Открытая архитектура. или Что такое ЭОР нового поколения

Мудрые китайцы говорят: «Расскажи мне, и я забуду, покажи мне, и я запомню, дай мне попробовать, и я научусь». Учить и учиться с интересом и максимальной эффективностью в современной школе уже сегодня можно с помощью электронных образовательных ресурсов нового поколения. Для ученика – это существенное расширение возможностей самостоятельной работы – заглянуть в любой музей мира, провести лабораторный эксперимент и тут же проверить свои знания. Для учителя – это увеличение времени общения с учениками, что особенно важно – в режиме дискуссии, а не монолога.

Уже в конце года по интернету из Федерального центра информационно-образовательных ресурсов совершенно бесплатно можно будет скачать 10 тысяч электронных учебных модулей по 10 предметам – английскому языку, биологии, географии, естествознанию, истории, математике, мировой художественной культуре и искусству, русскому языку, физике и химии. Содержание информационных, практических и контрольных модулей разрабатывают 9 электронных издательств. Унифицированные требования и программную среду предоставил Республиканский мультимедиацентр, где и была придумана не имеющая аналогов в мире открытая образовательная модульная мультимедиасистема – ОМС. О том, какие преимущества дает использование разных типов электронных образовательных ресурсов нового поколения, рассказывает Александр ОСИН, автор идеи и архитектуры ОМС, генеральный директор Республиканского мультимедиацентра Рособразования.

– Александр Васильевич, ЭОР бывают разные, как можно их классифицировать и чем они отличаются от учебников?

– Самые простые ЭОР – текстографические. Они отличаются от книг в основном базой предъявления текстов и иллюстраций – материал представляется на экране компьютера, а не на бумаге. Хотя его очень легко распечатать.

ЭОР следующей группы тоже текстографические, но имеют существенные отличия в навигации по тексту. Страницы книги мы читаем последовательно, осуществляя таким образом так называемую линейную навигацию. При этом достаточно 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 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 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 – нелинейная. Вы просматриваете фрагменты текста в произвольном порядке, определяемом логической связностью и собственным желанием. Такой текстографический продукт называется гипертекстом.

Третий уровень ЭОР – это ресурсы, целиком состоящие из визуального или звукового фрагмента. Формальные отличия от книги здесь очевидны: ни кино, ни анимация, ни звук для полиграфического издания невозможны. Но, с другой стороны, стоит заметить, что такие ЭОР по существу не отличаются от аудиовидеопродуктов, воспроизводимых на бытовом CD-плейере.

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

– А что такое мультимедиа ЭОР?

– Английское слово multimedia в переводе означает «много способов». В нашем случае это представление учебных объектов множеством различных способов, то есть с помощью графики, фото, видео, анимации и звука. Иными словами, используется все, что человек способен воспринимать с помощью зрения и слуха.

Сегодня термин «мультимедиа» применяется достаточно широко, поэтому важно понимать, к чему именно он относится. Например, хорошо известный мультимедиаплейер называется мультимедийным потому, что он может по очереди воспроизводить фотографии, видеофильмы, звукозаписи, текст. Но при этом каждый воспроизводимый в данный момент продукт является моноформатным, «двухмедийным» можно назвать только озвученный видеофильм.

То же самое можно сказать про «мультимедиаколлекцию» моноформатных аудиовизуальных элементов: в совокупности коллекция мультимедийна, но каждый отдельно используемый ее элемент (звукозапись, статическое или динамическое изображение) не является мультимедийным.

Когда мы говорим о мультимедиа ЭОР, имеется в виду возможность одновременного воспроизведения на экране компьютера и в звуке некоторой совокупности объектов, представленных различными способами, в разных компьютерных форматах. Разумеется, речь идет не о бессмысленном смешении, все представляемые объекты связаны логически, подчинены определенной дидактической идее, и изменение одного из них вызывает соответствующие изменения других. Такую связную совокупность объектов называют «сценой». Использование театрального термина вполне оправдано, поскольку чаще всего в мультимедиа ЭОР представляются фрагменты реальной или воображаемой действительности.

Степень адекватности представления фрагмента реального мира определяет качество мультимедиапродукта. Высшим выражением является «виртуальная реальность», в которой используются мультимедиакомпоненты предельного для человеческого восприятия качества: трехмерный визуальный ряд и стереозвук.

– Интерактивность – это возможность взаимодействия?

