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:

• многократного использования ЭСО и его компонентов в разных контекстах;


• переносимости ЭСО;


• использования существующих информационных компонентов (в имеющемся виде или после конвертации) при модернизации программного обеспечения ЭСО, связанного с переходом к новым или усовершенствованным аппаратно-программным платформам, реализацией новых информационных технологий и т.п.

Форматы и параметры содержательного наполнения ЭСО должны быть адекватны его предметному содержанию и дидактической роли. Реализация содержательного наполнения ЭСО, а также форматы и параметры, используемые при его хранении, должны быть экономными с точки зрения объема информации.
Графические и мультимедийные компоненты ЭСО должны храниться в форматах со сжатием данных. В неупакованном виде могут храниться небольшие по объему компоненты, многократно отображаемые или воспроизводимые в рамках сеанса работы с ЭСО (графические элементы пользовательского интерфейса, пиктограммы, аудиоэффекты длительностью не более 10 с и т.п.).
Экономная реализация содержательного наполнения подразумевает:

• отсутствие по краям графических изображений пустых полей, не несущих смыслового значения;


• представление визуальных компонентов с глубиной цвета, минимально достаточной для кодирования используемого в них количества цветов;


• рациональное использование пространства визуальных компонентов;


• запись аудиокомпонентов с параметрами, соответствующими характеру звука;


• отсутствие участков тишины в начале и конце аудиокомпонентов и др.

Характеристики изображений, имеющих предметное содержание, т.е. относящихся к изучаемому курсу (дисциплине), - размер, глубина цвета, композиция, четкость, яркость, контраст и др. - должны обеспечивать адекватное представление демонстрируемых объектов и (или) процессов и создавать удобные условия для восприятия информации пользователями ЭСО.
В визуальных компонентах не должно быть зон с видимым снижением качества изображения (зернистостью, размытостью, искажениями цветов и др.), вызванных использованием компрессии с потерями информации.
Размер кадра видео или анимации, воспроизводимой в окне ЭСО, не должен превышать размеров этого окна, устанавливаемых по умолчанию.
Для видео и анимации, воспроизводимых в окне ЭСО, рекомендуется использовать размеры кадра, при которых его площадь составляет от 1/4 до 3/4 площади окна ЭСО, устанавливаемой по умолчанию.
Рекомендуется, чтобы кадры видео и анимации имели соотношение ширины к высоте в пропорции 4:3.
Частота следования кадров (скорость воспроизведения) видео, анимации и презентаций должны соответствовать динамичности представляемых ими процессов и обеспечивать удобные условия для восприятия информации пользователями ЭСО (давать возможность рассмотреть и понять суть отдельных фаз процесса, а также уяснить их взаимосвязь).
Аудиокомпоненты, содержащие цифровое представление звуковых волн, должны иметь разрядность отсчета не менее 16 бит. Частота дискретизации должна составлять:

• для музыки - не ниже 32 кГц;


• для других звуков - не ниже 16 кГц.

В аудиокомпонентах не должно быть искажений и шумов, создающих заметные трудности при восприятии звука.
Речевые сообщения должны произноситься грамотно, четко, без акцента, в едином темпе. Тембр голоса и используемые интонации не должны раздражать слушателей или создавать у них неприятные ощущения.
Все аудиокомпоненты ЭСО должны быть нормализованы по громкости, т.е. иметь единый уровень громкости.
Длительность аудиоэффектов, используемых в методических целях (для привлечения внимания обучаемого, оценивания его действий и т.п.), не должна превышать 7-10 с. В таких аудиоэффектах не должны использоваться негармоничные звуки (отрывистые, режущие слух, пугающие), которые могут раздражать пользователей или создавать у них неприятные ощущения.
Должна обеспечиваться корректная синхронизация воспроизведения взаимосвязанных мультимедийных компонентов (в частности, синхронизация соответствующих друг другу аудио- и видеодорожки).
Воспроизведение мультимедийного компонента не должно полностью блокировать работу с ЭСО. Допускается ограничение доступа к отдельным функциям ЭСО на период воспроизведения.
Должны быть предусмотрены средства отмены (прерывания) воспроизведения мультимедийных компонентов, длительность которых превышает 10 с.
Рекомендуется предусмотреть возможности управления воспроизведением мультимедийных компонентов (с помощью внутренних или внешних средств).
Для графических и мультимедийных компонентов ЭСО, публикуемых в сети Интернет, рекомендуется использовать форматы и параметры, поддерживающие технологию прогрессивной загрузки (для графики - запись и чтение с чередованием строк).
Использование объектов интеллектуальной собственности.
В электронных средствах обучения могут использоваться объекты интеллектуальной собственности, с которыми ассоциируются правоотношения, регулируемые законодательством в области:

• авторского права (текст учебного материала, иллюстрации, программы, научные, литературные, музыкальные и аудиовизуальные произведения, базы данных и др.);


• смежных прав (фонограммы, записи театральных постановок, телепередач и т.д.);


• промышленной собственности (изобретения и полезные модели, лежащие в основе применяемых технологий, алгоритмов и форматов, товарные знаки и др.).

