10.06.2012 4666

Организация представления учебной информации на портале

 

Одним из основных вопросов функционирования информационно-образовательного портала является его информационное наполнение - контент. Его полнота и структурированность в большей степени определяют эффективность использования всего портала в учебном процессе.

Весь объем представляемой на портале информации может быть разбит на несколько категорий:

- учебно-методическая информация;

- административная информация;

- техническая информация.

Ядром информационно-образовательного портала является система образовательных ресурсов.

Одной из первоочередных задач разработки информационно - образовательного портала ВУЗа является создание каталога образовательных Интернет-ресурсов, которые планируется предоставлять пользователям. В этом плане можно выделить:

- создание эффективного механизма поиска ресурсов, интересующих конкретного пользователя;

- ревизия наличия и отсутствия образовательных ресурсов, относящихся к различным категориям;

- содействие созданию качественных образовательных Интернет ресурсов.

Однако в процессе образования могут быть так или иначе использованы практически любые информационные ресурсы, что неизбежно приводит к тому, что понятие «портала» подменяется понятием «электронной библиотеки» - простым дублированием библиотечных каталогов. Таким образом, на начальном этапе возникает необходимость уточнения, что такое «информационные ресурсы», какие категории информационных ресурсов подлежат каталогизации на данном этапе и т.д.

Под Интернет ресурсами понимаются:

- файл или набор файлов в различных форматах, в том числе и архивированные, содержащие текст, текст с графикой, мультимедиа данные, исполняемую программу или дистрибутивный набор программного продукта, который в процессе использования передаются через Интернет на компьютер пользователя;

- интерактивные системы с Web интерфейсом (информационно-поисковые системы, банки и базы данных, словари, энциклопедии, электронные учебники, системы тестирования, экспертные системы и т.п.);

Образовательные Интернет ресурсы являются сужением предыдущего понятия, они включают в себя:

- Интернет ресурсы, созданные специально для использования в процессе обучения (образовательные и учебно-методические материалы) на определенной ступени образования и для определенной предметной области;

- Интернет ресурсы, предназначенные для информационного обеспечения системы образования, деятельности образовательных учреждений или органов управления образованием.

Таким образом, образовательные ресурсы портала не включают печатные издания; научные, развлекательные, информационные, рекламные материалы; материалы на CD-ROM, магнитных кассетах и других носителях, которые не доставляются через Интернет.

В настоящее время можно выделить следующие проблемы, связанные с отбором информационно-учебного наполнения порталов:

1. Эффект вавилонской башни. Если в случае бумажных учебников существуют общие стандарты, позволяющие использовать один и тот же учебник в совершенно разных учебных заведениях. Кроме универсальности содержимого учебника, очень важна универсальность носителя информации - книги. Самый плохой студент знает, как пользоваться книгой, и это делает книгу незаменимым средством для работы. С электронными форматами дело обстоит по-другому. Универсальный, общепринятый формат представления учебных материалов отсутствует. Создано довольно много оболочек для организации дистанционного и открытого образования, включающих системы подготовки электронных учебных материалов. И в каждой оболочке формы представления электронно-методических материалов и их использования в учебном процессе решены по-своему. Где-то используется doc-формат, где-то HTML и другие стандарты вплоть до сканированных страниц учебников, в оболочках реализованы собственные методы управления учебными материалами. Это означает, что жизненный цикл учебных материалов зависит в первую очередь не от значимости содержимого электронных курсов, а от того, насколько адекватны формы представления этих курсов. У учебного материала, подготовленного в оболочке со специфичным внутренним представлением материала, жизненный цикл накрепко связан с жизнеспособностью самой оболочки. Если в дальнейшем оболочка погибнет, погибнет и электронный курс.

2. Локальность. Специфичность формата представления учебного материала способна резко ограничить сферу его применимости. Например, если курс организован в некоторой оболочке с особыми правилами представления материалов, возможности его использования также ограничены этой оболочкой.

