1.3. Новые инструменты для учащихся и преподавателей

Концептуальной основой ЭОР нового поколения является модульная архитектура электронного образовательного ресурса. Совокупный контент по предметной области разделён на модули, соответствующие тематическим элементам и компонентам учебного процесса. При этом каждый модуль может иметь аналог – вариатив, отличающийся элементами содержания, методикой, технологией исполнения (рис. 1.1).

Электронный учебный модуль (ЭУМ) является автономным, содержательно и функционально полным образовательным ресурсом, предназначенным для решения определённой учебной задачи. Информационный объём ЭУМ не превышает 10 Мб, так что получение его по сетевому запросу не представляет принципиальных трудностей даже для узкополосных глобальных компьютерных сетей.

Рис. 1.1. Структура ЭОР нового поколения

При создании электронного учебного модуля можно употреблять все известные инструменты разработки мультимедиа компонентов в любых форматах, организовать взаимодействие пользователя с элементами контента, в том числе – с применением сложных имитационных моделей, ограничивая собственную изобретательность только рамками методической целесообразности.

Совокупность электронных учебных модулей размещается на сервере глобальной компьютерной сети. Интернет-доступ к хранилищу и доставка ЭУМ по сети осуществляется он-лайн, в том числе – по списку в фоновом режиме. Доставленный модуль размещается в локальном хранилище на компьютере пользователя для дальнейшего использования. Операции по доставке комплекта избранных ЭУМ, организации и ведению локального хранилища осуществляются с помощью программного инструмента – персонального органайзера пользователя.

Для воспроизведения модулей используется специализированный ОМС-плеер. Поскольку никаких ограничений при разработке контента модулей нет, стоит напомнить, что произвольный интерактивный контент стандартными средствами, такими, как Internet Explorer, Mozilla Firefox и другими, воспроизвести невозможно: браузеры изначально предназначены для текстографических материалов и с течением времени дорабатывались для воспроизведения элементарных аудиовизуальных ресурсов, flash-файлов, Java-апплетов и других частных мультимедиа решений. ОМС-плеер решает общую задачу воспроизведения произвольного интерактивного мультимедиа контента, в котором при необходимости могут быть использованы и эти решения.

Плеер и органайзер составляют клиентское программное обеспечение. Пользователь ЭОР нового поколения предварительно устанавливает его на своём компьютере, запросив инсталляционный пакет, как и учебные модули, по сети.

Основные преимущества ЭОР нового поколения:

Отсутствие содержательных и технологических ограничений. Учебный контент электронного учебного модуля может быть сколь угодно сложным, вплоть до виртуальной реальности.

Возможность сетевого распространения. Впервые разрешено противоречие между максимальной функциональностью и интернет-доступностью ЭОР.

Унификация структуры модулей, средств их хранения и воспроизведения, контентно независимой части пользовательского интерфейса. Для пользователя это означает независимость от компании-производителя, времени и места производства образовательного ресурса.

Открытость электронных учебных модулей для изменений, дополнений, полной модернизации. Программные решения (компьютерный сценарий) в модулях ЭОР нового поколения основаны на интерпретируемых языках, так что в распоряжении пользователя находятся исходные тексты программ. Открытые тексты в совокупности с унификацией структуры ЭУМ позволяют изменять контент пользователям с минимальным уровнем подготовки.

Независимость ЭУМ от программно-аппаратной платформы. Для перехода, например, от операционной системы Windows к Linux требуется только замена программного пакета, включающего плеер и органайзер.

Возможность личностно ориентированного обучения. Реализуется путём использования имеющихся вариативов ЭУМ или модернизации модулей собственными силами.

