Технология создания электронных средств обученияавторы Беляев М. И., Гриншкун В. В., Краснова Г. А
 Скачать 1.37 Mb.
|
|
Тема 5. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ 5.1 Технические характеристики электронных средств обучения Аппаратно-программная платформа и телекоммуникационные технологии, используе- мые при создании электронных средств обучения. Надежность, ресурсоемкость, произ- водительность, информационная совместимость, информационная безопасность и со- провождаемость электронных средств обучения. Использование интеллектуальной соб- ственности при создании образовательных электронных ресурсов Разработка электронных средств обучения, невозможна без выработки и соблюдения комплекса требований к качеству ЭСО. Более того, соблюдение таких требований является основополагающим элементом общей технологии создания ЭСО. В рамках изучения настоящего Интернет-издания педагоги могут рассматривать пере- числяемые ниже требования как рекомендации по созданию наиболее эффективных элек- тронных средств обучения. Процесс создания электронных средств обучения должен обеспечивать производство ЭСО, отвечающих системе психолого-педагогических, технико-технологических, эстетиче- ских, функциональных и эргономических требований. Технико-технологические требования. К технико-технологическим относятся тре- бования (применительно к ЭСО): 1. Функционирования электронных ЭСО в телекоммуникационных средах, операцион- ных системах и платформах, 2. Максимального использования современных средств мультимедиа и телекоммуника- ционных технологий, 3. Надежности и устойчивой работоспособности, 4. Гетерогенности (устойчивой работы на различных компьютерных и других анало- гичных им средствах, предусмотренных спецификацией ЭСО), 5. Устойчивости к дефектам, 6. Наличия защиты от несанкционированных действий пользователей, 7. Эффективного и оправданного использования ресурсов, 8. Тестируемости, 9. Простоты, надежности и полноты инсталляции и деинсталляции. Требования к аппаратно-программной платформе. Рекомендуется создавать ЭСО, рассчитанные на стандартные аппаратно-программные платформы и информационные тех- нологии, получившие наибольшее распространение среди потенциальных пользователей данных средств обучения. Решения, связанные с применением нестандартных аппаратных и программных средств, а также включением в состав вычислительной системы компонентов, выходящих за рамки ее типовой конфигурации, должны быть обоснованы. Компоненты ЭСО должны иметь согласованные требования к аппаратно-программной конфигурации вычислительной системы и использовать согласованные программно- технические решения. 56 Рекомендуется, чтобы ЭСО было многоплатформенным, т.е. могло функционировать на базе различных аппаратно-программных платформ. Многоплатформенность соответству- ет мобильности средства обучения по отношению к вычислительной платформе. Выбор минимальной и оптимальной конфигураций вычислительной системы для функционирования ЭСО должен быть обоснованным. Нельзя неоправданно занижать мини- мальную и завышать оптимальную конфигурации. Минимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой реализуются основные функции средства обучения, но его быстродействие снижено по срав- нению со средним уровнем. Допустимо отражать в минимальной конфигурации структуру вычислительной системы, не содержащей компонентов, необходимых для выполнения не основных функций ЭСО. К не основным относятся функции, при отсутствии технических условий для выполнения которых смысл и польза от применения средства обучения сохра- няются. Например, если в локальном ЭСО предусмотрен доступ через Интернет к справочной базе по изучаемой дисциплине, но соответствующая возможность не рассматривается в каче- стве основной, то в минимальную конфигурацию не включаются требования, связанные с обеспечением работы в Интернет. Оптимальная конфигурация вычислительной системы - это конфигурация, в которой выполняются все функции средства обучения с обеспечением установленного уровня его по- требительских свойств, а взаимодействие с ним является наиболее комфортным. Оптималь- ная конфигурация должна соответствовать условной степени комфортности, близкой к на- сыщению. Такая степень имеет место тогда, когда дальнейшее улучшение характеристик вы- числительной системы вызывает непропорционально меньший (чем до насыщения) рост комфортности, т.е. последующие затраты ресурсов на ее увеличение не оправдываются. Рекомендуется обеспечить адаптируемость ЭСО к разным конфигурациям в пределах одной аппаратно-программной платформы. Разные конфигурации, например, могут опреде- ляться: § версией операционной системы; § типом и версией браузера; § производительностью компьютера, видеосистемы, канала связи; § наличием или отсутствием периферийного оборудования; § наличием или отсутствием системных компонентов (кодеков, драйверов и т.п.); § средствами расширения функций браузера (подключаемыми программными объекта- ми, Java-апплетами) и др. Адаптируемость обеспечивается путем реализации нескольких версий средства обуче- ния для разных конфигураций либо функций настройки на текущую конфигурацию. Второй вариант является предпочтительным. Телекоммуникационные технологии, применяемые при создании и использовании ЭСО, должны быть стандартными, получившими наибольшее распространение среди педа- гогов и учащихся. Телекоммуникационные возможности ЭСО должны быть реализованы на основе стан- дартных средств (сетевых функций операционной системы, браузера, электронной почты, телекоммуникационных функций системы управления учебным процессом и т.д.). Рекомендуется обеспечить универсальность ЭСО с точки зрения работоспособности в разных условиях, определяемых использованием или неиспользованием различных телеком- муникационных технологий: 57 § работа на локальном компьютере без выхода в сеть; § работа в локальной вычислительной сети (работа пользователей с ЭСО независимо друг от друга; режим, поддерживающий взаимодействие пользователей); § удаленный доступ к ЭСО через Интернет; § удаленный доступ к ЭСО через Интернет с использованием локального мультимедий- ного содержания для минимизации объема передаваемой информации (технология гибридных средств обучения); § удаленный доступ к ЭСО через Интернет с возможностью копирования части содер- жания на компьютер пользователя для работы в локальном режиме (технология за- гружаемых электронных средств обучения, исключающая необходимость наличия по- стоянного соединения с Интернет и позволяющая минимизировать время соедине- ния). Рекомендуется обеспечить универсальность ЭСО с точки зрения работоспособности в условиях наличия и отсутствия сопряжения с системой управления учебным процессом. Це- лесообразно, чтобы ЭСО мог функционировать: § независимо от системы управления учебным процессом (как самостоятельное авто- номное приложение); § в сопряжении с системой управлением учебным процессом (взаимодействуя с ней в соответствии с установленными стандартами и спецификациями). Рекомендуется обеспечить работоспособность ЭСО в случаях, когда клиентская вычис- лительная система не поддерживает те или иные телекоммуникационные технологии, ис- пользуемые в нем, но не имеющие ключевого значения с точки зрения уровня качества функционирования электронного средства обучения. Функции и компоненты, основанные на не поддерживаемых телекоммуникационных технологиях, рекомендуется заменять альтер- нативами, доступными для данной вычислительной системы. Рекомендуется обеспечить адаптируемость сетевого ЭСО к скорости передачи данных по каналу связи. Надежность. ЭСО должно быть завершенным средством обучения, учебным материа- лом, готовым к практическому применению. Должны отсутствовать ограничения в надежно- сти, обусловленные ошибками в реализации и (или) неполной реализацией его программных и информационных компонентов. Для сетевых ЭСО данное требование распространяется на клиентские и серверные компоненты. ЭСО должно обеспечивать защиту от некорректных действий пользователя, способных вызвать нарушение его допустимого режима функционирования, повреждение данных, сбои в работе вычислительной системы и т.п. В ЭСО должны быть предусмотрены средства обработки нештатных ситуаций, вызван- ных некорректным функционированием: § системного программного обеспечения; § сопряженных приложений; § аппаратного обеспечения (в том числе периферийных устройств); § телекоммуникационного оборудования; § системы управления учебным процессом; § средств взаимодействия между клиентскими и серверными компонентами. 58 Обработка нештатных ситуаций может предусматривать: § компенсацию возникших ошибок, обеспечивающую сохранение установленного уровня качества функционирования средства обучения; § выдачу предупреждения о невозможности выполнения тех или иных действий с ука- занием причин, обеспечение сохранности данных и работоспособности средства обу- чения при незначительном снижении уровня качества его функционирования; § выдачу предупреждения о невозможности дальнейшего продолжения сеанса работы со средством обучения с указанием причин, сохранение данных и завершение работы. Рекомендуется реализовать в ЭСО функции контроля наличия и корректной работы критически важных системных компонентов (драйверов, кодеков и т.д.). Такой контроль следует выполнять либо непосредственно после запуска ЭСО, либо перед вызовом функций, использующих эти компоненты. Средства диалога ЭСО должны предусматривать выдачу за- просов на подтверждение выполнения необратимых действий. Программное обеспечение ЭСО не должно содержать компьютерных вирусов. В ходе разработки и экспертизы все содержание учебных материалов должно пройти проверку ан- тивирусными средствами. Ресурсоемкость и производительность. Требования ЭСО к ресурсам вычислительной системы (типу и тактовой частоте процессора, объему оперативной и дисковой памяти, объ- ему видеопамяти и др.) должны быть обоснованными и соответствовать обеспечиваемым им функциям и характеристикам. По завершении работы ЭСО должен полностью освобождать использовавшиеся им ре- сурсы вычислительной среды. В рамках оптимальной конфигурации вычислительной системы производительность функционирования ЭСО должна обеспечивать