3 Сложность информационных технологий. Хорошо известно, что чтение с монитора компьютера значительно уступает по комфортности книге. Поэтому, чтобы быть реально полезным, учебный материал в электронной форме должен обеспечивать дополнительные возможности для студента. В первую очередь это касается грамотной навигации по материалам курса и использования мультимедийных возможностей. Без этих дополнительных качеств коэффициент полезного действия электронного учебного пособия будет весьма низок. Эта задача вступает в противоречие с необходимостью широкомасштабного создания электронных пособий. Специалистам в других областях непросто использовать продвинутые информационные средства. Поэтому в основном будут использоваться базовые средства, обеспечивающие лишь малую толику возможностей, предоставляемых компьютером.

4. «Вещь в себе». Развитый электронный курс состоит из целого набора блоков и файлов, реализующих методику обучения предмета. Курс может включать лекции, практические занятия, тесты, справочные материалы. Кроме того, материал может предполагать несколько сценариев его использования, например, как полного курса обучения, так и обзорного курса и справочника. Структура учебного пособия и его сценарии требуют специальных средств для своего описания. Если такие описания не подчиняются стандартам, каждцй разработчик следует либо своим доморощенным правилам организации структуры курса, либо правилам локальной оболочки, в которой он работает. Построенный по собственным уникальным правилам, электронный курс не приспособлен к независимой жизни и автоматической обработке (скажем, для подключения к другой системе дистанционной подготовки) и может потребовать от преподавателей и студентов, использующих курс, дополнительных усилий на подготовку для работы с ним.

5. Бессистемность. Практика показывает, что разработчик всегда пытается обойтись в работе теми средствами, в которых он уже разобрался. Простейший пример - не редкость, когда при наборе материала используется ручной способ расстановки переносов и ручная нумерация страниц, хотя любой редактор подготовки документов предоставляет для этого автоматические средства. Как результат - последующие проблемы с корректировкой материала и другие неприятности. И такие проблемы проявляются на всех уровнях. В итоге подготовленный материал организуется в бессистемной и нетехнологичной с информационной точки зрения манере.

6. Экономическая неэффективность. Как правило, автор разрабатывает курс «с нуля», проходя все этапы его создания. Для качественной работы необходимо пройти целую технологическую цепочку, включающую разработку контента курса (при этом большие блоки курса могут дублировать уже имеющиеся в других местах учебные ресурсы), работу web-специалиста по грамотной реализации курса, специалиста в мультимедийных технологиях для создания наглядных средств. Необходимо зафиксировать авторские права, связанные с ресурсом, возможно, провести экспертную оценку курса, его рецензирование, утверждение на соответствующем методическом совете. Эксплуатация курса может потребовать технической поддержки и ресурсов Интернета. Если курс используется ограниченным контингентом студентов, то удельная себестоимость курса на одного студента, как с финансовой стороны, так и с точки зрения задействованных человеческих ресурсов будет значительно превышать себестоимость его обучения классическими методами. А это значит, что разработка качественных электронных ресурсов «с нуля» для ограниченного числа студентов лишена смысла. Эта проблема является серьезным барьером для перехода к широкомасштабному созданию онлайновых образовательных ресурсов.

7. Трудности массового вовлечения работников образования. Многим хорошо известно, какие усилия требуются, чтобы подвигнуть преподавателей к созданию собственных информационных ресурсов. Преподаватели часто консервативны - полезное качество, обеспечивающее стабильность и устойчивость системы. К сожалению, это качество обуславливает трудности с внедрением принципиально новых методов работы. Дело усугубляется неравномерной подготовкой преподавателей и других участников образовательного процесса в области информационных технологий, наличием определенного психологического барьера.

Для создания целостной информационной среды системы порталов требуется проведение грамотной и тщательно продуманной технологической политики. Однако многие считают, что сильная политика, например, введение стандартов, способна затормозить процесс широкомасштабного создания информационных ресурсов в образовании. Преподавателям и так трудно начать активную работу с компьютером, а при наличии технологических ограничений появляется дополнительный барьер. Это мнение ошибочно. Современные информационные технологии и методы достигли того уровня, когда решение перечисленных проблем способно не только не затруднить, а в значительной степени облегчить работу авторов электронных образовательных материалов. С другой стороны, перечисленные проблемы являются ключевыми при организации не только локального пространства ВУЗа, но и единого образовательного пространства России. Без их решения единая среда рассыпается на мелкие несовместимые составляющие с многократным дублированием учебных материалов, распылением средств на локальные учебные системы. И огромную объединительную роль здесь способна сыграть система образовательных порталов, продвигающая новые формы работы, демонстрирующая возможности информационных технологий, формирующая единую среду обмена ресурсами, обеспечивающая участников образовательного процесса необходимым инструментарием.

Функциональная модель образовательных порталов должна быть подчинена решению этих задач. В реализации функций порталов, обеспечении их системообразующей роли принципиально важна собственная информационно-технологическая организация порталов. В последние годы информационным сообществом были созданы мощные средства, позволяющие эффективно решать эту проблему. Это касается как универсальных концепций и средств, так и рассмотренных ниже информационных технологий, ориентированных на образовательную среду.

Концепция отделения содержания от представления позволяет разработчику информационного материала сконцентрироваться на структурировании материала на содержательном уровне, не тратя времени на параллельную и рутинную работу, связанную с его (поли) графическим представлением. Сформированная разработчиком структура материала на содержательном уровне позволяет системе генерировать графические представления документа автоматически. Разрабатывая материал, автор находится в привычной для него среде предметной области, просто перенося в компьютер ту структуру учебного материала, которая находится у него в голове. Такой подход способен в значительной степени сократить сложность и время работы. Кроме автоматического генерирования внешнего представления содержательно структурированного материала, принцип разделения содержания и представления документа дает значительные возможности для использования других автоматических сервисов, в частности, динамической каталогизации и «интеллектуального» поиска в электронной библиотеке учебных материалов.

Принципы открытых стандартов, иерархические стандарты позволяют избежать жесткой централизации, излишней зарегулированности механизмов сбора и распространения образовательной информации при одновременном обеспечении единства образовательной информационной среды. Иерархия открытых стандартов означает, что стандарты более высокого уровня соответствуют более четким и регулярным договоренностям, а стандарты нижнего уровня определяют тот минимальный уровень согласия, без которого образовательная информационная система перестает существовать как единое целое. Следование стандартам более высоких уровней гарантирует максимальное расширение сфер применимости данного информационного ресурса и возможность привлечения для работы с ним целого спектра продвинутых сервисов. Стандарты нижнего уровня доступны самому широкому кругу участников процесса, позволяя при этом обеспечить регулярную технологически выверенную работу порталов и других информационных образовательных систем, а также обмен образовательными ресурсами.

Открытые стандарты являются основой для взаимодействия (интероперабельности) между различными информационными системами поддержки учебного процесса, обеспечивают независимость образовательных ресурсов от конкретных систем. Именно открытые стандарты помогают найти путь между двумя противоречивыми требованиями: технологические решения не должны приводить к творческим ограничениям в процессе разработки образовательных ресурсов, а с другой стороны, обязаны обеспечить регулярность информационной системы, достаточную для достижения ее целостности и эффективного функционирования.

В соответствии с принципом пакетирования информации вся учебная информация разбивается на модули или пакеты информации, которые могут использоваться как отдельно, так и агрегироваться в более сложные информационные модули. Простыми примерами такого агрегирования являются объявление преподавателем списка литературы по своему предмету и формирование библиотечки по конкретной специальности. Такие под пакеты имеют четкую собственную структуру (оформление в виде глав) и ясные способы доступа (навигации) - через оглавление. Когда преподаватель использует в своем курсе избранные главы из нескольких книг, он (в информационной терминологии) сначала дисагрегирует информационные пакеты (т.е. книги), а затем выполняет процедуру агрегирования (создание курса лекций), фактически создавая тем самым новый информационный пакет. Этот пакет находит физическую реализацию в записях лекций студентами и в учебно-методических пособиях, разработанных и опубликованных преподавателем.