Понятно, что рассчитывать на непрерывное создание вариативов ЭУМ за государственный счёт не приходится. Да это и нецелесообразно: какие именно изменения, дополнения требуются в том или ином модуле, гораздо лучше определят там, где он применяется. Архитектура учебных модулей даёт нам потенциал саморазвития ЭОР нового поколения. Для изменений открыты как программная, так и содержательная части ЭУМ. Как правило, изменение программных компонентов, определяющих компоновку экрана и организацию интерактива, требует более высокой квалификации, чем коррекция или замена отдельных содержательных элементов. Для того чтобы уравнять возможности пользователей с разным опытом, в инструментальный комплекс ОМС включён инструментарий для модернизации/создания электронных учебных модулей непрофессиональными разработчиками.

С образовательной точки зрения ЭОР нового поколения обладают следующими инновационными возможностями:

• Обеспечение всех компонентов образовательной деятельности с учётом индивидуальных предпочтений. Действительно, электронные учебные модули позволяют получить теоретические знания, провести практические занятия и оценить учебные достижения. При этом обеспечивается личностно ориентированный характер образовательной деятельности, т.е. возможна компоновка авторского курса преподавателя и индивидуальной образовательной траектории учащегося. Для сравнения стоит заметить, что книга обеспечивает только получение информации и учебники, как правило, у всех одинаковые.

• Реализация активно-деятельностных форм обучения. Благодаря высокой интерактивности и мультимедийности контента мы способны совершить виртуальное путешествие, провести эксперимент, рассмотреть объёмные объекты со всех сторон, изменить ход процесса, попробовать сделать по-своему и т.д. Сравнение этих возможностей с выуживанием знаний из длинного текстового описания даёт основательные надежды на повышение эффективности и качества образования.

• Расширение функционала и повышение эффективности самостоятельной учебной работы. ЭОР нового поколения позволяют вне учебной аудитории реализовать такие виды деятельности, которые раньше были возможны только в образовательном учреждении: лабораторный эксперимент; практикум по специальности; контроль знаний, умений; аттестацию компетентности на моделях профессиональных ситуаций и др. При этом крайне важно, что эффективность учебной работы много выше традиционного уровня благодаря представлению учебных материалов в интерактивных аудиовизуальных форматах, обеспечивающих активно-деятельностные формы обучения, и использованию вариативов, реализующих индивидуальные предпочтения.

Модульная структура контента позволяет также успешно решать вопросы организации учебного процесса. При этом для оценки учебных достижений учащихся используется программное инструментальное средство – система учёта учебных достижений (СУД). В процессе работы учащегося с ЭУМ генерируются значения показателей успешности в соответствии с международной спецификацией SCORM RTE. Параметры сеанса через органайзер передаются в СУД для интерпретации результатов самостоятельной работы учащегося и представления их после обработки преподавателю. Наличие исчерпывающих данных по работе с каждым модулем – от времени сеанса и точки его завершения до количества допущенных ошибок и повторных действий, а также результаты предварительной самоаатестации (модуль К-типа) позволяют выставить итоговую оценку без дополнительных усилий и затрат времени.

ЭОР нового поколения размещены в Федеральном центре информационно-образовательных ресурсов (ФЦИОР). Мощные интернет-серверы ФЦИОР (http://eor.edu.ru) открывают бесплатный доступ к десяти тысячам электронных учебных модулей по десяти предметам общего образования. Сегодня идут разработки вариативов ЭУМ по школьным предметам и создаются аналогичные ресурсы для одиннадцати наиболее востребованных профессий и специальностей НПО/СПО.

До сих пор мы рассматривали ЭОР как электронные учебные материалы для индивидуальной образовательной деятельности. Аналогия с традиционными полиграфическими изданиями помогала нам разобраться в отличиях и преимуществах ЭОР, но при этом и ограничивала привычными рамками использования: «один продукт – один учащийся». Кроме того, работа с персональным компьютером по определению индивидуальна, что также удерживало нас в рамках привычных представлений.

Однако компьютеры, объединённые телекоммуникационной сетью, дают принципиально новые возможности коллективной работы с учебными материалами. Речь идёт о совместной учебной деятельности (collaborative learning), которая, по мнению ряда зарубежных и отечественных специалистов, принадлежит к числу наиболее эффективных направлений применения информационных технологий в образовании.

