых варианта запуска ЭСО: 
     1) автономный (непосредственный) запуск; 
     2) запуск по запросу системы управления учебным процессом. 
     К первому варианту относятся следующие способы запуска:

• запуск ЭСО, установленного на жестком диске локального компьютера;
• запуск ЭСО с дистрибутивного носителя;
• запуск ЭСО, установленного на сервере локальной вычислительной сети;
• запуск ЭСО, размещенного в сети Интернет в режиме удаленного доступа.

  Второй  вариант предусматривает передачу ЭСО от системы управления учебным  процессом информации для настройки на пользователя, его индивидуальное задание и текущие технические условия применения. ЭСО, запускаемое подобным образом, может быть размещено на сервере локальной сети или в сети Интернет. 
     После запуска ЭСО должно выполнить необходимые действия по подготовке к работе. Подобные действия могут включать настройку на пользователя, его индивидуальное задание и текущие технические условия применения, проверку аппаратно-программной конфигурации вычислительной системы, контроль целостности программных и информационных компонентов ЭСО и др. При наличии соответствующей информации для настройки должен быть выполнен переход к единице содержания, с которой предлагается начать работу обучаемому. 
     Команда завершения работы ЭСО должна быть доступна в любой момент времени во всех режимах (за исключением небольшого числа особых ситуаций, состав которых обусловлен методическими и технологическими соображениями). Вызов данной команды не должен требовать от пользователя выполнения длительной последовательности действий. 
     Перед завершением работы ЭСО должна осуществляться проверка отсутствия не сохраненных данных, сформированных или измененных пользователем (например, построенной модели изучаемого объекта или процесса, результатов эксперимента, настроек пользовательского интерфейса). При наличии таких данных должен быть выдан запрос, позволяющий пользователю их сохранить. 
     Перед завершением работы ЭСО должна осуществляться проверка отсутствия собранных им, но не сохраненных данных (например, результатов тестирования, протокола работы пользователя и т.п.). При наличии таких данных они должны быть сохранены (записаны на диск или переданы системе управления учебным процессом). 
     ЭСО, функционирующее в сопряжении с системой управления учебным процессом, перед завершением работы должны передать ей требуемую информацию. 
     Настройка. К этой функции относятся процессы: 
     1) настройки ЭСО на текущие технические условия применения; 
     2) настройки ЭСО на пользователя (персональные данные и параметры); 
     3) настройки ЭСО на индивидуальное задание обучаемого (педагогические и методические характеристики); 
     4) интерактивной настройки пользовательского интерфейса ЭСО; 
     5) интерактивной настройки технических и информационных параметров (установка и удаление закладок, определение и сохранение форматов поисковых запросов и др.). 
     Состав настраиваемых параметров относится к функциональным характеристикам ЭСО. 
     Динамическая настройка учебного материала и средств ЭСО, реализующих дидактические функции, на особенности обучаемого (уровень его подготовленности, результаты и стиль работы с ЭСО) относится к функциям управления учебным процессом. 
     Настройка ЭСО на текущие технические условия применения означает установку его системной конфигурации, соответствующей данным условиям. В рамках данного вида настройки также могут выполняться тестирование производительности вычислительной системы и скорости передачи данных по каналу связи, контроль наличия и корректной работы критически важных системных компонентов и адаптация ЭСО к соответствующим характеристикам. 
     Настройка ЭСО на пользователя предусматривает загрузку его персональных данных, закладок, заметок, параметров пользовательского интерфейса, других сделанных им ранее и сохраненных настроек, "истории" работы пользователя в предыдущих сеансах (пройденных разделов курса, результатов тестирования, траектории навигации, сформированных поисковых запросов и др.). Соответствующая информация хранится в профиле пользователя, протоколах его работы, базе данных обучаемых. Также она может передаваться ЭСО системой управления учебным процессом. 
     Индивидуальные задания обучаемых готовятся преподавателями, курирующими учебный процесс, в рамках которого используется ЭСО. Индивидуальное задание может отражать перечень прорабатываемого учебного материала с разделением его на фрагменты, планируемое контактное время на проработку каждого фрагмента, календарный срок, к которому должно быть выполнено задание, перечень обязательных для выполнения контрольных мероприятий, их режимы и требования к знаниям и умениям обучаемых, рейтинговые баллы, начисляемые за успешное выполнение отдельных задач и контрольных мероприятий в целом, и др. 
     Настройка ЭСО на индивидуальное задание предусматривает загрузку и подготовку представленной в нем информации к использованию средствами ЭСО, реализующими дидактические функции. 
     Функции интерактивной настройки позволяют оперативно устанавливать параметры пользовательского интерфейса ЭСО, а также другие технические и информационные параметры, влияющие на его работу. Желательно, чтобы ЭСО обеспечивало персонализацию данных параметров. 
     Сохранение сделанных настроек может выполняться автоматически либо по команде пользователя. Рекомендуется предусмотреть возможность автоматического возврата настраиваемых параметров к значениям по умолчанию. 
     Функции, обеспечивающие доступ к учебному материалу и навигацию по нему, зависят от его структуры, т.е. системы отношений между его структурными единицами. Под структурной единицей понимается адресуемая часть (фрагмент) учебного материала. Адресация позволяет ссылаться и переходить на данную структурную единицу из других структурных единиц, а также общих информационных компонентов ЭСО, относящихся к курсу в целом (словаря, указателей, блока содержания и др.). 
     Способ структурирования учебного материала относится к функциональным характеристикам ЭСО. Он определяется принципами выделения его структурных единиц, типами отношений между ними, правилами их установления и использования. 
     Структура учебного материала должна соответствовать назначению ЭСО, характеру дисциплины, объему покрываемого курса, реализуемым дидактике и методике. Она должна обеспечивать удобные условия для поиска учебного материала и навигации по нему и способствовать минимизации действий пользователя для доступа к нужному содержанию. 
     Структура учебного материала также охватывает общие информационные компоненты ЭСО, относящиеся к курсу в целом:

• блок содержания;
• словарь (глоссарий);
• справочник;
• тезаурус;
• указатели;
• хрестоматия;
• список обозначений, сокращений, аббревиатур, размерностей;
• список литературы (библиография) и др.

  Блок  содержания служит аналогом оглавления бумажного учебного издания. Он представляет информацию о структуре курса (перечень разделов, подразделов и т.д.) и является обязательным компонентом ЭСО. В ряде реализаций блок содержания называется структурой или картой курса. ЭСО, а также компьютерные средства теоретической подготовки и справочники, которые могут выступать в качестве функциональных компонентов ЭСО, должны включать список литературы.  
     Все прочие общие информационные компоненты являются необязательными. При определении их состава в первую очередь следует исходить из структуры, характера, объема и логики изложения учебного материала. 
     В ЭСО реализуются различные способы доступа к учебному материалу:

• через общие информационные компоненты;
• обеспечиваемые средствами навигации по учебному материалу, включая автоматические переходы в презентациях, переходы, инициируемые встроенными функциями управления учебным процессом либо командами внешней системы управления учебным процессом;
• с помощью средств поиска учебного материала;
• через определяемые пользователем закладки, ассоциируемые со структурными единицами учебного материала.

  Доступ  к учебному материалу через блок содержания является обязательным для  всех ЭСО и функциональных компонентов  ЭСО, которые имеют учебно-методическое назначение и могут применяться  в самостоятельном качестве. Прочие способы доступа являются необязательными. 
     Общие информационные компоненты и способы доступа к учебному материалу должны создавать условия для эффективной реализации дидактических функций ЭСО, обеспечивать минимизацию действий пользователя для доступа к нужному содержанию. 
     ЭСО должен обеспечивать прямой доступ к общим информационным компонентам при работе с учебным материалом. Состав режимов и ситуаций, в которых такой доступ блокирован, должен быть обоснован с методических или технологических позиций. 
     Навигация по содержательному наполнению электронных средств обучения. Навигацией называются переходы по структурным единицам учебного материала в ЭСО. Каждый переход представляет собой действие навигации. Изменение представления, отображение или воспроизведение учебного материала, не связанные с активизацией другой его структурной единицы (по отношению к текущей структурной единице), не являются навигацией. Соответствующие процессы реализуются функциями представления учебного материала и обеспечения взаимодействия с ним. 
     Действие навигации инициируется командой пользователя или программными средствами (ЭСО, системой управления учебным процессом). Структурная единица учебного материала, к которой осуществляется переход по команде навигации, может быть предопределена либо может определяться динамически в зависимости от этой команды, текущей структурной единицы, индивидуального задания обучаемого, состояния его выполнения и других факторов. Второй вариант соответствует адаптивным механизмам навигации. 
     В ЭСО реализуются различные способы навигации по учебному материалу: