ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ: ПОНЯТИЕ, СТРУКТУРА, ТРЕБОВАНИЯ

Босова Людмила Леонидовна (akulll@mail.ru)

Федеральное государственное автономное учреждение «Федеральный институт развития образования» (ФГАУ «ФИРО», г. Москва)

 

Тенденции развития средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) позволяют уже в ближайшей перспективе рассматривать в качестве основного клиентского устройства для работы учащегося различные варианты планшетных компьютеров, устройств для чтения электронных книг, устройств мобильной связи и т.д. Спектр принципиально новых возможностей, открываемых использованием подобных устройств в сфере образования, чрезвычайно широк.  Так, использование планшетных компьютеров позволяет осуществить переход от классического бумажного учебника к современному электронному учебнику, включающему мультимедийный и интерактивный образовательный контент.

Процесс создания и внедрения современных электронных учебников идет во всем мире; многие страны уже начали использовать электронные учебники в образовательной практике. Так, с 2007 г. в Южной Корее действует программа «Электронный  учебник», в рамках которой разработана и применяется виртуальная интерактивная книга «Virtual interactive ubiquitous book» – 3D-учебник с использованием так называемой «дополненной реальности» (Augmented Reality), предполагающей сочетание изображений реальных объектов и дополняющей их текстовой или иной информации и, тем самым, повышающей усвоение материала. Результаты эксперимента показали, что успеваемость школьников в целом повысилась на 30%, наиболее значительное улучшение показали учащиеся с самой низкой успеваемостью. К 2015 г. правительство Южной Кореи планирует полностью отказаться от бумажных учебников.

В январе 2012 года компания Apple представила инструментальное средство для разработчиков образовательного контента, позволяющего конвертировать авторские учебные материалы в формат электронного учебника и поддерживающего следующие функции: мгновенный поиск нужной информации;  масштабирование фотографий и иллюстраций; вращение интерактивных трехмерных моделей; осуществление быстрого перехода к нужной главе прикосновением к     миниатюрам страниц; автоматическая смена ориентации верстки с вертикальной на горизонтальную; наличие всплывающих толкований слов; возможность делать заметки на полях, выделять участки текста цветом; возможность создания  резюмирующих каждую главу кратких выдержек; создание  опросников для закрепления прочитанного; возможность установления обратной связи с преподавателем; управление образовательным контентом мультисенсорными жестами.

В феврале 2012 года в США началась реализация государственной инициативы «The Digital Textbook Collaborative», в рамках которой уже в ближайшей перспективе предполагается обеспечение каждого американского школьника современными электронными (цифровыми) учебниками – интерактивными комплектами учебных материалов и средств, доступ к которым можно получать через переносной компьютер, планшетный компьютер или иное современное устройство.

Аналогичные инициативы, связанные с использованием электронных учебников, осуществляются и в странах Восточной Европы, в частности в Белоруссии и Украине. Школьные проекты по внедрению электронных книг широко разворачиваются также и в развивающихся странах мира – например, в Африке, где преобладают сельские школы, в которых традиционно отмечается острая нехватка учебников в системе как начального, так и среднего школьного образования. Пилотные проекты были запущены в 2010 г. в Гане и в 2011г. в Кении.

Ряд мероприятий по апробации электронных учебников в общеобразовательных учреждениях и разработке прототипов электронных учебников нового поколения провело  в 2011–2012 гг. Министерство образования и науки Российской Федерации. Полученные результаты позволяют уже сегодня представить педагогической общественности своеобразную типовую модель электронного учебника нового поколения для общего образования.

Прежде всего, следует отметить, что модель электронного учебника может быть представлена с разных точек зрения: для разработчиков электронных мобильных устройств это, прежде всего, электронное устройство, обладающее набором технических характеристик; для создателей электронного образовательного контента это непосредственно учебное содержание, формы представления которого, как и способы взаимодействия с ним, удовлетворяют определённым требованиям; учителю важен учебный материал, представленный в учебнике, его дидактический потенциал, а также возможности организации и управления учебным процессом, реализованные в учебнике; для учеников и их родителей это дорогостоящее устройство с образовательным контентом.

Далее речь пойдёт о модели электронного учебника с точки зрения разработчиков этого контента, учителей  и учеников, использующих этот контент.

На основании ГОСТ 7.60-2003, ГОСТ 7.83-2001,  ГОСТ Р 53620-2009, ГОСТ Р 52653-2006, ГОСТ Р 52657-2006 и с учетом требований федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) нового поколения  определим электронный учебник (ЭУ) как учебное электронное издание, содержащее системное и полное изложение учебного предмета (дисциплины) в соответствии с образовательной программой, поддерживающее основные звенья дидактического цикла процесса обучения, являющееся основным компонентом индивидуализированной активно-деятельностной образовательной среды, официально допущенное в качестве данного вида издания.

