Исследования вопросов внедрения информационных технологий в учебный процесс обусловили активное развитие компьютерных средств обучения. В учебный процесс стали активно внедряться электронные учебники, компьютерные тренажеры, виртуальные лаборатории, системы компьютерного тестирования и т.п.
Автоматизированные системы обучения позволяют объединить в себе компьютерные средства обучения для теоретической и практической подготовки, а также средства компьютерной диагностики знаний.
Концептуальная структурная схема построена на основе анализа функций и требований к системе. Схема позволяет выделить основные блоки каждой подсистемы, определить информационные объекты, разграничить пространство пользователей.
Рассмотрим некоторые ключевые элементы универсальной автоматизированной системы обучения.
Базовой составляющей образовательного процесса являются элементы теоретического и практического обучения, включающие изучение теоретического материала, научно — исследовательскую работу, практикумы и лабораторные работы, методическое и инструментальное оснащение практических, курсовых и дипломных работ.
Подсистема формирования индивидуальных и групповых траекторий обучения
Данная подсистема (см. рис.1) предназначена для формирования графиков учебного процесса для различных групп обучаемых. График представляет собой траекторию обучения, которая включает в себя описание порядка взаимодействия пользователя с различными учебными элементами и условия перехода от одного элемента к другому, а также параметры взаимодействия и конфигурации предусмотренных элементов.
Основные функции подсистемы:
- Формирование и корректировка индивидуальных и групповых траекторий обучения;
- Согласование траекторий обучения и траекторий тестирования;
- Управление базой типовых траекторий и конфигураций;
- Настройка конфигураций учебных элементов для различных траекторий обучения.
Блок формирования траекторий обучения решает задачи связанные с созданием и корректировкой траекторий обучения, которые могут формироваться на основе типовых шаблонов, хранящихся в базе учебных материалов. Траектория обучения, помимо последовательности учебных курсов, содержат настройки параметров, описывающих режим и особенности взаимодействия обучаемого с учебным элементом. Совокупность настроек формирует конфигурацию учебного элемента. Типовые конфигурации учебных элементов также можно хранить в базе данных для будущего использования.
Блок управления индивидуальными и групповыми траектория является центральным элементом подсистемы и предназначен для привязки траекторий обучения к конкретным обучаемым или группам обучаемых.
Блок управления типовыми траекториями обучения предназначен для создания (через соответствующий блок), корректировки, упорядоченного хранения, поиска траекторий обучения.
Блок управления типовыми конфигурациями учебных элементов предназначен для создания, корректировки, упорядоченного хранения, поиска конфигураций учебных элементов.
Блок согласования траекторий тестирования и обучения позволяет связать обучающий и диагностический контент, что позволит контролировать качество взаимодействия обучаемого с учебным материалом [1].
Подсистема управления содержанием
Основное назначение данного элемента (см. рис. 2) это создание целостных учебных курсов из учебных элементов и подготовка их для использования в процессе обучения. Для интеграции с системами компьютерного тестирования и информационно–справочной системой необходимо согласование связанного набора указателей и ссылок.
Основные функции подсистемы:
- Создание и редактирование учебных курсов;
- Согласование ссылок и указателей;
- Настройка учебных курсов;
- Экспорт/импорт учебных курсов;
- Модель управления содержанием.
Подсистема управления содержанием обеспечивает возможность доступа к учебным материалам через элементы содержания, которые ссылаются на соответствующие структурные единицы учебного материала, и средства навигации. В современных системах этот блок должен быть web-ориентированным [2]. Под структурной единицей понимается адресуемая часть учебного материала. Адресация позволяет ссылаться и переходить на данную структурную единицу из других единиц, блока содержания, указателей, словаря, тезауруса [3].
Блок формирования и корректировки учебных курсов предназначен для создания структурированных учебных курсов из учебных элементов, которые строятся с помощью конструктора.
Блок настройки учебных курсов используется для создания базовой конфигурации того или иного курса, которая будет использоваться по умолчанию. Базовая конфигурация описывает режим взаимодействия пользователя с учебными материалами курса, внешний вид, доступные структурные единицы, порядок и условия предъявления их пользователю и т.д.
Блок импорт/экспорта учебных курсов предназначен для выгрузки созданных учебных курсов в поддерживаемые форматы для использования за пределами системы и загрузки в систему курсов созданных в других копиях системы.
Блок согласования ссылок и указателей позволяет использовать информационно-справочную систему при работе с учебными курсами.
Конструктор учебных элементов
Инструментальная часть системы (см. рис. 3), которая предназначена для создания предусмотренных в системе учебных элементов. Данная подсистема не решает задач связанных со структуризацией учебного материала, а лишь выполняет вспомогательные функции. Основными требованиями к конструктору являются: богатая палитра инструментов, поддержка широкого диапазона типов мультимедиа контента, импорт/экспорт учебных элементов.
Основные функции конструктора учебных элементов:
- Создание и редактирование учебных элементов;
- Создание и использование шаблонов;
- Поддержка мультимедиа контента учебных элементов;
- Импорт/экспорт учебных элементов;
- Согласование с информационно-справочной системой и системой тестирования.
Блок работы с учебным элементом представляет собой инструментальную часть подсистемы через которую пользователь создаёт и корректирует учебные элементы курсов.
Блок импорт/экспорта учебных элементов предназначен для выгрузки созданных учебных элементов в поддерживаемые форматы для использования за пределами системы и загрузки в систему элементов созданных в других копиях системы.
Блок работы с мультимедиа контентом позволяет использовать при создании учебных элементов наполнение различных форматов (графика, текст, звук, видео и т.д.). К функциям блока относится внедрение, хранение и воспроизведения мультимедиа контента.
Блок согласования ссылок и указателей позволяет использовать информационно-справочную систему при работе с учебными элементами (даже при их создании).
Блок работы с шаблонами учебных элементов позволяет использовать типовые решения при создании определенного типа учебных элементов, а также использовать уже готовые учебные элементы в качестве шаблонов.
Модель комплексной интегрированной компьютерной обучающей системы была рассмотрена с функциональной точки зрения, т.е. было дано формализованное описание целей, задач и функций. Спектр задач, которые решает данная система, очень широк, а обозначенные подсистемы имеют ключевое значение.