Оглавление

Введение 3

Глава 1. Применение и сущность электронных образовательных  ресурсов 5

1.1.Определение,  сущность, виды электронных  образовательных  ресурсов 5

1.2. Структура электронных  образовательных  ресурсов на примере  открытых образовательных  модульных мультимедиа-систем (ОМС) 8

Глава 2. Применение электронных  образовательных  ресурсов 16

2.1. Примеры электронных образовательных ресурсов 16

2.2 Использование информационных технологий в учебном процессе 22

Заключение 28

Список  литературы 31

Введение

     На  сегодняшний день создание качественных и эффективных электронных образовательных  ресурсов (ЭОР)  является одной из главных задач в области информатизации образования в РФ. Если брать во внимание «эволюцию» электронных продуктов, то на смену текста графическим приходят высоко интерактивные, мультимедийно  насыщенные электронные образовательные  ресурсы. При этом необходимо обеспечить возможность их сетевого распространения.

     Также особенно важно учитывать интерактивность  и мультимедийную насыщенность электронных  образовательных ресурсов, так как  школьник в своем распоряжении имеет  комплект полиграфических учебников, а копия этих учебников в электронном  варианте вряд ли вызовет у него интерес. «Более того, обычная книга  обладает массой преимуществ:  не требует  дополнительных технических средств  воспроизведения, удобна в использовании  в любом месте и в любое  время, имеет, что немаловажно, 500 летнюю традицию применения»[9,с.12]. Но с каждым годом все проблематичнее становится производство традиционных бумажных учебников и учебных пособий, содержательный материал которых, зачастую, перестает быть актуальным еще до их попадания в учебные заведения. Одним из возможных выходов из сложившейся ситуации может являться разработка электронных средств обучения практически по всем дисциплинам и их публикация в мировых телекоммуникационных сетях или на информационных носителях, предоставляющих возможность несложного оперативного тиражирования, динамического изменения и дополнения содержания в соответствии с текущими изменениями в жизни общества, науке, культуре и пр.

     Современный учебный процесс, протекающий в  условиях информатизации и массовой коммуникации всех сфер общественной жизни, требует существенного расширения арсенала средств обучения. Поэтому  президент РФ Дмитрий Медведев по итогам заседания Совета по развитию информационного общества от 8 июля 2010 года поручил обеспечить масштабное внедрение электронных образовательных ресурсов в учебный процесс [5].

     Цель  работы – исследование применения  электронных образовательных ресурсов  в школьном образовательном процессе

     Объектом исследования является образовательный процесс в школе.

     Предметом исследования является применение электронных образовательных ресурсов в образовательном процессе в школе

     Задачи  исследования:

1. Выявить определение, сущность, виды электронных образовательных ресурсов.
2. Описать структуру электронных образовательных ресурсов на примере открытых образовательных модульных мультимедиа-систем (ОМС).
3. Проанализировать примеры электронных образовательных ресурсов.
4. Проанализировать использование новых информационных технологий в учебном процессе.

     Методы  исследования – анализ педагогической литературы по проблеме ЭОР, анализ результатов Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе. 

     Глава 1. Применение и сущность электронных образовательных ресурсов

     Так что же называют Электронным образовательным  ресурсом (ЭОР)?

     ЭОР – совокупность средств программного, технического и организационного обеспечения, электронных изданий, размещаемая на машиночитаемых носителях и/или в сеть [7]. Более простым языком, ЭОР это учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства.

     ЭОР можно разделить на три уровня:

     Самые простые ЭОР – текстографические. Они отличаются от книг в основном формой предъявления текстов и иллюстраций: материал представляется на экране компьютера, а не на бумаге. Но его очень легко распечатать, т.е. перенести на бумагу [7].