Такая схема, когда информация дробится на независимые модули с четкими правилами взаимодействия между ними и возможностью многократного использования модуля в разных контекстах, базируется на объектно-ориентированном подходе. Он широко используется в информационных системах. Такой подход очень технологичен, позволяет компактно хранить и эффективно обрабатывать информацию.

Еще одно важнейшее качество объектно-ориентированного подхода состоит в возможности создания прототипов объектов с дальнейшим их клонированием и представлением в виде конкретных экземпляров. Каждому типу объектов соответствует свой набор функций (методов), работающий с объектами этого типа. Объектно-ориентированный подход позволяет выстроить информационные иерархии, организовать стройную систему методов-сервисов в такой сложной системе, как образовательный портал.

Одним из многочисленных примеров иерархии объектов портала могут служить информационные объекты, содержащие данные об образовательных ресурсах, хранящихся на портале. Чтобы допускать автоматическую обработку, каждый такой информационный объект должен иметь унифицированную форму. Абстрактному классу «документ» (общее понятие информационного ресурса на портале) должен соответствовать абстрактный информационный объект, описывающий данные, свойственные любому документу. Информационные объекты, описывающие конкретные типы документов - учебник, тест, статья, реферат - должны наследовать общие свойства документа, но включать в себя также и свойства, уникальные для конкретного типа документов, и т.д. Методами, работающими с этими информационными объектами, являются сервисы портала: «умный» поиск по хранилищу портала, генерирование динамических каталогов, профилирование и т.д.

Таким же образом можно подойти и к другим компонентам образовательного портала. Построение объектно-ориентированной модели портала обеспечит быстрый и эффективный путь к его реализации.

Основу такой модели информационного наполнения портала составляет понятие учебного объекта.

Понятие учебного объекта, введенного в 1992 году, обеспечивает концептуальную основу для механизмов обмена образовательными ресурсами. Учебный объект как независимый информационный пакет предназначен также для конструирования новых, более сложных образовательных ресурсов.

Модель учебных объектов базируется на постулате, что можно создавать независимые пакеты образовательного контента, которые могут быть использованы в учебных целях. Базирующаяся на объектно-ориентированном подходе концепция учебного объекта предполагает, что эти пакеты самодостаточны и содержат внутри себя всю необходимую информацию, хотя допускают связи с внешними объектами. Кроме того, они могут комбинироваться для формирования более крупных учебных объектов. Первичные (элементарные) учебные объекты могут быть любого типа - интерактивного, пассивного, иметь любой формат, в частности мультимедийный. Обязательным свойством учебного объекта является наличие метаданных - общего описания объекта, необходимого для его «интеллектуальной» автоматической обработки. Для этого в метаданные включается информация о том, что объект содержит, кого он должен обучать, а также условия и сценарии его корректного применения. Язык описания метаданных должен быть стандартным и общепринятым (то есть открытым стандартом). Модель учебных объектов обеспечивает методы обмена учебных материалов между системами.

Первое важное качество учебных объектов, унаследованное от объектно-ориентированного подхода, - возможность многократного использования объектов в разнообразных контекстах. Разработанный учебный объект становится доступным другим разработчикам и преподавателям, которые могут использовать его в разнообразных целях. Например, учебный объект, описывающий умножение матриц, может использоваться как в курсе линейной алгебры, так и в других курсах, использующих эту универсальную математическую конструкцию, например, дифференциальном исчислении многих переменных. С экономической точки зрения (если удастся правильно выстроить эту сторону дела), модель учебных объектов позволяет выявлять лучшие разработки через организацию конкуренции на рынке образовательных материалов. Это означает, что когда разные авторы создают разные версии одной и той же тематики, рынок выделит тех, кто подготовил наиболее качественный и эффективный материал (в организации рынка образовательных материалов важную роль должны сыграть образовательные порталы). Учебные объекты могут настраиваться, агрегироваться для создания учебных курсов и т.д. на условиях обеспечения прав интеллектуальной собственности. Метаданные учебных объектов, будучи представленными в стандартной форме, способны стать основой для работы богатых сервисов, включая интеллектуальный поиск, динамическую каталогизацию, профилирование и т.д.