– Совершенно верно, перевод английского interactive – взаимодействие. Именно взаимодействие – путем согласия или противодействия – с окружающей природной и социальной средой есть основа разумного существования. Поэтому в образовательном процессе роль интерактива трудно переоценить.

Интерактивность позволяет развивать активно-деятельностные формы обучения и дает реальную возможность расширения функционала самостоятельной учебной работы – полезного с точки зрения целей образования и эффективного с точки зрения временных затрат. Поэтому вместо текстового фрагмента с информацией по тому или иному учебному предмету необходим интерактивный электронный контент. Иными словами – содержание предметной области, представленное учебными объектами, которыми можно манипулировать, и процессами, в которые можно вмешиваться.

По сути, интерактив – главный педагогический инструмент электронных образовательных ресурсов. Но есть и другие новые педагогические инструменты, которые создают интерактиву среду применения. Всего их пять: интерактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность и производительность.

Об интерактиве и мультимедиа мы уже говорили. Если к ним добавить еще моделинг – имитационное моделирование с аудиовизуальным отражением изменений сущности, вида, качеств объектов и процессов, то электронный образовательный ресурс вместо описания в символьных абстракциях сможет дать адекватное представление фрагмента реального или воображаемого мира.

Мультимедиа обеспечит реалистичное представление объектов и процессов, интерактив даст возможность воздействия и получения ответных реакций, а моделинг реализует реакции, характерные для изучаемых объектов и исследуемых процессов.

Четвертый инструмент – коммуникативность – это возможность непосредственного общения, оперативность представления информации, удаленный контроль за состоянием процесса. С точки зрения ЭОР это прежде всего возможность быстрого доступа к образовательным ресурсам, расположенным на удаленном сервере, а также возможность on-line коммуникаций удаленных пользователей при выполнении коллективного учебного задания.

Наконец, пятый новый педагогический инструмент – производительность пользователя. Благодаря автоматизации нетворческих, рутинных операций поиска необходимой информации творческий компонент и соответственно эффективность учебной деятельности резко возрастают.

– Сейчас активно говорят об ЭОР нового поколения. Что имеется в виду?

– ЭОР нового поколения представляют собой открытые образовательные модульные мультимедиа системы (ОМС). В самом простом изложении это электронные учебные продукты, позволившие решить три основные проблемы современных ЭОР.

Первая проблема заключалась в том, что ЭОР, распространяемые в интернете, были преимущественно текстографическими. Очевидно, что электронная копия учебника школьнику пользы не принесет, а работа со многими информационными источниками для школы в отличие от вуза не характерна. Более того, на любой ступени образования получением информации учебный процесс далеко не исчерпывается, нужно обеспечить еще практические занятия и аттестацию, лучше всего на предметной базе. Понятно, что для решения этих задач требуются ЭОР с интерактивным мультимедийным контентом, но распространение таких продуктов в глобальной Сети наталкивалось на серьезные технические трудности.

В ЭОР нового поколения проблема сетевого доступа к высокоинтерактивному, мультимедийно насыщенному контенту решена. Иными словами, в этих продуктах могут использоваться все пять новых педагогических инструментов.

Вторая технологическая проблема тесно связана с решением первой. До настоящего времени интерактивные мультимедиапродукты выпускались на компакт-дисках, при этом каждый производитель использовал собственные программные решения, способы загрузки, пользовательские интерфейсы. Часто это приводило к тому, что изучение методов работы с диском требовало практически такого же усердия и времени, какое требовалось на учебное содержание.

ЭОР нового поколения – ЭОР НП – сетевые продукты, выпускаемые разными производителями в разное время и в разных местах. Поэтому архитектура, программные средства воспроизведения, пользовательский интерфейс были унифицированы. В результате для ЭОР нового поколения была решена проблема независимости способов хранения, поиска и использования ресурса от компании-производителя, времени и места производства.

Для учащихся и учителей это означает, что сегодня и в перспективе для использования любых ЭОР НП требуется один комплект клиентского программного обеспечения, и во всех ЭОР НП контентно-независимая часть графического пользовательского интерфейса одинакова.

Третья проблема характерна именно для образования. Уже много лет декларируется, что компьютер обеспечит личностно-ориентированное обучение. В педагогической практике давно используется понятие индивидуальных образовательных траекторий.

Действительно, необходимость по-разному подходить к обучению разных учеников очевидна, но в классно-урочной системе практически невозможна. Однако даже в действующей бинарной системе «учитель – класс» учителя-то все равно разные, каждый из них хочет учить по-своему. Соответственно ЭОР должны позволять создавать авторские учебные курсы.