     ЭОР следующего уровня тоже текстографические, но имеют существенные отличия в навигации по тексту. Страницы книги мы читаем последовательно, осуществляя, таким образом, так называемую линейную навигацию. При этом довольно часто в учебном тексте встречаются термины или ссылки на другой раздел того же текста. В таких случаях книга не очень удобна: нужно разыскивать пояснения где-то в другом месте, листая множество страниц. В ЭОР же это можно сделать гораздо комфортнее: указать незнакомый термин и тут же получить его определение в небольшом дополнительном окне или мгновенно сменить содержимое экрана при указании так называемого ключевого слова (либо словосочетания). По существу ключевое словосочетание - аналог строки знакомого всем книжного оглавления, но строка эта не вынесена на отдельную страницу (оглавления), а внедрена в основной текст. В данном случае навигация по тексту является нелинейной (вы просматриваете фрагменты текста в произвольном порядке, определяемом логической связностью и собственным желанием) [7].

     Третий  уровень ЭОР –- это ресурсы, целиком состоящие из визуального или звукового фрагмента. Отличия от книги здесь очевидны: ни кино, ни анимация (мультфильм), ни звук в полиграфическом издании невозможны. Но, с другой стороны, стоит заметить, что такие ЭОР по существу не отличаются от аудио- и видео-продуктов, воспроизводимых на бытовом CD-плейере [7].

     Наиболее  существенные, принципиальные отличия  от книги имеются у так называемых мультимедиа-ЭОР. Это самые мощные и интересные для образования продукты.

     Используя образовательный ресурс Московского  энергетического института, электронные образовательные ресурсы можно так же можно разделить на виды:

     ● электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК), обеспечивающий поддержку всех видов занятий, предусмотренных программой дисциплины;

     ● электронный учебный модуль (ЭУМ), поддерживающий все виды занятий по разделу (теме) дисциплины;

     ● электронное учебное пособие;

     ● электронное методическое пособие;

     ● электронный задачник;

     ● средства поддержки практических занятий;

     ● компьютерные модели изучаемых процессов и объектов, выполненные с помощью MathCAD Calculation Server, Matlab Web Server и др.;

     ● лабораторный практикум, обеспечивающий удаленный доступ к реальному оборудованию;

     ● виртуальный лабораторный практикум;

     ● модули проверки знаний по разделам (темам дисциплины);

     ● атлас конструкций и деталей, включая трехмерную графику;

     ● средства обработки и визуализации результатов исследований;

     ● компьютерные тренажеры;

     ● базы данных учебного назначения;

     ● программные системы автоматизированного проектирования [3].

     Так же в рамках “Федеральной целевой  программы развития образования  на 2006 -2010 годы” был запущен проект по созданию ЭОР нового поления – открытых образовательных модульных мультимедиа-систем (ОМС)[8]. По мнению организаторов проекта, ОМС, объединяющие достоинства интерактивного мультимедиа-контента и сетевой доступности, позволяющие неограниченно расширять содержание предметной области и модернизировать каждый модуль, предоставляют широкие возможности для качественных изменений учебного процесса.

     Соглашаясь  с мнением А.В. Осина считаем, что к основным преимуществам открытых образовательных модульных мультимедиа систем можно отнести:

       ● отсутствие содержательных  и технических ограничений: полноценное  использование новых педагогических  инструментов (интерактива, мультимедиа,  моделинга) сочетается с возможностью  распространения в глобальных  компьютерных сетях, в том числе  узкополосных;

       ● Модифицируемость контента: возможность расширять имеющуюся структуру, т.е. дополнять содержимое ОМС новой информацией;

     ●возможности  построения авторского учебного курса  преподавателем и создания индивидуальной образовательной траектории учащегося: благодаря наличию вариативов исполнения электронных учебных модулей  в ОМС возможно выбрать их оптимальную  с персональной точки зрения комбинацию для курса по предмету;

       ● неограниченный жизненный цикл системы: поскольку каждый учебный модуль автономен, а система открыта, ОМС является динамически расширяемым образовательным ресурсом, не требующим сколь-нибудь существенной переработки в целом при изменении содержательных или технических внешних условий [9,с. 26 ].