Совместное обучение, обучение в сотрудничестве, коллективная интеллектуальная деятельность, ситуационные ролевые игры – это хорошо известные своей эффективностью методы, возникшие в учебной аудитории. Благодаря информационным технологиям, для их применения исчезли пространственные ограничения: учащиеся могут располагаться где угодно, условием коллективной работы является только одновременность.

Система совместной образовательной деятельности (СОД) удалённых пользователей – это распределённая контентно-программная среда для объединённых в сеть компьютеров, обеспечивающая поддержку группы учащихся в решении общей учебной задачи. Определяя СОД в более привычных терминах, можно сказать, что группой учащихся эксплуатируется многопользовательский электронный образовательный ресурс. На всех компьютерных рабочих местах установлен один и тот же ЭОР, каждый пользователь имеет доступ к контенту и может взаимодействовать с его элементами. При этом результаты его действий демонстрируются на компьютерах всех членов группы. Система дополняется он-лайн коммуникациями между учащимися, что позволяет им высказать идеи, обсудить пути решения, выдать необходимую информацию, т.е. максимально приблизить условия к реалиям очной встречи.

Таким образом, СОД обеспечивает общее рабочее пространство, в котором учащиеся вместе выполняют проект, исследуют определённую проблему, проводят ролевую игру, решают частные учебные задачи и т.д. Самый простой пример общего рабочего пространства – текстовое пространство Wiki. Наиболее сложный, трёхмерный вариант – виртуальная реальность Second Life, «вмещающая» более 16 млн пользователей по всему миру.

1.4. Развитие современных образовательных технологий

Нетривиальные инструменты обычно сопровождают инструкциями по применению. Инструкции, в свою очередь, предполагают наличие технологий, где данный инструмент необходим и эффективен. Бывает и наоборот – появление инновационного инструмента стимулирует развитие новых технологий. Исходя из этих общих правил, рассмотрим некоторые предложения в качестве инструкций к эффективному использованию новых образовательных инструментов.

Прежде всего – о целесообразном и эффективном применении электронных образовательных ресурсов. ЭОР относятся к учебным материалам, начало которым положила в своё время книга. И хотя мало кому придёт в голову весь урок читать учебник, электронные ресурсы настойчиво пытаются применять в классе. Мотивацию понять можно: в аудитории царит преподаватель, который, естественно, пытается прежде всего улучшить, разнообразить, облегчить собственную работу. Это в некоторой мере удаётся при использовании электронных наглядных пособий (элементарных аудиовизуальных ресурсов), как отдельных, так и выстроенных в виде последовательности – тематической презентации. Но замена живого урока демонстрацией самодостаточных образовательных продуктов выглядит, по меньшей мере, странно. Если ресурс текстографический, то зачем нужен учитель, диктующий учебник? Если ЭОР интерактивный мультимедийный, подспудно возникает ощущение чего-то лишнего.

Кому, например, при демонстрации служит интерактив («дай мне попробовать, и я научусь»)? Преподавателю, но ему как раз учиться не нужно. А учащимся остаётся только мультимедийность, сведённая в данном случае к обычному видеопоказу. Но это ещё полбеды. Пытаясь улучшить ситуацию, преподаватель требует для проведения занятий компьютерный класс. Это действительно необходимое условие полноценного использования инновационных качеств ЭОР. Однако наблюдение за учащимися, увлечёнными работой с персональными компьютерами, наводит на мысль: а зачем здесь преподаватель? Разобраться в путанице и избежать неправильных выводов можно, приняв аксиому: самое ценное для образования время, время общения с Учителем, нельзя отнимать, занимая работой с машиной.