Для легитимного создания и распространения ЭСО необходимо владеть правами на использование этих объектов, а также воспроизведения и распространения ЭСО, использующего эти объекты.
Право на применение ЭСО, предоставляемое пользователю, не должно предусматривать приобретения им дополнительных прав или испрашивания разрешений на применение объектов интеллектуальной собственности, использованных в ЭСО, у третьих лиц.
При реализации средства обучения должны быть выполнены условия лицензионных соглашений (договоров), предоставляющих права на использование в ЭСО объектов интеллектуальной собственности, принадлежащих третьим лицам. Например, такие соглашения могут требовать указания информации об используемых объектах интеллектуальной собственности и их владельцах на титульном экране средства обучения, в справке, эксплуатационной документации и т.д.
Сопровождаемость.
Рекомендуется обеспечить возможности изменения ЭСО разработчиками (исправления ошибок, адаптации к изменениям, добавления и обновления учебного материала и т.д.). Возможности изменения обусловливаются как технологией реализации, так и документацией. Обеспечение изменяемости ЭСО (широты и удобства соответствующих возможностей) способствует увеличению срока их эффективного использования в обучении, повышению качества и ценности, что должно находить адекватное отражение в экспертизе ЭСО.
Рекомендуется обеспечить возможность независимого изменения отдельных модулей (компонентов) ЭСО.
Рекомендуется, чтобы программные компоненты электронных средств обучения обеспечивали возможности для их модернизации, связанной с переходом к новым или усовершенствованным аппаратно-программным платформам, реализацией новых информационных технологий и т.д.
ЭСО, предусматривающие возможность наращивания учебно-методического обеспечения силами пользователей, должны содержать соответствующие средства поддержки (программный инструментарий, техническую документацию, методические материалы, примеры и др.).
Реализация ЭСО должна обеспечивать его анализируемость, позволяющую диагностировать недостатки или причины отказов, а также идентифицировать компоненты средства обучения для модификации.
Рекомендуется, чтобы реализация ЭСО обладала стабильностью, обеспечивающей минимизацию непредвиденных эффектов, вызванных его изменениями.
По запросу пользователя ЭСО должен предоставлять интерактивную справку по работе с ним.
Рекомендуется, чтобы справка по работе с ЭСО была контекстно-зависимой, т.е. пользователю по запросу предоставлялась информация, соответствующая текущему режиму функционирования средства обучения.
Рекомендуется реализовать в ЭСО демонстрационный режим или презентацию, иллюстрирующую основные возможности средства обучения и приемы работы с ним.
Рекомендуется обеспечивать сопровождение ЭСО в течение определенного периода. Для поддержки решения задач, связанных с сопровождением, на web-странице или web-сайте средства обучения рекомендуется разместить инструкцию по его установке и настройке, ответы на часто задаваемые вопросы и другую информацию, представляющую технические стороны применения ЭСО и ориентированную на его конечных пользователей.
Дистрибутив и установка.
Электронные средства обучения, создаваемые педагогами, могут распространяться в бумажном виде, на информационных носителях или через телекоммуникационные сети.
Дистрибутивные носители ЭСО должны быть стандартными, надежными и обеспечивать сохранность информации в течение длительного времени.
Упаковка дистрибутивных носителей ЭСО должна обеспечивать их надежную защиту от внешних воздействий (в том числе при транспортировке и длительном хранении).
Дистрибутивные носители ЭСО и их упаковка должны содержать выходные сведения в соответствии с ГОСТ.
Рекомендуется, чтобы оформление дистрибутивных носителей ЭСО и их упаковки было эстетичным, информативным и привлекательным для пользователей.
Дистрибутив должен быть технически автономным, т.е. содержать все ресурсы, необходимые для функционирования ЭСО. Допускается использование ресурсов, размещенных в Интернет и идентифицируемых в ЭСО сетевыми ссылками (URL). При этом должен обеспечиваться бесперебойный доступ пользователей ЭСО к данным ресурсам.
Дистрибутив ЭСО, записанный на информационных носителях, должен включать:

• упакованную версию ЭСО для установки и программу установки;


• метаданные;


• краткое руководство по установке ЭСО;


• лицензионное соглашение (в том числе для свободно распространяемых средств обучения);


• эксплуатационную документацию;


• средства автозапуска.

При наличии печатной эксплуатационной документации ее неупакованная электронная версия в дистрибутиве может отсутствовать. Эксплутационная документация в электронном виде должна входить в упакованную версию ЭСО для установки.
Рекомендуется обеспечить возможность работы с ЭСО непосредственно с дистрибутивного носителя, т.е. без установки средства обучения на компьютер пользователя. В этом случае в дистрибутив также должны входить:

• развернутая версия ЭСО, запускаемая непосредственно с дистрибутивного носителя;


• упакованная версия системных компонентов для установки на компьютер пользователя и программа их установки;


• краткое руководство по установке системных компонентов.