Иерархичность учебных ресурсов, их базирование на элементарных учебных объектах учитывается в стандарте IMS. Вопросами стандартизации понятия учебного объекта занимаются также комитет стандартов обучающих технологий IEEE и проект Dublin Core Metadata Initiative Г161. Существующие образовательные порталы - Learn2.com, HungryMinds, Learn.com, Fatbrain, SmartPlanet - также двигаются в сторону использования модели учебных объектов. Еще быстрее ситуация развивается в buiseness- to-buiseness обучающих порталах. Например, TrainingTek.com - провайдер технического обучения в авиа индустрии, - позволяет разработчикам курсов выбирать учебные модули в контексте их обучающих систем. Подобный ресурс был также недавно создан интернет-гигантом Америка-онлайн (Downes Г181). Этот подход сегодня активно используется в LCMS (Learning Content Management System) и других системах.

Конструктивно учебный объект состоит из двух блоков:

- манифест - общая (мета) информация, описывающая ресурс в удобной для автоматической обработки форме;

- содержание - содержательные образовательные материалы, включенные в учебный объект.

В манифесте хранится ключевая информация о самом учебном объекте. Например, манифест может включать следующие данные, разбитые на 4 блока:

- метаданные: автор ресурса, название, раздел знаний, учреждение, авторские права, аннотация ресурса, ключевые слова и т.д.;

- ресурсы - этот блок содержит информацию о физической структуре пакета, описание каталогов и файлов, включенных в пакет;

- сценарии - этот блок содержит описание способов использования ресурса;

- подобъекты - если учебный объект имеет модульную структуру (включает учебные объекты меньшего уровня), то данный блок содержит описание используемых подобъектов.

Такая структура манифеста широко признана и в тех или иных вариациях используется в разных системах и стандартах, например, в IMS Г13]. Манифест должен быть написан на языке, легко понимаемом компьютером. Тогда использование манифестов станет базой для создания продвинутых автоматических сервисов обработки электронных образовательных ресурсов, в частности, на образовательных порталах. В качестве языков метаописания учебных объектов используются расширяемые языки разметки (extensible markup languages, XML) Г41.

Манифест аналогичен ярлыку, приклеенному на коробке с товаром. Сам товар спрятан в коробке, но информации на ярлыке достаточно для того, чтобы товару добраться до потребителя, который эту коробку и распакует. Конечно, разработчик образовательного ресурса не будет сам писать текст манифеста на XML. Это задача соответствующего интерфейса. Манифест должен генерироваться автоматически из информации, заданной разработчиком в удобной для автора форме, например, через заполнение соответствующих форм.

Находясь в корневом каталоге учебного объекта, манифест цементирует собранные в объекте файлы, превращая их в единый информационный модуль. Кроме того, манифест содержит информацию, полезную для автоматического манипулирования учебным объектом, позволяет при обработке использовать продвинутые информационные сервисы. Стандартная структура учебного объекта и манифеста позволяет разным системам дистанционного образования использовать одни и те же образовательные ресурсы.

Каждый объект снабжен манифестом (ярлыком), позволяющим в автоматическом режиме получать информацию об этом объекте, а также использовать его при конструировании курса. В соответствии с принципом разделения содержания и представления учебный объект, по возможности, должен быть ориентирован на содержательную информацию, допускающую различные варианты представлений, что важно при конструировании курса, поскольку позволяет конструктору курса организовать материал в нужном ему виде. Объект в заархивированном виде хранится в репозитарии некоторого образовательного портала.

Учебный объект имеет сложную структуру. Он включает в себя не только текстовый (или мультимедийный) учебный материал, но и практические задания (задачи, кейсы, лабораторные работы, групповые проекты). В него входят также элементы взаимосвязи студент-студент, студент-преподаватель (чаты, форумы, доски для рисования, электронный адрес преподавателя), элементы контроля знаний (пре - и пост-тесты) и т.д..

