На факультете дистанционного образования Уральского государственного технического университета (УПИ) ведется разработка Автоматизированной учебно-информационной системы организации дистанционного обучения (http://dist.ustu.ru), одним из ключевых компонентов электронных курсов которой являются электронные учебники.
Под электронным учебником понимается иллюстрированный теоретический материал. Иллюстрации к теоретическому материалу могут быть как статичными картинками, так и интерактивными объектами (например, с использованием Flash-технологий).
Однако в отличие от бумажного варианта, электронный учебник может обладать рядом дополнительных возможностей, призванных помочь в освоении материала и ускорить этот процесс. Простейшими из таких возможностей являются поиск информации внутри учебника по ключевому слову, гипертекстовые оглавление, алфавитный указатель, глоссарий терминов, ссылки на дополнительную информацию (например, при изучении химии - возможность отобразить таблицу Менделеева с подсветкой изучаемых в данном подразделе элементов), закладки и т.д.
Следующей ступенью в развитии электронного учебника является динамическое формирование его содержимого из дискретных фрагментов. Фрагменты учебника могут быть выделены в соответствии с иерархией разделов учебника. На первом этапе это позволит пользователю по единому запросу получить текст интересующего его раздела любого уровня.
Следующим шагом на пути совершенствования электронного учебника может стать создание его модификаций, нацеленных на упрощение/усложнение материала, или на изучение какой-либо конкретной темы. Это может быть осуществлено за счет включения в модификацию заранее заданного фиксированного набора фрагментов.
И, наконец, наиболее важным шагом является задание структуры информационных связей между фрагментами учебника, учитывающих порядок изложения материала (например, связь между фрагментами может указывать на необходимость изучения одного раздела для понимания другого, структура в этом случае будет иметь вид дерева). Конечно, выделение связей потребует значительных временных затрат от разработчика, но качество электронного учебника при этом возрастает на порядок.
Во-первых, полученная структура поможет создателю курса проконтролировать правильность изложения материала (выявление случаев, когда понятие А определяется через В, а В через А; выявление нарушений ярусности в изложении, когда понятие определяется через понятие, которое встретится позднее, формирование оптимальной последовательности изложения - минимизация расстояний между связанными фрагментами, и т.д.).
Во-вторых, с использованием структуры информационных связей между разделами учебника возможно автоматическое формирование модификаций по потребностям пользователя (например, выделение отдельной ветки в дереве разделов учебника, позволяющей изучить выбранный пользователем раздел и все разделы, необходимые для его понимания).
Сформулируем также ряд общих требований к оболочке современного электронного курса:
При работе в сетевом режиме нельзя забывать о таком важном (особенно для России) параметре, как объем передаваемой информации. По возможности этот объем необходимо свести до минимума, т.е. в идеале по сети должен передаваться только непосредственно текст учебника с иллюстрациями без сопутствующих «технических» данных, которые обычно отвечают за интерфейс учебника и способ отображения текста. Причем передавать нужно только тот текст учебника, который необходим для обслуживания запроса пользователя. Также желательно избежать повторной передачи текста.
В автоматизированной учебно-информационной системе «АВУС», разрабатываемой и используемой на факультете дистанционного образования Уральского государственного технического университета, электронный учебник входит в качестве компонента в состав электронных курсов.
Технические решения, положенные в основу электронного учебника в системе «АВУС», учитывают все перечисленные выше требования к нему, используют систему динамического формирования материала учебника и содержат необходимые заготовки для реализации возможностей, связанных со структурой информационных связей.
Особое внимание уделялось проблеме сокращения передаваемой по сети информации.
Каждый учебник представляет собой набор файлов с произвольными названиями, оформленных в соответствии со стандартом XHTML. Внутри файлов текст разбит на разделы, для каждого раздела может быть задан идентификатор, а также идентификатор раздела-родителя, позволяющий задать расположение раздела в структуре учебника.
Такой подход имеет существенные преимущества. Например, он позволяет добавлять новые разделы в произвольное место учебника, простым добавлением нового файла без внесения изменений в ранее созданные файлы.
Используя специально созданный инструмент, можно создать таблицу разделов, куда будут вынесены все данные, необходимые для построения и работы со структурой разделов учебника. Эта таблица сохраняется в отдельном файле.
Рассмотрим процесс работы с учебником. Вначале пользователь открывает стартовую страницу, единственной задачей которой является загрузка библиотеки функций, обеспечивающих работу оболочки, и библиотеки стилей, которые отвечают за внешний вид интерфейса и самого текста учебника. Библиотеки могут быть загружены как с сервера, так и с локального компьютера.
После загрузки библиотек загружается файл с таблицей разделов выбранного учебника, на основе этих данных формируется оглавление учебника, позволяющее пользователю выбрать интересующий его раздел.
При выборе пользователем раздела производится загрузка необходимого фрагмента текста учебника, если он не был загружен ранее (повторной загрузки не происходит).
Единственное требование к компьютеру клиента для работы с учебниками - наличие установленного MS Internet Explorer версии не ниже 5.0.
Для создания разделов учебника, их перемещения в структуре и изменения разработано специальное программное обеспечение. Редактирование и работа с файлами производится средствами MS Internet Explorer, т.е. редактор видит текст учебника непосредственно в том виде, в котором с ним будет работать конечный пользователь.
Библиотеки функций и библиотеки стилей передаются по сети от сервера клиенту только один раз (при работе в сетевом режиме, в локальном режиме они располагаются на носителе информации вместе с электронным курсом), в последующем они загружаются с локального компьютера. Однако предусмотрены средства для обновления библиотек функций, а также использования альтернативных библиотек стилей для изменения внешнего вида учебника. Стартовая страница (при работе в сетевом режиме) включает в себя информацию о текущих версиях библиотек, и при необходимости, локально сохраненные копии обновляются.
Описанный выше набор технических средств позволяет создавать учебники и работать с ними вне системы «АВУС» (локальный режим). Однако средствами системы осуществляется авторизация доступа пользователей к учебникам, как компонентам электронного курса, и, соответственно, защита от несанкционированного доступа. Кроме того, средствами сервера возможна организация поиска по ключевому слову в тексте учебника без его предварительной передачи клиенту.
Как альтернатива HTML-документам могут рассматриваться такие форматы файлов, как MHTML (WEB-архивы, позволяющие хранить текст с HTML-разметкой и картинки в одном файле), CHM (HTML-help), PDF и ряд других. Однако эти стандарты накладывают ряд серьезных ограничений, которые не позволяют в полной мере реализовать перечисленные выше возможности, которыми должен обладать современный учебник.
Описанные выше технологии фрагментированной загрузки текста и локального хранения библиотек функций и стилей позволили существенно снизить объем передаваемой по сети информации и повысили скорость работы с учебником.
Аналогичный подход в ближайшее время планируется применить к остальным компонентам электронного курса и модулям системы «АВУС», где снижение объема может оказаться еще более значительным.
[Аннотация на английском языке]
|
Опубликовано: Карасик А.А., Третьяков В.С. Структура электронного учебника. Технология создания и использования // Технологии информационного общества - Интернет и современное общество: труды V Всероссийской объединенной конференции. СПб., 25 - 29 ноября 2002 г. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. С. 189-191. Ориг. URL — http://imsconference2002.spbu.ru/02-r3f24.html |