В традиционных условиях учитель достаточно свободен в применении множества информационных источников – учебники разных издательств, методические материалы, научные публикации… И ограниченно свободен в части практических занятий. Например, лабораторные комплексы по выбору – это, к сожалению, утопия. Поэтому, когда появились первые серьезные учебные продукты на CD-ROM, к их недостаткам сразу же отнесли жесткую заданность учебного курса. Учителю хотелось бы что-то изменить, но в создании интерактивного мультимедиаконтента участвует множество разных специалистов, которых, конечно, в школе нет. В ЭОР нового поколения эта проблема решена.

– И как учитель может построить авторский учебный курс и индивидуальную образовательную траекторию?

– Для этого и придуманы вариативы электронных учебных модулей. Изучая совокупный контент открытой образовательной модульной мультимедиасистемы, пользователь для каждого тематического элемента может выбрать наиболее подходящие, с его точки зрения, модули изучения информации – И, практических занятий – П и контроля – К.

Например, И-модуль может быть выбран по глубине изложения материала, в группе П-модулей можно выбрать лабораторную работу или решение задач по теме, среди К-модулей можно выбрать либо простой тест, либо практическое задание, выполняемое на виртуальном тренажере.

При этом важно понимать, что совокупный контент ЭОР нового поколения непрерывно расширяется, и если нет комфортного варианта ЭУМ сегодня, то будет завтра. А если нет возможности или желания ждать, то, вспомнив, что все ЭУМ открыты для пользователя, можно изменить существующий или собрать новый электронный учебный модуль самостоятельно.

Таким образом, шаг за шагом, по тематическим элементам преподаватель выстроит авторский вариант учебного курса по предмету. «Обкатав» свой вариант курса, преподаватель может перейти к его расширению, добавляя вариативы И, П, К-модулей для каждого тематического элемента. Понятно, что это делается с прицелом на группы слабых, средних и сильных учеников. Задания для них дифференцируются, и это первый шаг к индивидуальной образовательной траектории. В предельном случае такая траектория составляется для каждого ученика, причем сделать это может уже и сам школьник.

– А электронный учебный модуль изменить можно?

– Все ЭУМ открыты для пользователя. При этом уровень вносимых изменений определяется только IT-возможностями и имеющимися в распоряжении материалами.

ЭУМ упакован в широко распространенном формате ZIP. Если раскрыть ZIP-контейнер, мы увидим четыре папки: для элементов контента, сценария (script), моделеров и метаданных ЭУМ.

Самый простой способ модернизации ЭУМ – замена всех или некоторых мультимедиафайлов в папке элементов контента с сохранением их имен и форматов. Таким образом можно изменить содержание ЭУМ вплоть до смены предметной области. Однако структура контента и методы организации интерактива сохранятся от прототипа.

Если имеются знания Java script и XML, то можно вмешаться в сценарий ЭУМ. В этом случае получится уже совершенно другой электронный учебный модуль. Тогда стоит внести изменения и в метаданные хотя бы в разделах предметной области и авторов нового ЭУМ.

Наконец, если позволяют возможности, можно изготовить ЭУМ с нуля – структура и спецификации ЭУМ опубликованы, а плейер – стандартный, единый для всех.

– Александр Васильевич, давайте суммируем: какими преимуществами обладают ОМС?

– Прежде всего это 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. 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 существенной переработки в целом при изменении содержательных или технических внешних условий.

Исключительно важное свойство разработанной архитектуры – открытость. Это относится прежде всего к совокупному компоненту ОМС, открытому для расширений как по оси тематических элементов (например, открыты новые знания по предмету), так и по оси вариативов (например, родилась новая методическая идея или появилась более современная мультимедиа технология для представления учебных объектов).

Не менее важное свойство – открытость электронных учебных модулей для изменений, дополнений, полной модернизации. Действительно, Java script и XML являются интерпретируемыми языками, так что в распоряжении любого пользователя ЭУМ находится исходный текст его сценария. Script можно изменить, дополнить или использовать в качестве шаблона для создания ЭУМ с совершенно иным контентом.

Наконец, клиентское программное обеспечение ОМС само построено по модульному принципу, позволяющему неограниченно расширять, например, возможности плейера.

В целом архитектура «клиент – сервер» определяет возможность многоплатформенного использования системы. При этом переход на другую платформу, например, от Windows к Linux, не требует никаких изменений в электронных учебных модулях. К иной платформе адаптируется только плейер.