Особую роль в учебном объекте играют тесты, потому что в гибкой, адаптивной обучающей системе все подотчетно. Пре-тест выявляет начальный уровень знаний студента и определяет соответствующий им уровень обучения. Пост-тест устанавливает объем сведений, фактически усвоенный студентом в процессе изучения материала. Поэтому от итогового тестирования зависит, какой следующий учебный материал будет доставлен студенту. Если в результате пост-теста получена, например, неудовлетворительная оценка, то студент повторно изучает плохо усвоенную информацию.

Использование учебных объектов предполагает другую схему организации учебного процесса. В традиционной электронной обучающей системе студент выбирает материал последовательно, как это предлагается ему в учебном курсе. При этом курс может содержать избыточную для конкретного пользователя учебную информацию или, напротив, не содержать необходимых ученику сведений. Неэффективность такой организации обучения стала очевидной достаточно давно, но изменить ситуацию удалось только с созданием гибких, адаптивных обучающих систем, чутко откликающихся на индивидуальные запросы, уровень знаний и предпочтения учащегося. Электронный курс, основанный на использовании учебных объектов, приобретает гибкость. Для этого требуется прежде всего разбить учебный материал на части (учебные объекты), каждая из которых является неделимым элементом учебной информации. Из учебных объектов нужного размера и содержания легко выстраивать необходимый учебный материал, соответствующий уровню стартовых знаний и запросам учащегося. Многие эксперты пришли к выводу, что сегодня объектный подход является самым эффективным способом формирования индивидуального учебного курса.

Из учебных объектов может быть составлена последовательность или, если использовать дословный перевод английского термина, - простая последовательность. Это значит, что ресурсы (текстовый материал, тесты, задачи) поставляются конкретному студенту в нужном ему порядке. Последовательность называется простой потому, что предлагает студенту ограниченный набор действий. Этот набор определяется тем, насколько усвоен учебный материал, то есть последовательность выстраивается «под учащегося». И поэтому, пока он не освоит сто процентов информации, заложенной в данной последовательности, дальнейший путь по учебному курсу для него закрыт.

Учебные объекты поставляются одному студенту в одной последовательности, а другому - в другой. Хорошо структурированная, без излишеств информация подбирается так, что начинающему ученику предоставляются более общие сведения, а продвинутому - более глубокие. Подбор материала и последовательность предоставления ресурсов меняются в зависимости от результатов тестирования.

Чтобы взаимосвязи видов учебной деятельности (например, пройден тест - переходим к следующему разделу; не прочитан один параграф - нет доступа к другому) задавались стандартными методами, международный консорциум IMS разработал новую «Спецификацию установления простой последовательности» (адресована «Спецификация» разработчикам систем адаптивного обучения).

Таким образом, объектный подход, поддерживаемый международными стандартами, позволяет реализовать гибкое, адаптивное обучение. Другими словами, с помощью простых последовательностей формируется полноценный индивидуальный учебный курс для каждого студента.

Таким образом, важным этапом создания учебного наполнения портала является структурирование учебных объектов. Суть процесса структурирования состоит в том, чтобы выявить систему смысловых связей между элементами содержания и расположить материал в последовательности, которая вытекает из этой системы связей. Применительно к структурированию учебного материала это означает необходимость выполнить деятельность по выявлению системы смысловых связей между ее учебными модулями и их элементами; после чего следует расположить учебный материал в последовательности, которая учитывала бы логику выявленных взаимосвязей, и отразить результаты работы в наглядной форме - в виде матрицы связей, графа учебной информации и т.д.

В проблеме, связанной с систематизацией и структурированием учебной информации, можно выделить несколько аспектов, которые проявляются в следующем:

- сложность создания логически непротиворечивой системы информации как по отдельным учебным предметам, так и по содержанию всего образования в целом;

- относительная недолговечность существования созданной системы информации, что связано с появлением новых научных знаний, их развитием; что, несомненно, должно вести к реорганизации построенной системы, однако на основе заданных ею норм;

- преодоление некой социальной инертности образования, связанной с необходимостью перехода к новым формам систематического изложения учебного материала.

Логическое структурирование учебных объектов позволяет получить четкую, хорошо организованную структуру, выделение которой позволяет увидеть богатство внутренних связей и их гармоничность и обоснованность.