     Дополнительно к положительным качествам ОМС  можно отнести:

       ● возможность распространения на локальных носителях:

       избранные ЭУМ из совокупного контента ОМС вместе с программой реализатором легко переносятся на компакт диск;

       ● пользователь ОМС (преподаватель, учащийся) становится, по существу, соавтором учебного курса, для этого предоставляется две возможности: выбрать понравившийся вариатив того или иного ЭУМ, подготовленный профессиональными разработчиками, или сделать модуль своими руками для локального или всеобщего использования;

       ● ОМС допускает бесконечное расширение по осям: по мере получения новых знаний по предмету в систему легко включается новая тема, новые педагогические методики или прогресс компьютерных технологий и отражаются в новых вариативах ЭУМ;

       ● унификация архитектур и программных компонентов создает предпосылки развития контент индустрии электронных образовательных ресурсов [14].

     Рассмотрим  открытые образовательные модульные мультимедиа-системы (ОМС) подробнее.

     Соглашаясь  с мнением А. В. Осина, ОМС представляет собой электронный образовательный ресурс модульной архитектуры. Причем все модули являются автономными, содержательно и функционально полными образовательными ресурсами, предназначенными для решения определенных учебных задач. «В соответствии с общим сетевым принципом разделения программ и данных программа реализатор отделена от контентных модулей, которые включают только контентно зависимые программные компоненты - сценарий (script) и необходимые моделеры» [9,c.19].

     Основным принципом организации данных в ОМС является разделение совокупного контента по предмету на автономные модули по тематическим элементам и компонентам учебного процесса (получение информации, практические занятия, контроль).

       Информационный объем электронного учебного модуля (ЭУМ) составляет 1 -7 Мб, поэтому загрузка  его через сеть в режиме offline не представляет принципиальных трудностей даже для современных низкопоточных компьютерных сетей.

     А.В. Осин пишет, что любой ЭУМ может иметь аналог - вариатив по исполнению (технологическому, методическому, содержательному). Вариатив это - электронные учебные модули одинакового типа (И, П или К), посвященные одному и тому же тематическому элементу учебного курса по данному предмету [9,c.20].

       «Вариативность модулей достигается за счет различного содержания (глубины, детальности представления информации, альтернативности научных взглядов), различных методик подачи, различных технологий реализации модулей».

       А. В. Осин отличает Вариативы друг от друга по:

       ● глубине изложения материала (например, соотношением постулатов и объяснений/доказательств);

       ● методике (например, обусловленной иным набором предыдущих знаний);

       ● характеру учебной работы (например, решение задач или эксперимент, тест или контрольное упражнение на тренажере);

       ● технологии представления учебных материалов (например, текст или аудиовизуальный ряд);

       ● наличию специальных возможностей (например, для слабослышащих/слабовидящих);

       ● способам достижения учебной цели (например, вариантом доказательства теоремы Пифагора или иным содержанием лабораторной работы) [9,с.20].

       Так как творческую мысль создателей ЭОР трудно ограничить, понятие вариативности можно расширять по самым разным признакам, однако нетрудно сформулировать всеобщий необходимый признак.

       Общим необходимым условием, формализованным критерием, по которому два ЭУМ рассматриваются в качестве вариативов, является различие их контента, представленными в модуле учебными объектами и/или составляющими мультимедиа компонентами, не менее чем на 70%.

       Электронный учебный модуль представляет собой вполне законченный мультимедиа продукт, решающий определенную учебную задачу.

       Для того чтобы несколько модулей ОМС составили целостный электронный курс по предмету, они должны иметь унифицированную архитектуру и стандартизованные внутренние и внешние параметры.

     «Элементы контента составляют учебные объекты на экране и в звуке. С точки зрения компьютерных технологий это набор файлов, каждый из которых содержит текст, графику, видео, анимацию»[9,c.21] .

     Сценарий (script) описывает компоновку компонентов в мультимедиа композицию, контентно зависимую часть пользовательского интерфейса, организацию интерактива и подключение моделеров. Сценарий реализуется на языках Java script и XML. Для повышения эффективности программирования и в целях унификации при разработке сценария используется специализированная технология RMT (rich multimedia technology) [9,c.21].

     Моделеры исполняемые программы, которые моделируют объекты и процессы, являющиеся предметом изучения.

     Метаданные для электронного учебного модуля включают все необходимые сведения на трех уровнях рассмотрения: как системы, как элементы более высокой системы и во взаимодействии с другими модулями.