– А что нового дают ЭОР школьнику?

– Прежде всего возможность действительно научиться.

Представьте себе, что школьник хочет научиться играть в футбол. Существует немалое количество книг по этому вопросу. Как вы думаете, ботаник станет вторым Пеле? Ответ очевиден: необходима практика – тренировки и аттестация – соревнования.

Тогда почему мы хотим получить современного, готового ориентироваться в практической жизни выпускника, предлагая ему преимущественно информацию?

Как известно, учебная работа включает занятия с педагогом (аудиторные) и самостоятельные (дома). До сих пор вторая часть заключалась в основном в запоминании информации. Практический компонент домашнего задания был ограничен составлением текстов и формул.

Электронные образовательные ресурсы позволяют выполнить дома значительно более полноценные практические занятия – от виртуального посещения музея до лабораторного эксперимента и тут же провести аттестацию собственных знаний, умений, навыков. Домашнее задание становится полноценным, трехмерным, оно отличается от традиционного так же, как объемное голографическое изображение от фотографии невысокого качества.

С ЭОР изменяется и первый компонент – получение информации. Одно дело – изучать текстовые описания объектов, процессов, явлений, совсем другое – увидеть их и исследовать в интерактивном режиме. Наиболее очевидны новые возможности при изучении культуры и искусства, представлений о макро- и микромирах, многих других объектов и процессов, которые не удается или в принципе невозможно наблюдать.

– Тогда можно не ходить в школу?

– Ничего подобного! Во-первых, нужно отчетливо понимать, что возможности ЭОР и учителя сегодня и в обозримом будущем несравнимы. Говоря языком информатики, учитель – это «экспертная система»: может ответить (почти) на любой вопрос, в том числе неудачно сформулированный. Причем ответ будет дан с учетом подготовленности конкретного ученика. Во-вторых, компьютер даже не претендует на роль педагога – воспитателя, носителя культуры.

Можно привести еще множество аргументов, свидетельствующих о бесценной роли учителя в образовательном процессе. Другое дело, что в современных условиях, когда приходится учиться всю жизнь, трудно представить, сколько бы понадобилось учителей, если бы не компьютер, резко расширивший возможности самостоятельной учебной работы.

В-третьих, только в школе можно «пощупать» реальную лабораторную установку, провести живое коллективное обсуждение проблемы – ценность «мозгового штурма» не зависит от уровня информатизации.

Наконец, школа – это социализация учащегося, формирование навыков общения и поведения в коллективе, адаптация в определенной социальной среде.

– Александр Васильевич, у педагога действительно появляется много возможностей. И все-таки чему он должен научиться, чтобы их реализовать?

– Для начала совсем немногому. Дело в том, что чем сложнее программное обеспечение, тем легче с ним работать. По большому счету, научиться включать компьютер и управляться с «мышкой» можно за несколько минут. И это очень многие педагоги давно уже умеют. Для них не составит труда выйти в интернет или скачать ЭУМ ОМС с диска. Главная, весьма трудоемкая, но очень интересная задача будет состоять в разумном использовании ЭОР с пользой для учебного процесса и в конечном итоге для каждого ученика.

Учителям, еще не имеющим опыта работы с компьютером, нужно постараться объяснить, что «догнать» своих продвинутых коллег не сложнее, чем научиться обращаться с телевизором. Да, с компьютером много чего можно делать, но нас интересует пока весьма узкая область применения. Есть еще одна простая возможность старта: предложить своим ученикам выполнить домашнее задание с использованием ЭОР. Стоит только начать разбираться – то ли и так ли они сделали, и учитель окунется в совершенно другую среду, которая очень скоро станет понятной и комфортной.

Терминология

Электронными образовательными ресурсами называют учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства.

В самом общем случае к ЭОР относят учебные видеофильмы и звукозаписи, для воспроизведения которых достаточно бытового магнитофона или CD-плйеера.

Наиболее современные и эффективные для образования ЭОР воспроизводятся на компьютере. Иногда, чтобы выделить данное подмножество ЭОР, их называют цифровыми образовательными ресурсами (ЦОР), подразумевая, что компьютер использует цифровые способы записи/воспроизведения. Однако аудиовидеокомпакт-диски (CD) также содержат записи в цифровых форматах, так что введение отдельного термина и аббревиатуры ЦОР не дает заметных преимуществ. Поэтому, следуя межгосударственному стандарту ГОСТ 7.23-2001, лучше использовать общий термин «электронные» и аббревиатуру ЭОР.