комфортный режим работы пользователей. В таблице приведены предельные времена выполнения основных операций, ограничивающих темп взаимодействия пользователя и ЭСО, для двух вариантов применения электронного средства обучения: Операция Предельное время выполнения, с Работа ЭСО на локальном компьютере или в локаль- ной сети Удаленный доступ к ЭСО со скоростью передачи не ни- же 150 кбит/с Загрузка и отображение структурной единицы содержания (страницы, кадра, экрана), не содержащей объ- емных графических и мультимедий- ных компонентов, при навигации по учебному материалу ЭСО 5 10 Выполнение поискового запроса и вывод на экран результатов 10 20 Загрузка мультимедийного компо- нента ЭСО (подготовка к воспроиз- ведению) 8 20 Первоначальная загрузка и вывод на экран объемного графического изо- бражения или трехмерной модели 8 20 Выполнение команды изменения за- груженной трехмерной модели 1 1 Выполнение любой другой команды диалога 3 10 Выполнение сложных расчетов при работе с интерактивной моделью и 30 35 59 визуализация результатов Вышеуказанные требования и рекомендации должны учитываться при: § декомпозиции содержания на структурные единицы; § выборе форматов и параметров информационных компонентов, а также используемых для их компрессии и декомпрессии кодеков; § разработке моделей и алгоритмов, реализуемых в программном обеспечении ЭСО; § разработке средств диалога, навигации по учебному материалу и поиска. Мультимедийные компоненты ЭСО должны воспроизводится с установленной скоро- стью (частотой следования кадров), плавно, без пауз, рывков, пропусков кадров, нарушения синхронизации взаимосвязанных компонентов. Данное требование должно учитываться при выборе форматов и параметров мультимедийных компонентов. Во всех случаях, когда время ожидания пользователем ЭСО выполнения операции мо- жет составить более 15 с, на экран должен выводиться индикатор хода процесса, представ- ляющий соотношение его выполненной и невыполненной долей и прогнозируемое время до завершения операции. При отсутствии возможности отслеживать ход выполнения операции и оценивать время до ее завершения вместо индикатора хода процесса на экран следует вы- водить предупреждение о том, что выполнение операции может занять определенное время. Для операций, время ожидания выполнения которых пользователем ЭСО может соста- вить более 15 с, должны быть предусмотрены средства отмены (прерывания). В ЭСО, содержащих объемные мультимедийные компоненты, рекомендуется преду- смотреть режим функционирования, в котором они не устанавливаются на пользовательский компьютер, а загружаются непосредственно с дистрибутивного носителя. Электронные средства обучения, функционирующее в сопряжении с системой управ- ления учебным процессом, должны удовлетворять предъявляемым ею требованиям к обес- печению информационной безопасности. В ЭСО должны быть предусмотрены средства защиты информации от несанкциониро- ванного доступа (чтения и (или) изменения неуполномоченными лицами или неустановлен- ными способами). К защищаемым информационным компонентам относятся: § информация о ходе и результатах работы обучаемого с ЭСО (протоколы, оценки); § индивидуальные задания обучаемых; § ответы на учебно-тренировочные задачи, подсказки, другие виды информационной помощи, относящиеся к изучаемому курсу (дисциплине) и используемые в контроль- но-аттестационных мероприятиях; § персональная информация об обучаемом; § профиль обучаемого (данные персональной настройки ЭСО, закладки, "история" ра- боты и т.д.). ЭСО, способные функционировать в сопряжении с системой управления учебным про- цессом, а также автономные ЭСО, предусматривающие идентификацию пользователей и 60 разграничение их прав доступа, должны обеспечивать защиту всех перечисленных групп информационных компонентов. Программные компоненты ЭСО должны соответствовать единому уровню информаци- онной безопасности и использовать согласованные программно-технические решения, свя- занные с ее обеспечением. В ЭСО, рассчитанных на работу в режиме удаленного доступа, рекомендуется преду- смотреть средства защиты от копирования средства обучения через Интернет (скачивания содержательного наполнения с помощью автономных браузеров). В ЭСО, распространяемых на информационных носителях, рекомендуется предусмот- реть средства защиты от несанкционированного копирования дистрибутивных носителей. Рекомендуется предусмотреть средства защиты от автономного использования ценных информационных компонентов ЭСО (например, мультимедийных компонентов). Одним из способов такой защиты является включение в визуальные компоненты предупредительной маркировки (копирайта), информирующей о правах интеллектуальной собственности на них. Содержательное наполнение ЭСО должно быть представлено в стандартных форматах, соответствующих аппаратно-программным платформам, на которые рассчитано средство обучения. Рекомендуется использовать форматы информационных компонентов, обеспечиваю- щие отделение содержательной информации от данных, описывающих ее представление. Учебный материал, описание его структуры, схему навигации по