Краткое руководство по установке ЭСО должно содержать:

• требования к аппаратно-программной конфигурации вычислительной системы для функционирования ЭСО (описание минимальной и оптимальной конфигураций);


• описание ресурсов вычислительной среды, используемых ЭСО;


• перечень системных компонентов, устанавливаемых на клиентской вычислительной системе, и описание изменений, вносимых в ее конфигурацию;


• технические особенности установки и настройки ЭСО.

Краткое руководство по установке и лицензионное соглашение должны быть представлены в файлах стандартных распространенных форматов. При загрузке дистрибутивного носителя в дисковод средства автозапуска должны обеспечивать один из следующих вариантов:

• запуск основной программы установки ЭСО;


• запуск ЭСО с дистрибутивного носителя (если такая возможность предусмотрена);


• вывод меню, позволяющего выбирать нужную операцию (установка ЭСО, запуск ЭСО с дистрибутивного носителя, установка системных компонентов, просмотр краткого руководства по установке, просмотр лицензионного соглашения и др.).

Дистрибутив ЭСО, распространяемый через Интернет, должен быть реализован в виде единого файла, который представляет собой программу установки, включающую упакованную версию ЭСО и метаданные, или архив, содержащий указанные компоненты (упакованную версию ЭСО, метаданные и программу установки).
Для установки системных компонентов, необходимых для работы с ЭСО в режиме удаленного доступа, должны быть предусмотрены соответствующие средства установки (дистрибутивы). Для установки системных компонентов, которые могут применяться независимо друг от друга (например, в рамках разных конфигураций ЭСО), могут использоваться отдельные дистрибутивы (в том числе, разработанные третьими лицами).
Для функциональных компонентов ЭСО, которые могут использоваться в самостоятельном качестве, должны быть предусмотрены средства автономной установки, реализованные в виде отдельных дистрибутивов (упакованных версий данных компонентов и программ их установки) либо обеспечиваемые режимом выборочной установки основной программы установки ЭСО. Автономные программы установки функциональных компонентов ЭСО должны вызываться из меню, выводимого средствами автозапуска дистрибутивного носителя.
Программы установки должны реализовывать типовой сценарий установки, понятный пользователям, не обладающим существенными навыками работы на компьютере.
Средства диалога программы установки ЭСО должны обеспечивать:

• вывод на экран краткого руководства по установке;


• вывод на экран лицензионного соглашения;


• ввод информации о принятии или непринятии лицензионного соглашения (во втором случае программа установки должна завершать работу);


• выбор или ввод имени каталога для установки компонентов ЭСО;


• выбор или ввод раздела системного меню для размещения ярлыков.

Программа установки должна обеспечивать:

• полную и корректную установку на клиентскую вычислительную систему компонентов ЭСО и системных компонентов, соответствующих выбранным параметрам установки;


• внесение изменений в конфигурацию вычислительной системы для интеграции установленных системных компонентов и поддержки функционирования ЭСО (включая регистрацию ЭСО в качестве приложения);


• создание ярлыков для вызова компонентов ЭСО.

Для установки системных компонентов могут использоваться автономные дистрибутивы, вызываемые из программы установки ЭСО.
Если устанавливаемый системный компонент потенциально замещает аналогичный компонент, используемый в вычислительной системе, то программа установки должна проинформировать об этом пользователя и предоставить ему средства для выбора одного из следующих вариантов:

• заместить имеющийся компонент устанавливаемым компонентом;


• не устанавливать данный системный компонент;


• сохранить имеющийся компонент под другим именем и установить замещающий его компонент.

В ЭСО должны быть предусмотрены средства его автоматического удаления (деинсталляции) с клиентской вычислительной системы. Они должны обеспечивать полное удаление установленных ранее компонентов и отмену изменений, внесенных в конфигурацию вычислительной системы.
ЭСО должно иметь эксплуатационную документацию.

Реализация интерактивной справки по работе с ЭСО не исключает необходимость наличия эксплуатационной документации.
Эксплуатационная документация по ЭСО представляется в электронном виде в формате, допускающем распечатку материалов как целостных документов (т.е. не только по статьям или экранам). Дистрибутивный комплект ЭСО, распространяемого на информационных носителях, может содержать эксплуатационную документацию в печатном виде.
Каждый функциональный компонент ЭСО, который может использоваться в самостоятельном качестве, должен иметь отдельную эксплуатационную документацию.
Эксплуатационная документация должна содержать сведения по установке, настройке и порядку работы с ЭСО, а также рекомендации по его использованию в учебном процессе. Она должна отражать все существенные аспекты применения средства обучения, достаточные для его быстрого освоения.
Эксплуатационная документация должна быть изложена простым доступным языком, ориентированным на пользователей, не обладающих глубокими навыками работы на компьютере.
Содержание эксплуатационной документации должно быть адекватно реализации ЭСО.
Содержание эксплуатационной документации может быть декомпозировано на части, излагаемые в отдельных документах, ориентированных на разные категории читателей. Например, в состав эксплуатационной документации могут входить три документа:

• руководство учащегося;


• руководство преподавателя;


• руководство системного администратора.