     Кроме электронных учебных модулей, содержащих образовательный контент по предмету, ОМС предусматривает еще так  называемый «модуль методической поддержки» (ММП).

     ММП задает последовательность ЭУМ, составляющих курс обучения по определенной траектории. ММП может также содержать  файлы с методической информацией  по курсу.

     При анализе всего контента ОМС по предмету пользователь (преподаватель, учащийся) выбирает комфортные для него вариативы И, П, К модулей, т. е. создает индивидуальную траекторию в массиве совокупного контента. При этом должна быть определена последовательность изучения учебных тем и установлена методическая совместимость используемых ЭУМ. При нарушении этих правил может возникнуть ситуация, когда изучение очередного тематического элемента не обеспечено необходимыми исходными знаниями/умениями. Модуль методической поддержки предназначен для решения данной проблемы.

     Программные компоненты ОМС образуют функциональную среду, обеспечивающую хранение, поиск, выбор и воспроизведение ЭУМ.

     Функциональная  среда ОМС состоит из двух частей - клиентской и серверной. Серверная часть в общих чертах обеспечивает выполнение следующих функций:

     ● централизованное хранение ОМС по предметам  в виде совокупности  электронных учебных модулей;

     ● разграничение прав доступа для  получения или публикации ЭУМ;

     ● поиск, выбор и выдача ЭУМ по запросу  пользователя.

       Клиентская часть обеспечивает выполнение следующих функций:

     ● получение информации о доступных  ОМС и составляющих их ЭУМ;

     ● доставка выбранных ЭУМ на клиентское рабочее место;

     ● организация локального хранилища  избранных ЭУМ;

     ● воспроизведение ЭУМ на клиентском рабочем месте [9,с.22].

     Все ЭУМ всех предметных ОМС воспроизводятся  одной программой реализатором. Такая  унификация обеспечивает любому пользователю доступ и воспроизведение любых  ЭУМ из состава ОМС по любому предмету, независимо от того, кем произведен и где хранится данный модуль. Кроме  того, обеспечивается многократность использования ЭУМ (например, припостроении  межпредметных курсов).

     Рис.1 Общая архитектура открытой образовательной модульной мультимедиа системы [9,с. 23]

     Серверная часть функциональной среды ОМС представляет собой набор хорошо известных интернет сервисов, так что в качестве хранилища совокупного контента ОМС может выступать любой интернет сайт или портал.

     Оригинальной  является клиентская часть функциональной среды. Основным клиентским компонентом  является программа-реализатор, воспроизводящая  текущий (загруженный в память в  данный момент) ЭУМ. Программа реализатор, дополненная средствами обращения  к локальному хранилищу ЭУМ и  унифицированным контентно независимым  компонентом пользовательского  интерфейса, составляет функционально  полный плеер ЭУМ.

     Вторым компонентом клиентского программного обеспечения является органайзер, обеспечивающий доступ к источнику ЭУМ и структурированное (каталогизированное) хранение всех модулей, избранных пользователем, на его рабочем месте.

     В архитектуре ОМС предусмотрено  два типа хранилищ ЭУМ:

     ● Центральное хранилище (ЦХ) предназначено для регистрации, каталогизации, хранения ЭУМ, составляющих ОМС по различным предметам. Каждая предметная ОМС динамически расширяется за счет постоянного пополнения новыми ЭУМ. Центральное хранилище предоставляет средства поиска и пересылки ЭУМ на рабочее место пользователя.

     ● Локальное хранилище (ЛХ) предназначено для хранения ЭУМ, избранных пользователем (группой пользователей), на локальном компьютере (сервере локальной сети). [9,c.23]

     Структуризация, каталогизация, поиск ЭУМ в центральном  и локальном хранилищах основаны на метаданных ЭУМ.