нему, а также инфор- мацию, используемую и формируемую при управлении учебным процессом (сведения об обучаемом, модели компетенции, протокол работы с ЭСО, модель обучаемого и др.) реко- мендуется представлять в форматах, определенных в признанных корпоративных стандартах и спецификациях. Рекомендуется, чтобы форматы и параметры информационных компонентов ЭСО обеспечивали возможности для: § многократного использования ЭСО и его компонентов в разных контекстах; § переносимости ЭСО; § использования существующих информационных компонентов (в имеющемся виде или после конвертации) при модернизации программного обеспечения ЭСО, связан- ного с переходом к новым или усовершенствованным аппаратно-программным плат- формам, реализацией новых информационных технологий и т.п. Форматы и параметры содержательного наполнения ЭСО должны быть адекватны его предметному содержанию и дидактической роли. Реализация содержательного наполнения ЭСО, а также форматы и параметры, используемые при его хранении, должны быть эконом- ными с точки зрения объема информации. Графические и мультимедийные компоненты ЭСО должны храниться в форматах со сжатием данных. В неупакованном виде могут храниться небольшие по объему компоненты, многократно отображаемые или воспроизводимые в рамках сеанса работы с ЭСО (графиче- ские элементы пользовательского интерфейса, пиктограммы, аудиоэффекты длительностью не более 10 с и т.п.). Экономная реализация содержательного наполнения подразумевает: § отсутствие по краям графических изображений пустых полей, не несущих смыслового значения; 61 § представление визуальных компонентов с глубиной цвета, минимально достаточной для кодирования используемого в них количества цветов; § рациональное использование пространства визуальных компонентов; § запись аудиокомпонентов с параметрами, соответствующими характеру звука; § отсутствие участков тишины в начале и конце аудиокомпонентов и др. Характеристики изображений, имеющих предметное содержание, т.е. относящихся к изучаемому курсу (дисциплине), - размер, глубина цвета, композиция, четкость, яркость, контраст и др. - должны обеспечивать адекватное представление демонстрируемых объектов и (или) процессов и создавать удобные условия для восприятия информации пользователями ЭСО. В визуальных компонентах не должно быть зон с видимым снижением качества изо- бражения (зернистостью, размытостью, искажениями цветов и др.), вызванных использова- нием компрессии с потерями информации. Размер кадра видео или анимации, воспроизводимой в окне ЭСО, не должен превышать размеров этого окна, устанавливаемых по умолчанию. Для видео и анимации, воспроизводимых в окне ЭСО, рекомендуется использовать размеры кадра, при которых его площадь составляет от 1/4 до 3/4 площади окна ЭСО, уста- навливаемой по умолчанию. Рекомендуется, чтобы кадры видео и анимации имели соотношение ширины к высоте в пропорции 4:3. Частота следования кадров (скорость воспроизведения) видео, анимации и презентаций должны соответствовать динамичности представляемых ими процессов и обеспечивать удобные условия для восприятия информации пользователями ЭСО (давать возможность рассмотреть и понять суть отдельных фаз процесса, а также уяснить их взаимосвязь). Аудиокомпоненты, содержащие цифровое представление звуковых волн, должны иметь разрядность отсчета не менее 16 бит. Частота дискретизации должна составлять: § для музыки - не ниже 32 кГц; § для других звуков - не ниже 16 кГц. В аудиокомпонентах не должно быть искажений и шумов, создающих заметные труд- ности при восприятии звука. Речевые сообщения должны произноситься грамотно, четко, без акцента, в едином темпе. Тембр голоса и используемые интонации не должны раздражать слушателей или соз- давать у них неприятные ощущения. Все аудиокомпоненты ЭСО должны быть нормализованы по громкости, т.е. иметь еди- ный уровень громкости. Длительность аудиоэффектов, используемых в методических целях (для привлечения внимания обучаемого, оценивания его действий и т.п.), не должна превышать 7-10 с. В таких аудиоэффектах не должны использоваться негармоничные звуки (отрывистые, режущие слух, пугающие), которые могут раздражать пользователей или создавать у них неприятные ощущения. 62 Должна обеспечиваться корректная синхронизация воспроизведения взаимосвязанных мультимедийных компонентов (в частности, синхронизация соответствующих друг другу аудио- и видеодорожки). Воспроизведение мультимедийного компонента не должно полностью блокировать ра- боту с ЭСО. Допускается ограничение доступа к отдельным функциям ЭСО на период вос- произведения. Должны быть предусмотрены средства отмены (прерывания) воспроизведения мульти- медийных компонентов, длительность которых превышает 10 с. Рекомендуется предусмотреть возможности управления воспроизведением мультиме- дийных компонентов (с помощью внутренних или внешних средств). Для графических и мультимедийных компонентов ЭСО, публикуемых в сети Интернет, рекомендуется использовать форматы и параметры, поддерживающие технологию прогрес- сивной загрузки (для графики - запись и чтение с чередованием строк). |