Технические и методические вопросы использования ЭСО могут излагаться в разных документах. Например, эксплуатационная документация может включать:

• руководство по применению ЭСО;


• методические указания для учащихся по работе с ЭСО;


• методические указания для преподавателей по использованию электронного средства в обучении школьников.

Технические аспекты рассматриваются в первом документе, методические - во втором и третьем.
Ключевые вопросы, связанные с установкой ЭСО, должны быть представлены в кратком руководстве по установке, которое выводится на экран программой установки в начале ее работы и содержится в неупакованном виде в дистрибутиве ЭСО, распространяемого на информационных носителях.

5.2 Психолого-педагогические требования к электронным средствам обучения

Дидактические, методические и психологические требования, предъявляемые к электронным средствам обучения

Электронные средства обучения, создаваемые учителями, должны отвечать стандартным дидактическим требованиям, предъявляемым к традиционным учебным изданиям

, таким как учебники, учебные и методические пособия. Дидактические требования соответствуют специфическим закономерностям обучения и, соответственно, дидактическим принципам обучения. Далее рассмотрены стандартные дидактические требования к ЭСО.
Требование научности

обучения с использованием ЭСО означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, предоставляемого ЭСО с учетом последних научных достижений. Процесс усвоения учебного материала с помощью компонент ЭСО должен строиться в соответствии с современными методами научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, метод моделирования, в том числе и математического, а также метод системного анализа.
Требование доступности

обучения, осуществляемого с использованием ЭСО, означает необходимость определения степени теоретической сложности и глубины изучения учебного материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся. Недопустима чрезмерная усложненность и перегруженность учебного материала, при которой овладение этим материалом становится непосильным для обучаемого.
Требование обеспечения проблемности

обучения обусловлено самой сущностью и характером учебно-познавательной деятельности. Когда учащийся сталкивается с учебной проблемной ситуацией, требующей разрешения, его мыслительная активность возрастает. Уровень выполнимости данного дидактического требования с помощью ЭСО может быть значительно выше, чем при использовании традиционных учебников и пособий.
Требование обеспечения наглядности

обучения означает необходимость учета чувственного восприятия изучаемых объектов, их макетов или моделей и их личное наблюдение учащимся. Требование обеспечения наглядности в случае ЭСО реализуется на принципиально новом, более высоком уровне. Распространение систем виртуальной реальности позволит в ближайшем будущем говорить не только о наглядности, но и о полисенсорности обучения.
Требование обеспечения сознательности

обучения, самостоятельности и активизации деятельности

обучаемого предполагает обеспечение учебным материалом самостоятельных действий учащихся по извлечению учебной информации при четком понимании конечных целей и задач учебной деятельности. При этом осознанным для обучающегося является то содержание, на которое направлена его учебная деятельность. В основе ЭСО должен лежать деятельностный подход. Поэтому в соответствующих информационных ресурсах должна прослеживаться четкая модель деятельности учащегося. Мотивы его деятельности должны быть адекватны содержанию учебного материала. Для повышения активности обучения ЭСО должен генерировать разнообразные учебные ситуации, формулировать разнообразные вопросы, предоставлять обучаемому возможность выбора той или иной траектории обучения, возможность управления ходом событий.
Требование систематичности и последовательности

обучения при использовании ЭСО означает обеспечение последовательного усвоения учащимися определенной системы знаний в изучаемой предметной области. Необходимо, чтобы знания, умения и навыки формировались в определенной системе, в строго логическом порядке. Для этого необходимо:

• 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:

• на основе общих команд навигации;


• на основе команд навигации, жестко связанных с фрагментами учебного материала;


• автоматические переходы в презентациях;


• переходы по "истории";


• автоматические переходы по командам внешних или внутренних средств управления учебным процессом.