ЭУ, реализованный на базе современного мобильного устройства,  может рассматриваться в качестве альтернативы традиционному бумажному учебнику и быть  основным компонентом информационно-образовательной среды (ИОС), ориентированной на осуществление образовательного процесса на основе информационно-коммуникационных технологий и на применение современных форм и методов обучения. ЭУ на базе современного мобильного устройства способен:

1)  выполнять все функции, присущие бумажному учебнику (информационную – как основной источник обязательной для усвоения учащимися информации; конкретизации образовательных стандартов; систематизирующую; мотивационную; ориентации учащихся на способы познавательной деятельности; развития познавательных возможностей учащихся; координации всех учебных материалов по предмету; воспитывающую и др.);

2)  обеспечивать широкие возможности компьютерной визуализации учебной информации;

3)  служить основой создания активно-деятельностной познавательной среды для учащегося за счет возможности осуществления информационно-поисковой деятельности,  моделирования,  тренировочной учебной деятельности и контроля знаний, поддержки творческой деятельности с элементами контента;

4)  выполнять функцию навигатора по электронным материалам УМК;

5)  поддерживать возможность реализации учащимися индивидуальных образовательных траекторий за счет: наличия дополнительного материала, расширяющего и углубляющего основное содержание предмета; гиперссылок на материалы электронного приложения к учебнику и других электронных компонентов УМК; гиперссылок на  сетевые ресурсы региональных и федеральных хранилищ электронных образовательных ресурсов;

6)  обеспечивать комфортные, интуитивно понятные учащемуся условия для взаимодействия с образовательным контентом, как во время аудиторных занятиях, так и при самостоятельной работе.

Применение ЭУ в образовательном процессе в сочетании с такими компонентами ИОС как система управления обучением и управления образовательным контентом способно обеспечивать:

1) возможность управления учебным процессом за счет взаимодействия персональных мобильных устройств учащихся, компьютера или мобильного устройства преподавателя и других средств обучения на базе ИКТ (например, интерактивная доска, лабораторное оборудование и т.п.) в едином информационном пространстве класса / ОУ;

2) возможность организации индивидуальной поддержки учебной деятельности каждого учащегося преподавателем на основании информации о результатах продвижения учащегося по учебному материалу;

3) возможность организации сетевого взаимодействия преподавателя и учеников для формирования навыков учебного сотрудничества, коммуникативной компетентности.

ЭУ может поддерживать технологию загрузки и оперативного обновления образовательного контента по современным каналам связи.

Функциональная структура ЭУ в соответствии с его назначением в образовательном процессе содержит  следующие компоненты:

1)  основной материал, обеспечивающий изложение основного содержания учебного предмета. Содержание основного материала определяется ФГОС и примерной программой по предмету для данного уровня и ступени образования. Основной материал может быть представлен в гипертекстовой и мультимедийной форме. Визуальный ряд может быть представлен реалистическими графическими изображениями изучаемых предметов, процессов, явлений и синтезированными объектами статической и динамической графики. Возможны замена / дублирование текстовых описаний изучаемых объектов соответствующими видеофрагментами, анимациями, моделями, аудиозаписями;

2)  дополнительный материал, связанный с основным материалом четкой системой навигации и служащий для расширения и углубления базовых знаний, полученных при изучении основного материала. Содержание и объем дополнительного материала определяется авторским коллективом, разрабатывающим ЭУ, с целью расширения или углубления содержания, зафиксированного в ФГОС и примерной программе по предмету, реализации авторских подходов к формированию знаний, умений и способов деятельности, развития, воспитания и социализации учащихся. В качестве дополнительного материала могут использоваться справочные, познавательные и научно-популярные материалы (в т. ч. фрагменты литературных произведений, фрагменты популярных научных статей и публикаций, исторические документы, фрагменты научно-популярных фильмов, анимации скрытых процессов и явлений и пр.);

3)  пояснительные тексты,  сопровождающие ключевые термины основного материала, все графические изображения, не являющиеся элементами оформления, важные смысловые фрагменты сложных графических изображений, формулы;

4)  аппарат организации усвоения учебного материала, в общем случае включающий  моделирующий, закрепляющий и контрольный компоненты. С учетом специфики изучаемого предмета в состав ЭУ включаются интерактивные объекты для тренировки, самоконтроля и контроля; могут быть включены инструментальные программные средства (виртуальные лаборатории, ленты времени, интерактивные карты, конструктивные творческие среды). Содержащиеся в ЭУ задания, предполагающие автоматическую проверку результатов обучения, должны исключать возможность неоднозначного ответа. В ЭУ аппарат организации усвоения  может быть дополнен инструментарием для осуществления сбора и хранения статистической информации о результатах продвижения по учебному материалу,  выполнения практических заданий и контрольных тестов;

5)  навигационный аппарат (оглавление, сигналы-символы, алфавитный, именной и тематический указатели, пользовательские закладки / заметки и т.д.),  обеспечивающий быстрый поиск информации, мгновенный переход к нужной главе и параграфу, отражающий связи между основным и дополнительным учебным материалом, а также позволяющий пользователю фиксировать свое положение в образовательном пространстве ЭУ.

Представим основные требования к формам представления образовательного контента ЭУ.

1.  ЭУ содержит мультимедийный и интерактивный образовательный контент.