С технологической точки зрения, можно выделить следующие этапы структурирования учебного материала:

- представление своего учебного курса как целостной системы;

- выделение стержневых линий по своему предмету;

- отбор содержания.

В настоящее время существует ряд принципов структурирования, позволяющих упорядочивать учебный материал и структурировать его в соответствии с основными принципами познания. Эти принципы необходимо учитывать при формулировании учебных задач, потому что по устанавливаемой в процессе обучения логической структуре теории учащиеся могут проследить и лучше понять процесс ее формирования. В частности, выделяют следующие общие принципы структурирования содержания:

- Выделение в учебном курсе (модуле) исходных абстракций, понятий - при построении логической структуры учебного материала, в первую очередь, необходимо выделить набор исходных абстракций и понятий.

- Установление генетически исходных понятий - при построении логической структуры учебного материала необходимо найти генетически исходные понятия (генетически исходные «клеточки»), обладающие внутренним противоречием.

- Разрешение противоречий с помощью введения вспомогательных абстракций - при построении логической структуры учебного материала необходимо разрешать имеющееся в исходном понятии противоречие путем введения вспомогательных абстракций.

- Отслеживание генезиса структуры теории - при построении логической структуры учебного материала необходимо четкое понимание динамики генезиса структуры теории (в рамках учебного курса).

Среди принципа логического структурирования содержания выделяют:

- Принцип кругового наслоения, для которого характерна детерминированная или слабо детерминированная структура (такой принцип часто используется при организации учебного материала по естественно-научным дисциплинам).

- Принцип расширения, использующий недетерминированный или условно детерминированный характер структуры (гуманитарные дисциплины).

- Принцип последовательных ступеней - организация учебного материала по детерминированной либо строго детерминированной схеме, обычно используется в жестких информационно - насыщенных областях знания (математика, экономика и др.).

Также часто используются переходные структуры, представляющие собой промежуточные формы организации учебного материала.

Выделение требований структурирования учебного материала позволяет изменить организацию учебного процесса, сделать его более продуманным и диалектичным. С помощью этих требований у учащихся формируется всестороннее видение изучаемых явлений и объектов, связей и отношений между ними: генетических, функциональных, причинно-следственных, по смежности, сопряженности вида и рода, что ведет к улучшению качества знаний, более глубокому их пониманию и осмыслению.

Концепция учебных объектов позволяет использовать потенциал всего образовательного сообщества: объединять уже созданные учебные модули в общее хранилище знаний и предоставлять возможность преподавателям использовать его в своей педагогической деятельности.

Учебные объекты должны легко выбираться, перестраиваться и видоизменяться. При этом желательно, чтобы некоторые функциональные объекты выбирались и встраивались в интерфейс автоматически.

Существует два подхода к реализации такого механизма. Первый способ представляет собой, так называемый механизм «скрытых ссылок». При этом портал изначально содержит все допустимое множество состояний (функциональных Web-компонент) и все доступное информационное пространство. В момент обращения пользователя к порталу определенным способом производится выбор необходимых функциональных компонент из допустимого множества состояний и информационных элементов из всего доступного информационного пространства портала.

Информационные элементы и функциональные объекты группируются в колонки или фреймы. В обычном состоянии часть функциональных (учебных) объектов и информационных элементов является недоступной и открывается только по мере необходимости. Так работает большинство существующих в настоящее время Интернет-порталов. Эти возможности существуют на сервере в виде отдельных программ или баз данных, из которых в ходе запроса производится выборка содержания и динамически формируется результат в виде отдельных Web-страниц.

Такой портал является полнофункциональным, так как изначально имеет в своем составе все допустимое множество функций или состояний. Идея полнофункционального портала достаточно хорошо реализуется на региональном и корпоративном уровне, когда число запросов невелико, и для каждого пользователя такого портала можно завести отдельный аккаунт - независимую настраиваемую конфигурацию функциональных объектов (сервисов) и информационных элементов (ссылок). Большинство существующих порталов имеют полнофункциональную структуру. Ее главное достоинство - защищенность и компактность. Работа всех сервисных служб строго согласована и определена. Каждому пользователю предоставляется, как правило, один и тот же стандартный набор функциональных сервисов и информационных элементов, из которых он может выбрать те или иные, необходимые для повседневной работы.