Общие команды навигации соответствуют типовым направлениям переходов: к следующей, предыдущей, первой и последней структурным единицам в последовательности структурных единиц, к опорным (выделенным) структурным единицам в рамках подчиняющей структурной единицы, переходы на уровень вверх и вниз в иерархии структурных единиц, обращение к дополнительному материалу, вызов иллюстрации и т.д.
Средства управления, служащие для вызова таких команд, являются общими для учебного материала. Обычно в таком качестве используются кнопки, группируемые в панель управления, реже - гиперссылки, интерактивные элементы гипермедиа, меню и др.
Действие навигации определяется командой и контекстом, в котором она выдана. В простейшем случае контекст задает текущая структурная единица учебного материала.
Команды навигации, жестко связанные с фрагментами учебного материала, полностью определяют соответствующие действия навигации. Как правило, для вызова таких команд служат реализованные в учебном материале гиперссылки, интерактивные элементы гипермедиа.
В "истории" работы пользователя с ЭСО фиксируется фактическая траектория навигации по учебному материалу, т.е. последовательность его пройденных структурных единиц. Список наименований этих единиц позволяет переходить к ним. В ЭСО могут быть предусмотрены средства навигации по "истории", обеспечивающие ее воспроизведение (вызовы вошедших в нее структурных единиц учебного материала) в прямом и обратном направлениях.
Реализация автоматических переходов по учебному материалу по командам средств управления учебным процессом является одним из способов обеспечения адаптивности навигации. Данный способ навигации, в частности, может применяться в рамках контрольных мероприятий (при их нормальном или досрочном завершении в случае превышения предельного числа ошибок), по окончании проработки части курса (раздела, подраздела), в начале сеанса взаимодействия с ЭСО, когда выполняется переход к структурной единице учебного материала, с которой обучаемому предлагается начать или продолжить работу.
Средства навигации должны соответствовать структуре учебного материала, реализуемым дидактике и методике. Ограничения навигации должны быть обоснованы с методических или технологических позиций.
В ЭСО должны использоваться согласованные средства навигации.
Средства управления навигацией должны быть простыми, интуитивно понятными пользователям, не обладающим глубокими навыками работы на компьютере.
Средства управления навигацией должны отражать доступность соответствующих переходов в данный момент.
Пользователю должна предоставляться информация о результатах действий навигации, доступных в данный момент, и связанных с их выполнением существенных технических эффектах (например, времени загрузки по сети объемного компонента).
Для упрощения навигации рекомендуется предусматривать дополнительные средства и приемы:

• представление места текущей структурной единицы учебного материала в его общей структуре (например, путем выделения соответствующего элемента в блоке содержания);


• определение "точки возврата" - структурной единицы учебного материала, к которой можно оперативно перейти, минуя пройденную траекторию навигации (точкой возврата может служить структурная единица, с которой начат сеанс работы с ЭСО, блок содержания, опорная структурная единица, связанная с данным разделом курса, произвольная структурная единица, установленная пользователем);


• отражение средствами управления навигацией их назначения, типов задающих переходы отношений между структурными единицами учебного материала, наименований или адресов целевых структурных единиц, типов вызываемых мультимедийных компонентов;


• выдача советов и рекомендаций по навигации и др.

Панель управления навигацией в ЭСО может включать элементы, связанные с другими способами доступа к учебному материалу (кнопки вызова общих информационных компонентов и панели поиска учебного материала, средства установки закладок и переходов по ним).
К функции ЭСО по представлению учебного материала и обеспечению взаимодействия с ним

относятся:

• представление (отображение, воспроизведение) учебного материала, принадлежащего текущей структурной единице, в соответствии с настройками пользовательского интерфейса ЭСО;


• выполнение сценария презентации (демонстрации) учебного материала;


• управление представлением учебного материала (без выполнения действий навигации) - протяжка текста, рисунков, списков, таблиц, увеличение и уменьшение графических изображений, взаимодействие с интерактивными визуальными представлениями и т.д.;


• управление воспроизведением мультимедийного компонента (пуск, останов, покадровый просмотр, переход к началу, концу и произвольной позиции, повторное воспроизведение, изменение скорости и направления воспроизведения, регулировка громкости и др.);


• управление выполнением сценария презентации (демонстрации) - пуск, останов, переход к указанному этапу, повторное воспроизведение и др.;


• реализацию дидактических приемов, связанных с проработкой учебного материала;


• печать выделенного фрагмента учебного материала;


• копирование выделенного фрагмента учебного материала в буфер промежуточного хранения;


• экспорт выделенного информационного компонента учебного материала в файл внешнего формата;


• взаимодействие с общими информационными компонентами ЭСО (отображение, навигация в рамках общего информационного компонента, поиск и др.).

Перечисленные функции должны создавать условия для эффективной реализации дидактических возможностей ЭСО.
Средства управления воспроизведением мультимедийных компонент и средств управления выполнением сценария презентации (демонстрации) должны отражать текущее состояние воспроизводимого или выполняемого объекта, а также доступность команд управления в данный момент.
К данной группе функциональных характеристик также относятся состав используемых форм представления информации (типов мультимедийных компонентов) и уровень интерактивности ЭСО. Названные характеристики должны соответствовать назначению ЭСО и создавать условия для эффективной реализации их дидактических возможностей.
К функции моделирования изучаемых объектов, процессов или явлений

относятся:

• предъявление постановки исследовательской задачи;


• интерактивное построение модели изучаемого объекта или процесса;


• визуализацию модели;


• манипулирование параметрами модели;


• ввод исходных данных и определение программы (сценария) эксперимента;