На самом деле, наилучший электронный образовательный ресурс по всем сравнимым составляющим уступает учителю. Действительно, программная часть ЭОР, даже доведённая до уровня экспертной системы, не выдерживает никакого сравнения с человеческими возможностями организации взаимодействия (интерактива) и способностями к творческому мышлению. Например, учитель найдёт понятный ответ даже на неудачно сформулированный вопрос, предложит оригинальное решение задачи. Ожидать подобного от компьютерной программы, которая выполняется в жёстких алгоритмических рамках, не приходится. Справедливо утверждение, что компьютер действует по принципу «что положишь – то получишь». ЭОР рядом с хорошим преподавателем может служить лишь помощником, доставляющим нужные аудиовизуальные фрагменты и экономящим время на сложных вычислениях.

Совсем иная картина в самостоятельной учебной деятельности. До сих пор она была ограничена запоминанием информации, составлением текстов и формул, в целом – операциями с символами. Интерактивный аудиовизуальный контент ЭОР нового поколения открывает принципиально новые возможности.

Прежде всего, «домашнее» задание становится полноценным, его функционал возрастает минимум втрое благодаря возможностям модулей И-, П-, К-типов. Принципиально важно, что при этом эффективность самостоятельной учебной работы значительно увеличивается: итоговые знания, умения, компетенции в активно-деятельностном режиме формируются много быстрее, чем при изучении текстовой информации и практике, ограниченной символьными операциями.

Модульная структура ЭОР в совокупности с возможностью хранить, копировать, доставлять, перемещать ЭУМ как по сети, так и на любом носителе позволяет впервые для столь сложных ресурсов реализовать замкнутый цикл образовательной деятельности с компьютерной поддержкой, высвобождающей преподавателю массу драгоценного времени. Пример образовательного цикла представлен на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Цикл образовательной деятельности в рамках современных технологий

Показанный на рисунке перемещаемый носитель (flash-накопитель, CD-R и пр.) выполняет роль дневника учащегося, туда записывается задание (набор электронных учебных модулей) и заносятся данные о результатах самостоятельной работы. Если между компьютерами имеется связь по сети, носитель не требуется.

Из рисунка видно, что появляется возможность исключить из плана аудиторного занятия выборочный опрос, поскольку система учёта учебных достижений обеспечивает фронтальный контроль с минимальными затратами времени. Ещё один малоэффективный компонент аудиторной работы преподавателя – изложение нового материала также целесообразно перенести в сектор самостоятельной учебной работы. Такое решение представляется разумным, поскольку с помощью И-модуля учащийся сможет получить информацию в интерактивных мультимедийных форматах, что значительно эффективнее однообразной устной речи. Индивидуализация темпа усвоения и методики подачи учебного материала при правильном выборе вариатива ЭУМ служит дополнительным аргументом в пользу предварительной подготовки к аудиторному занятию.

В результате в учебной аудитории возникает новая ситуация. Преподаватель работает с подготовленными учащимися и высвободившееся время может потратить на коллективную дискуссию, совместный анализ, углублённое исследование проблемы. Иными словами, на творческую работу с Учениками. Одним из условий развития образовательных технологий является, как минимум, сохранение, а по возможности – расширение возможностей образовательного учреждения, особенно – в части уникальных функций, выделенных в первом разделе этой главы. Сразу же стоит сказать, что натурная лаборатория, учебная мастерская – ценности непреходящие, и в новых условиях широкого применения виртуальных практических занятий значимость реальных экспериментов и результативного труда только повышается. Грамотное сочетание новых и традиционных методов способно многократно улучшить качественные характеристики и прагматичность образования.

Ещё одна сильная сторона образовательного учреждения – коллективная деятельность также может получить развитие с помощью новых инструментов. Бытует мнение, что компьютер разъединяет людей, предлагая им взамен реальных действий, активной позиции в обществе суррогат виртуальной реальности. На самом деле всё ровно наоборот, разумное использование компьютера и телекоммуникаций позволяет выйти на новый уровень сотрудничества. О системах совместной образовательной деятельности (СОД) удалённых пользователей мы говорили в предыдущем разделе. В качестве примера использования СОД нетрудно представить электронный учебный модуль, предназначенный для группового решения учебной задачи. В контент ЭУМ наряду с изучаемыми объектами/процессами включаются управляемые персонажи – представители учащихся. Телекоммуникации позволяют членам учебной группы согласовывать действия своих представителей, обмениваться идеями, предложениями, учебной информацией.