     «Программа-реализатор предназначена для воспроизведения ЭУМ в соответствии со сценарием (script), расположенным в самом модуле. В процессе выполнения сценария (script) ЭУМ программа реализатор обеспечивает декодирование различных мультимедиа компонентов, вывод графических объектов на экран, воспроизведение звуковых объектов и обработку пользовательских реакций. Программа реализатор обеспечивает также передачу данных о результатах работы пользователей с ЭУМ во внешнюю программу для последующей обработки на основе SCORM RTE.» [9,c.24]

     Программа- реализатор состоит из следующих  подсистем:

     ● сопряжения с операционной системой;

     ● доступа к ресурсам;

     ● декодирования мультимедиа компонентов;

     ● воспроизведения мультимедиа компонентов;

     ● интерпретации сценария;

     ● взаимодействия с пользователем [9,c.24].

      Программа-реализатор за счет модулей  расширения позволяет использовать различные низкоуровневые средства вывода 2D/3D графики и звука. При  этом программа-реализатор имеет открытую архитектуру, что позволяет дополнять ее функциональность в части поддержки мультимедиа компонентов и композиций, а также в части использования программных средств сторонних производителей в качестве «плагинов» (plug in). Такое решение значительно повышает способность адаптации программы к различным аппаратным и программным платформам, обеспечивает поддержку новых форматов мультимедиа компонентов и интерактивных композиций, а также позволяет вводить обработку сигналов новых средств фиксации реакций пользователя.

     С 

     Рис.2 Структура программы- реализатора [9,c. 25].

     Органайзер представляет собой программное приложение со стандартным графическим оконным интерфейсом пользователя.

     Органайзер  способен работать в фоновом режиме, предназначенном для закачивания  заранее выбранных пользователем  учебных модулей. При этом основное окно программы скрыто от пользователя, выводится только значок программы  в специальной системной области  панели управления.

     Перечень  функций органайзера включает:

     ● просмотр списков и метаданных учебных  модулей, доступных для получения  из ЦХ;

     ●поиск  модулей в ЦХ;

     ●перекачка  ЭУМ и ММП из ЦХ в ЛХ;

     ● отдельная загрузка метаданных ЭУМ  и ММП из ЦХ в ЛХ;

     ● поиск ЭУМ и ММП в ЛХ;

     ● помещение ЭУМ и ММП в ЛХ с внешнего носителя;

     ● удаление ЭУМ и ММП из ЛХ;

     ● удаление метаданных ЭУМ и ММП  из ЛХ;

     ● запуск программы реализатора для  воспроизведения ЭУМ и взаимодействие с ММП. [9,c.25]

      Каждый процесс получения ЭУМ  или его метаданных реализован в  отдельном потоке управления. Это  позволяет обеспечить приложению необходимый  уровень быстродействия и мгновенную реакцию на действия пользователя. 
 
 
 
 
 

                   Рис.3 Структура приложения «Органайзер»[9,c.25].

Глава 2. Применение электронных образовательных ресурсов

     2.1. Примеры электронных образовательных ресурсов

Рассмотрим  один из примеров электронных образовательных ресурсов представленных на «всероссийский конкурс научно-исследовательских работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе» [11]. Конкурс проводится при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. ( ГК № 14.741.12.0063 от 13.09.2010 г.) [13]

Итак рассмотрим многофункциональную открытую обучающую программу довузовского образования по разделу « МЕХАНИКА», разработанную в …, авторами которой являются: О.Б. Боднарь, А.И. Черноуцан, С.А. Сабуров, А.В. Асирян.

     Этот  учебно методический комплекс включает в себя:

     ● Курс  лекций

     ● Задачи различного уровня сложности для пробного решения

     ● Лабораторный практикум

     ● Систему многоуровнего самоконтроля и контроля знаний.

     Самоконтроль  в этом учебном методическом комплексе  делится на 2 этапа:

     ● Первый этап: при изучении лекционного материала обучаемый проходит тест на знание основных законов физики включенных в данный раздел.

     ● Второй этап: включает в себя задачи по теме раздела уровня сложности «А» ЕГЭ по физике. При дальнейшем изучении данного раздела будут доступны задачи сложности «B» и «С». Если обучающийся не в состоянии решить задачу, то при необходимости он может получить доступ к подробному решению этой задачи.

     Контроль  за обучаемыми может проходить удаленно, благодаря интернет-технологиям  разработанных в рамках данной программы. В результате полученные обучаемым  результаты отображаются в базе данных, которая является составной частью системы.