• проведение эксперимента на модели в соответствии с определенной программой (сценарием), установленными параметрами и исходными данными;


• фиксацию (протоколирование) и визуальное представление результатов моделирования (в виде таблиц, графиков, диаграмм и т.д.);


• обработку результатов моделирования;


• формулирование заключения (выводов) по исследовательской задаче;


• предоставление информационной помощи по запросам обучаемого;


• контроль и оценивание сформулированного заключения и действий пользователя по выполнению исследовательской задачи;


• сохранение описания модели, ее параметров, программы (сценария) эксперимента, исходных данных и результатов моделирования на информационном носителе; загрузку перечисленных компонентов с информационного носителя;


• печать визуального представления модели, программы (сценария) эксперимента, исходных данных и результатов моделирования.

Точностные и временные характеристики реализаций моделей должны соответствовать изучаемой предметной области и педагогическим задачам, решаемым с помощью ЭСО.
Для обработки результатов моделирования могут использоваться внешние по отношению к ЭСО средства. Для обеспечения этого в ЭСО могут быть предусмотрены возможности экспорта результатов моделирования в соответствующих форматах.
Рекомендуется, чтобы ЭСО обеспечивало персонализацию исследовательских задач (путем приписывания их вариантов разным обучаемым или автоматической генерации вариантов задач).
При сохранении на информационном носителе и загрузке с него данных, используемых и формируемых при моделировании, должна обеспечиваться их персонализация.
Функции моделирования также могут применяться в режимах выполнения учебно-тренировочных задач, используемых для закрепления знаний, формирования и развития умений и навыков, а также контроля знаний, умений и навыков.
Для контроля знаний и умений

в ЭСО предусматриваются вопросы, учебно-тренировочные задачи, задания, тесты (далее - задачи). Основным средством контроля служат задачи, результаты и ход выполнения которых оцениваются автоматически.
Серии задач выполняются в рамках контрольных мероприятий (блоков контроля). Кроме того, задачи могут включаться в учебный материал, обеспечивая текущий контроль.
Задачи должны соответствовать содержанию и назначению ЭСО.
В зависимости от охвата учебного материала и назначения выделяют четыре вида блоков контроля:

• входной - выполняется в начале работы с ЭСО и служит для оценивания исходной подготовленности обучаемого по предмету;


• промежуточный - охватывает учебный материал, рассчитанный на несколько часов контактного времени, выполняется непосредственно после его проработки и служит для оперативного оценивания его усвоения;


• рубежный - соответствует зачету по части курса (главе, разделу) и обеспечивает выборочную проверку приобретенных в его рамках знаний и умений;


• итоговый - покрывает содержание курса в целом; его результаты служат основой для аттестации обучаемого.

ЭСО, а также компьютерные средства теоретической и практической подготовки, которые могут выступать в качестве функциональных компонентов ЭСО, должны иметь средства итогового или рубежных контролей, в совокупности покрывающих соответствующие курсы.
Задачи, входящие в блок контроля, должны покрывать соответствующую ему часть курса и быть достаточными для обоснованной оценки приобретаемых в рамках нее знаний и умений.
Блок контроля обеспечивают следующие основные функции:

• выбор задачи или генерация ее варианта и предъявление условия обучаемому;


• обеспечение возможностей взаимодействия обучаемого с моделью задачи;


• обеспечение возможности ввода ответа (результата);


• предоставление информационной помощи по задаче по запросам обучаемого;


• демонстрация эталонного решения задачи;


• контроль действий обучаемого, а также промежуточных и итогового результатов, пояснение допущенных ошибок;


• контроль параметров, отражающих требования к выполнению задачи (время решения, предельное количество ошибок, предельные количества обращений к различным видам информационной помощи и др.);


• контроль параметров, отражающих требования к прохождению блока контроля (общее время выполнения, предельное суммарное количество ошибок, предельные суммарные количества обращений к различным видам информационной помощи и др.);


• оценивание уровня знаний (умений) обучаемого и формирование рекомендаций по корректировке учебного процесса по результатам контроля;


• сбор и обработка сведений о ходе и результатах контроля, запись их в протокол или передача системе управления учебным процессом, вывод обобщенных данных на экран и печать.

В компьютерных тренажерных системах каждой задаче соответствует сценарий тренажа, описывающий определенную психолого-педагогическую стратегию. Процесс тренажа обеспечивают следующие дополнительные функции:

• моделирование поведения или функционирования изучаемых объектов и среды деятельности;


• формирование внешнего представления изучаемых объектов и среды деятельности, а также обеспечение возможностей имитации воздействий на них со стороны обучаемого;


• поддержка взаимодействия обучаемых при отработке совместной деятельности в рамках многоролевого тренажа;


• организация и управление учебно-тренировочным процессом на основе психолого-педагогической стратегии, описанной в сценарии тренажа (выполнение сценария).