Открывающиеся перспективы оправдывают усилия по разработке новых методик, новых (современных) образовательных технологий, решающих следующие основные задачи:

• кардинальное повышение значимости самостоятельной образовательной деятельности благодаря расширению её функционала и росту эффективности при использовании активно-деятельностных, личностно ориентированных форм обучения;

• перенос неинтерактивных компонентов аудиторных занятий в сектор самостоятельной учебной работы;

• увеличение времени общения с учащимися, переход от вещания к дискуссии, коллективному анализу и совместным исследованиям;

• выход участников образовательного процесса на новый уровень взаимодействия благодаря полнофункциональной компьютерной поддержке замкнутого учебного цикла и дистанционной коллективной образовательной деятельности.

Решение этих задач обеспечит трансформацию традиционных технологий, основанных на репродуктивной модели обучения, в направлении инновационных технологий активного учения. Если в первом случае центральной фигурой является учитель, передающий свои знания, то во втором – достаточно самостоятельный ученик, формирующий свои компетенции под руководством наставника. Важно отметить, что за счёт грамотного применения ЭОР в учебном процессе в рамках современных образовательных технологий значительно увеличивается образовательная и воспитательная эффективность труда преподавателя.

Итак, новые (современные) образовательные технологии стимулируют развитие творческого компонента педагогической деятельности, изменяют роль преподавателя при полнофункциональной и высокоэффективной самостоятельной работе учащихся в активно-деятельностных, личностно ориентированных формах. Новые образовательные инструменты дают нам виртуальную лабораторию и мастерскую, совместную учебную деятельность распределённой группы учащихся, расширяя образовательное пространство школы, колледжа, вуза. Именно такие цели мы преследовали в первом разделе, разыскивая условия развития наиболее ценных возможностей, сильных сторон в каждом из системообразующих звеньев организованного образовательного процесса. А если это так, то аргументацию в пользу новых (современных) образовательных технологий можно считать исчерпывающей.

Общие выводы справедливы для всех уровней образования. При этом в высшем профессиональном и послевузовском образовании имеются особенности, как благоприятствующие развитию современных образовательных технологий, так и требующие дополнительных решений. Например, самостоятельная учебная работа в вузе традиционно более развита, чем в общем среднем и начальном профессиональном образовании. Причём доминанта самостоятельности легко поддерживается благодаря прагматизму контингента учащихся, совмещающих в современных условиях обучение и профессиональную деятельность. Значительное разнообразие учебных дисциплин, заметная динамика развития научных знаний и технологий требуют адекватных и эффективных решений при создании учебных материалов. Важно также отметить, что развитие современных образовательных технологий в вузе невозможно без учёта сложной кадровой ситуации, когда серьёзные учёные и практики имеют крайне мало экономических или моральных стимулов к активной педагогической деятельности.

Одним из свидетельств новаций в высшем и послевузовском образовании является наличие системы дистанционного образования. Наиболее успешна эта организационная форма в корпоративном, послевузовском образовании, где автоматически выполняются условия сосуществования всех компонентов образовательного процесса. Действительно, практические занятия – это текущее производство, аттестацию (контроль) по долгу службы выполняет непосредственный руководитель, так что требуется лишь новая информация, которая в текстографических форматах успешно распространяется с помощью телекоммуникаций.

В вузе ситуация существенно иная. В большинстве случаев учебные материалы ограничены конспектами лекций, иногда дополненными тестами, которые вряд ли могут претендовать на исчерпывающий контроль учебных достижений. Практические занятия в дистанционной форме в подавляющем числе случаев отсутствуют. В таком виде «дистант» скорее напоминает электронное книгоиздание, чем образование. Добросовестные вузы закрывают явные бреши посредством очных встреч со студентами в аудиториях и лабораториях. Но при чём здесь тогда образование на расстоянии, которое якобы можно получить в любое время и в любом месте?