Виртуальная образовательная среда, формируемая таким порталом, является проекцией доступного информационного пространства портала на локальное рабочее место пользователя. При этом конфигурация каждого пользователя хранится на сервере и обеспечивает ему доступ к информационным ресурсам в любое удобное для него время и с любого локального места сети.

Недостатком такого подхода является то, что существует необходимость хранения большого набора данных на сервере - конфигурации пользователей, базы данных информационных ресурсов (ссылок), а также весьма ограниченный набор функциональных объектов (сервисов).

Другой подход, более перспективный, заключается в следующем. Изначально портал содержит некую онтологическую структуру, из которой необходимые информационные элементы создаются динамически по некоторым, заранее заданным правилам. Что касается функциональных объектов или Web-сервисов, то они существуют в виде системной библиотеки подпрограмм, запрос к которой формируется динамически пользователем с помощью специального программного сценария. Программный сценарий представляет собой некоторый набор макрокоманд или операторов, формируемых в процессе интерпретации запроса пользователя, и, фактически, является пользовательской конфигурацией. Конфигурация создается на центральном сервере портала с помощью параметров запроса и хранится в памяти портала в течение только одного сеанса.

Для проведения повторного сеанса параметры строки запроса сохраняются на компьютере пользователя в виде так называемых «ключиков» (cookies), что освобождает сервер от хранения излишней информации и заботы о безопасности индивидуальных пользовательских данных.

Такой механизм, играющий роль «программного процессора» или интерпретатора конфигурации, позволяет значительно повысить эффективность взаимодействия пользователя с информационными ресурсами портала, способствует более гибкой настройки виртуальной образовательной среды и адаптации Web-интерфейса к индивидуальным психологическим особенностям пользователя.

Преимуществом данного подхода является его гибкость, масштабируемость, а главное - хранение информации в виде онтологии или базы знаний с извлечением нужных элементов по мере необходимости. Это открывает новые перспективы применения теоретических и практических наработок в области искусственного интеллекта и экспертных систем для обеспечения познавательной деятельности учащегося в рамках виртуальной образовательной среды. Так, представление материала в различной форме, в зависимости от индивидуальных особенностей пользователя, не будет представлять никаких затруднений, если в конфигурацию пользователя будет включен класс, обеспечивающий перевод информации из одной модальности в другую. Конечно, онтологическая база предварительно уже должна содержать элементы, представленные в различных формах. Каждый информационный элемент онтологии должен содержать краткое описание класса своей принадлежности, тип модальности, а также список категорий пользователей, для которых он может использоваться.

Например, как такового учебного курса, присутствующего на обычных образовательных серверах в качестве самостоятельной информационной единицы, существовать не будет - он будет конструироваться непосредственно в виртуальной образовательной среде портала из различных элементов онтологии (учебных объектов), определяемых программным сценарием. Сам сценарий предварительно должен быть описан в одном из классов функциональных объектов. Такой класс объектов должен отвечать за формирование электронных учебных курсов из элементов онтологий. Написанный один раз, вернее составленный из тех же кирпичиков - учебных объектов, он раз и навсегда займет свое место в составе портала, и будет вызываться каждый раз при генерации нового учебного курса для каждого конкретного пользователя.

Такой объектный подход должен быть чрезвычайно эффективным при проектировании больших федеральных порталов, да и вообще, любых сложных Web-приложений. Он может на порядок упростить процесс проектирования и значительно снизить его трудоемкость. Количество интерпретируемых классов функциональных объектов и их состав, необходимый для построения виртуальной образовательной среды, может определяться конфигурацией пользователя, которая будет просто передаваться в строке запроса с помощью метода POST или даже GET. Можно построить даже специальный визуальный конструктор, позволяющий в on-line режиме изменять параметры виртуальной образовательной среды и даже программировать сценарии функциональных классов.

 

АВТОР: Комаревцев Е.М.