В ЭСО могут быть предусмотрены возможности, позволяющие преподавателям, курирующим учебный процесс, определять:

• количество, состав и степень сложности задач, включаемых в блоки контроля;


• параметры, отражающие требования к выполнению отдельных задач и контрольных мероприятий в целом;


• правила и критерии, используемые при оценивании уровня знаний (умений).

Соответствующие показатели могут описываться в индивидуальных заданиях обучаемых либо устанавливаться для групп пользователей ЭСО. Указанные возможности обеспечивают средства настройки ЭСО.
К рассматриваемой группе функциональных характеристик также относятся:

• количество задач, представленных в ЭСО (общее и по блокам контроля);


• возможности генерации задач и количество моделей задач, определяющих их типы;


• структура массива задач (декомпозиция задач по типам, по сложности, по тематике и др.);


• характеристики интерактивных моделей, используемых в задачах;


• возможности алгоритма контроля (правила выбора предъявляемой задачи, система качественных оценок решения и глубина оценивания, состав контролируемых показателей, возможности диагностики причин ошибок и др.);


• набор настраиваемых параметров и возможности их индивидуализации;


• перечень видов информационной помощи, предоставляемых обучаемому;


• состав данных о ходе и результатах контроля, заносимых в протокол или передаваемых системе управления учебным процессом.

По завершении выполнения блока контроля обучаемому должна быть предоставлена информация о достигнутых результатах.
В случае реализации функции автоматического оценивания уровня знаний (умений) наряду с полученной оценкой обучаемому и преподавателю должны предоставляться фактические данные о ходе и результатах контроля.
Рекомендуется, чтобы ЭСО обеспечивал возможности генерации задач и индивидуализации средств контроля.
Управление учебным процессом

в ЭСО обеспечивают шесть групп функций, а именно:
1) регистрация и идентификация пользователей ЭСО;
2) сбор информации о работе обучаемого с ЭСО;
3) запись файла протокола работы обучаемого с ЭСО (в случае отсутствия сопряжения с системой управления учебным процессом);
4) взаимодействие с системой управления учебным процессом;
5) поддержка взаимодействия обучаемого с преподавателем и другими обучаемыми (в сетевых средства обучениях, рассчитанных на совместную учебную деятельность);
6) контроль и корректировка учебного процесса в соответствии с индивидуальным заданием обучаемого, а также психолого-педагогической концепцией, дидактикой и методикой, реализуемыми при помощи ЭСО.
Функции регистрации и идентификации пользователей могут быть реализованы либо в системе управления учебным процессом, либо в ЭСО, работающем в условиях отсутствия сопряжения с такой системой. В первом случае информация о пользователе передается системой управления учебным процессом ЭСО при его запуске. Регистрационные данные служат основой для разграничения прав доступа пользователей к функциям и компонентам ЭСО.
К информации о работе обучаемого с ЭСО относятся любые сведения, которые могут быть полезны для учета, контроля и корректировки учебного процесса. Они могут представлять траекторию навигации по учебному материалу, время, затраченное на проработку его структурных единиц, данные о ходе и результатах выполнения блоков контроля и др.
Информация о работе обучаемого с ЭСО может передаваться системе управления учебным процессом для сохранения в базе данных обучаемых либо в случае отсутствия сопряжения с такой системой записываться в файл протокола.
ЭСО должно обеспечивать сохранение данных о ходе и результатах контроля знаний и умений путем передачи их системе управления учебным процессом или записи в протокол.
Информация о работе обучаемого с ЭСО, передаваемая системе управления учебным процессом или заносимая в протокол, должна быть достаточной для обоснованной оценки преподавателем состояния выполнения обучаемым его текущего индивидуального задания и учебной программы в целом.
Обязательными компонентами записи, соответствующей сеансу взаимодействия с ЭСО и заносимой в протокол, являются:

• идентификационные данные обучаемого (фамилия, имя, отчество, шифр учебной группы и т.д.);


• дата и время начала и окончания работы с ЭСО;


• информация о выполнении индивидуального задания (при его наличии);


• сведения о пройденном контроле знаний (умений) - параметры, отражающие требования к выполнению отдельных задач и контрольных мероприятий в целом, фактические результаты по блокам контроля, полученные оценки и рекомендации по корректировке учебного процесса (в случае их формирования ЭСО).

ЭСО может обеспечивать возможность настройки состава и степени детальности представления информации, заносимой в протокол.
Взаимодействие ЭСО с системой управления учебным процессом включает:

• прием ЭСО информации для настройки на пользователя и его индивидуальное задание;


• передача системе управления учебным процессом собранных сведений о работе обучаемого с ЭСО и измененных параметров настройки для сохранения в базе данных обучаемых;


• прием и выполнение ЭСО команд по корректировке учебного процесса (команд навигации, изменений, вносимых в индивидуальное задание обучаемого, и др.).