Проблемы электронных учебных материалов в вузе разрешают ЭОР нового поколения. Причём для высшей школы целесообразным представляется не столько создание готовых ЭОР, сколько разработка первичных образцов и наборов разнообразных шаблонов электронных учебных модулей. Тогда, опираясь на инструментарий для непрофессиональных разработчиков, можно рассчитывать на создание полноценных комплектов электронных учебных модулей (теория, практика, аттестация) для любой учебной дисциплины силами преподавателей и студентов. Заметим, что создание ЭУМ является для студента одним из видов самостоятельной учебной работы – исследовательской практикой с получением «отторгаемого», полезного для сокурсников результата. Стоит также отметить, что унификация электронных учебных модулей послужит хорошей основой для интенсивного обмена разработками между вузами.

Для создания нового образовательного контента представляется разумным развивать и совместную образовательную деятельность в группах удалённых пользователей. В этой коллективной практической работе знания не передаются пассивно от преподавателя к учащимся, а возникают в результате совместной деятельности, из активного диалога между учащимися, которые стараются понять, а затем и выразить посредством учебных объектов и процессов теоретические положения предметной области. В результате такой групповой работы распределённых пользователей создаётся и накапливается унифицированный контент для соответствующей предметной области. Аналогом среды коллективной разработки может послужить сетевой инструмент обсуждения текстов типа Wiki, позитивное отличие заключается в поддержке мультимедиа контента.

Развитие индустрии электронного образовательного контента для профессионального образования потребует соответствующих изменений в педагогических технологиях. Очевидно, что для разрешения кадровых проблем высшей школы (и частично – системы НПО/СПО) нужны новые инструменты организации образовательного процесса, адекватные реалиям вузовской педагогики и современному практицизму учащейся молодёжи. Необходимо создать условия для повышения производительности труда преподавателя с одновременным ростом доступности и качества обучения за счёт его индивидуализации.

Резкое увеличение количества студентов, приходящихся на одного преподавателя, обеспечит инструментарий поддержки учебного процесса на основе мультиагентной системы в интеллектуальной компьютерной сети. Основная задача такого программного комплекса – автоматизированное распределение учебных заданий и мониторинг их выполнения с помощью интеллектуальных агентов, снимающих с преподавателя груз монотонных, нетворческих, но весьма ресурсоёмких операций. С точки зрения учащегося, такая организация учебного процесса обеспечивает наиболее комфортные условия образовательной деятельности, расширяет возможности индивидуального планирования, снимает риски конфликтов. При этом, благодаря вариативности электронных учебных модулей, реализуется личностно ориентированное обучение с учётом способностей учащегося, его социального положения, возможностей здоровья, психологических, религиозных и других аспектов. Комплекс вариативных, дифференцированных по сложности учебных материалов, интеллектуальные агенты для взаимодействия с учащимися и контроля их учебных достижений помогают решить целый ряд актуальных проблем:

• резко повышается производительность труда преподавателя, при этом зона его деятельности не ограничена стенами определённого учебного корпуса;

• значительно увеличиваются возможности получения образования в комфортных для учащегося условиях;

• реализуется личностно ориентированное обучение.

Важно, что повышение производительности труда преподавателя при одновременной индивидуализации обучения достигается без увеличения бюджетных затрат. Особенно эффективно данное решение для современных федеральных и национальных исследовательских университетов, представляющих собой территориально распределённые комплексы.

В целом, мультиагентные системы хорошо согласуются с рассмотренными особенностями создания и использования ЭОР нового поколения в высшей школе. Объединение этих инструментов обеспечивает развитие современных образовательных технологий в высшем профессиональном и послевузовском образовании.

Продолжение читайте, пожалуйста, в следующем номере