2.  Типовыми компонентами мультимедийного контента ЭУ являются: символьная информация (текст, гипертекст, формулы);  статический реалистический и синтезированный визуальный ряд (фотографии,  2D-фотопанорамы, микрофотографии, макросъемка, схемы, диаграммы, графики, учебные рисунки и др.); динамический реалистический и синтезированный визуальный ряд (видеоопыты, видеоэкскурсии, 3D-фотопанорама с приближением / удалением, 2D-анимация; наложение и морфинг объектов; анимация, созданная по 3D-объектам, виртуальные трехмерные модели объектов и пр.); звуковой ряд  (аудиофрагменты).

3.  Объекты и процессы, основные свойства которых проявляются в динамике, целесообразно иллюстрировать динамическим видеорядом.

4.  Объекты сложной структуры целесообразно иллюстрировать с помощью объемных моделей и иных объектов виртуальной реальности.

5.  При изучении сложных связей между явлениями и процессами (например, в предметах естественнонаучной области содержания образования) целесообразно использовать интерактивные параметрические модели, изменяемые параметры которых отражаются в результатах работы модели, обеспечивая визуализацию явления или процесса.

6.  Звуковой ряд  может включаться в ЭУ для: представления звуковых объектов (звуки природы, технических устройств; музыка, речь и проч.); дублирования текстовых описаний; подачи специальных сигналов, комментирующих действия пользователя и т.п.

7.  Образовательный контент ЭУ может включать как все представленные выше компоненты, так и их часть. Выбор конкретных решений для представления образовательного контента должен осуществляться с учетом специфики ступени образования и  предметной области (предмета) и быть педагогически целесообразным: каждый используемый компонент должен вносить новое качество в изложение материала; в противном случае рекомендуется воздержаться от его использования. В любом случае, рабочее пространство не должно быть перегружено информацией и декоративными элементами, отвлекающими внимание обучающегося от изучаемого материала.

8.   Уровень интерактивности тех или иных компонент контента  ЭУ должен определяться возрастными особенностями обучающихся и спецификой предметной области, быть педагогически целесообразным.

Основные требования к мобильным устройствам для воспроизведения электронных учебников представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристика

Требования к оборудованию и программному обеспечению

 

Минимальные

Рекомендуемые

 

Вес

Не более 1000 г

800 г и меньше

 

Диагональ экрана

Не менее 8,5''

9,7'' и больше

 

Разрешение экрана

Не менее 1024 × 768

1280 × 800

 

Количество отображаемых оттенков (RGB)

65 000 цветов

16 миллионов цветов

 

Яркость экрана

35–120 кд/м2

 

Автоматическая ориентация экрана
с возможностью отключения

Да

Да

Объем памяти

Не менее 16 Гб

64 Гб

Время активной

автономной работы

Не менее 8 ч

Не менее 10 ч

Сетевое оборудование

Wi-Fi (802.11a/b/g): скорость передачи данных не менее 2 Мбит/с

Wi-Fi (802.11a/b/g/n): скорость передачи данных не менее
10 Мбит/с; 3G: скорость передачи данных не менее 3,6 Мбит/с

Аудио

Частотная характеристика: от 20 Гц до 20 кГц, встроенный динамик и выход на наушники

Видео

Воспроизведение видео стандарта 240p не менее 25 кадров/с

Воспроизведение видео стандарта 1080p не менее 30 кадров/с

Поддержка Multitouch

Да (не менее 2 точек)

Да (не менее 4 точек)

Датчики

Трёхосевой гироскоп

Трёхосевой гироскоп, компас, акселерометр, датчик внешней освещённости

Операционные системы

Android 3.х и выше, Apple iOS 4.х и выше, Microsoft WP 7.x и выше или другая, но не хуже ранее названных аналогов

Веб-браузеры

Google Chrome 15 и выше, Apple Safari 5.1 и выше или другой c поддержкой HTML 5 и не хуже ранее названных аналогов

         

Представленные выше решения получены в рамках реализации проекта «Разработка прототипов интерактивных мультимедийных электронных учебников нового поколения для общего образования на базе современных мобильных электронных устройств» [1], [2], [3] и практически реализованы в 12 прототипах интерактивных мультимедийных электронных учебников по следующим предметам:

Все желающие могут познакомиться с разработанными прототипами и принять участи в обсуждении реализованных в них решений, организованном на сайте http://eorhelp.ru/node/70867.

 

Литература

Босова Л.Л. и др. Дидактические и дизайн-эргономические требования к электронному учебнику / Л.Л. Босова, Д.И. Мамонтов, А.Г. Козленко, В.В. Теренин // Образовательная политика. 2011. № 6. С. 112–119.

Босова Л.Л. и др. Типовая модель электронного учебника / Л.Л. Босова, Д.И. Мамонтов, А.Г. Козленко, В.В. Теренин // Открытое и дистанционное образование. Томск. 2012. № 2 (46). С. 58–65.

Электронные учебники: рекомендации по разработке. М.: ФГАУ Федеральный институт развития образования, 2012.–24 с.