Функции контроля и корректировки учебного процесса обеспечивают реализацию дидактических и методических составляющих управления учебным процессом внутренними средствами ЭСО. Они используют информацию о работе обучаемого с ЭСО и ориентированы на применение в условиях отсутствия сопряжения с системой управления учебным процессом.
Функции данной группы обеспечивают:

• динамическую настройку учебного материала и средств ЭСО, реализующих дидактические функции, на особенности обучаемого (уровень его подготовленности, результаты и стиль работы с ЭСО);


• оценивание состояния выполнения индивидуального задания обучаемого и его текущей компетенции в рассматриваемой предметной области;


• определение рекомендуемой траектории навигации;


• формирование и выдачу команд навигации на основе состояния выполнения индивидуального задания обучаемого и его текущей компетенции;


• прогнозирование успешности подготовки;


• выработку методических рекомендаций по корректировке учебного процесса и др.

Служебные функции

непосредственно не связаны с назначением электронных средств обучения, но обеспечивают ряд дополнительных возможностей при их использовании в подготовке школьников.
Основными служебными функциями являются:

• защита информации от несанкционированного доступа;


• предоставление справки по работе с ЭСО;


• разграничение прав доступа пользователей ЭСО к его функциям и компонентам;


• демонстрация основных возможностей ЭСО и приемов работы с ним;


• поддержка регистрации ЭСО через сеть Интернет;


• поддержка обновления ЭСО через сеть Интернет.

Функции разграничения прав доступа могут предусматриваться в ЭСО, рассчитанных на работу в условиях отсутствия сопряжения с системой управления учебным процессом. Основой для разграничения прав доступа служат регистрационные данные пользователя ЭСО.
Демонстрацию основных возможностей ЭСО и приемов работы с ним могут обеспечивать как встроенный режим ЭСО, так и внешняя презентация.
Функция регистрации ЭСО через сеть Интернет может предусматриваться в средствах обучения, запускаемых с дистрибутивного носителя, жесткого диска пользовательского компьютера или сервера локальной вычислительной сети, для защиты от несанкционированного копирования дистрибутива и применения средства обучения в несанкционированных условиях, а также для поддержки сопровождения ЭСО.
Функция обновления ЭСО через сеть Интернет может предусматриваться в средствах обучения, запускаемых с жесткого диска пользовательского компьютера или сервера локальной вычислительной сети. Ее реализация актуальна при создании электронных средств обучения по быстроразвивающимся школьным дисциплинам.

5.4. Соблюдение требований эргономики при разработке электронных средств обучения

Дизайн-эргономические и эстетические требования. Требования охраны здоровья учащихся и учителей. Требования к оформлению сопроводительной документации

Эргономические требования
к электронным средствам обучения строятся с учетом возрастных особенностей обучаемых, обеспечивают повышение уровня мотивации к обучению, устанавливают требования к представлению информации.
Основным эргономическим требованием является требование обеспечения гуманного отношения

к обучаемому, организации в ЭСО и его компонентах дружественного интерфейса, обеспечения возможности использования обучаемыми необходимых подсказок и методических указаний, свободной последовательности и темпа работы, что позволит избежать отрицательного воздействия на психику, создаст благожелательную атмосферу на занятиях.
Требования здоровьесберегающего и эргономического характера
, предъявляемые к разработке и использованию ЭСО соответствуют гигиеническим требованиям и санитарным нормам работы с компьютерной техникой.
Для анализа ЭСО большое значение имеют требования к режиму труда и отдыха при работе с видео-дисплейными терминалами (ВДТ) и персональными компьютерами: электронные ЭСО должны быть разработаны таким образом, чтобы время функционирования ЭСО не превышало санитарные нормы работы с компьютерной техникой.
Соответствие ЭСО возрастным особенностям учащихся и санитарным нормам работы с компьютерной техникой являются одним из основных условий эффективности. Несоответствие этим требованиям приведет или к не восприятию части информации учащимися (в случае с требованиями возрастных особенностей), или к ухудшению здоровья (санитарно-гигиенические требования).
Эстетические требования
тесно связаны с эргономическими требованиями и устанавливают соответствие эстетического оформления функциональному назначению ЭСО, упорядоченность и выразительность графических и изобразительных элементов учебной среды, соответствие цветового колорита назначению ЭСО.
Требования к оформлению документации
, сопровождающей электронные средства обучения, обосновывают необходимость грамотного и подробного оформления методических указаний и инструкций для педагогов и обучаемых.
Создание ЭСО должно сопровождаться соответствующим документированием с целью обеспечения интерфейса между разработчиками, заказчиками и пользователями ЭСО, а также для обеспечения возможности освоения и совершенствования функций компонентов ЭСО.
Документация к ЭСО должна быть полной и соответствовать реальным ресурсам, входящим в средство обучения.
Документация к ЭСО должна обеспечивать неснижаемую эффективность эксплуатации ЭСО.
Документация к ЭСО должна способствовать мобильности и повторного использования их компонентов.