Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

Еще раз об электронном учебнике

Авторы: Федосеев Андрей Алексеевич 1, Кандидат технических наук, Богданова Диана Александровна 2, Кандидат педагогических наук
1 Институт проблем информатики Российской академии наук, 2 Институт проблем информатики российской академии наук
Перечислены три базовых характеристики электронного учебника, делающего его полезным: поддержка полного дидактического цикла, применение смешанного обучения в виде перевернутого урока и доступность электронного учебника на любом домашнем компьютере.Подробно рассмотрен опыт компаний Персон и Ньютон по разработке и применению адаптивногообучения

Тема электронного учебника, каким ему следует быть и почему быть именно таким, за последние годы неоднократно поднималась в ряде публикаций [1-7]. Были убедительно показаны и подтверждены характеристики ЭУ, которые могут сделать его не только полезным, но и незаменимым средством обучения. Эти характеристики состоят в следующем:

  1. ЭУ поддерживает полный дидактический цикл. Следует отметить, что реализованный в современной школе дидактический цикл полным не является. Ориентировать ЭУ на осуществляемый в школе неполный дидактический цикл совершенно бессмысленно, поскольку основная проблема современной школы лежит не в области реализуемой части дидактического цикла, с которой учителя прекрасно справляются без всяких ЭУ, а именно в отброшенной современнной школой части дидактического цикла. Поддержка полного дидактического цикла в ЭУ означает наличие встроенной в него педагогической цели – достижения всеми учащимися приемлемых результатов усвоения темы – и средств достижения этой цели методом прокладывания индивидуальной траектории каждого учащегося на основе интерактивного взаимодействия. Это требование ставит «вне закона» те ЭУ, которые основаны на электронных копиях полиграфических учебников, представляющих собой преимущественно pdf-файлы.
  2. Поскольку работа с ЭУ обладает всеми признаками дистанционного обучения, учебный процесс с применением ЭУ должен быть организован как процесс смешанного обучения. При этом учащийся сам определяет продолжительность, темп, и время своей работы с ЭУ. В наибольшей степени для такой работы в наших условиях подходит метод, так называемого, перевернутого урока, при котором освоение нового материала осуществляется учащимися исключительно дома на основе работы с ЭУ.
  3. Перенос акцента на домашнюю работу с ЭУ означает, что производителем должна быть обеспечена работа ЭУ на любом типе компьютера, который может оказаться в семье учащегося. При этом должны обеспечиваться санитарно-гигиенические нормы, поддержка интерактивных действий и мультимедийного содержания, а также наличие доступа к интернету (или, в крайнем случае, к школьному интранету) для обеспечения связи с учителем. Следует отметить, что состояние каналов связи в нашей стране сразу накладывает серьезные ограничения на, так называемые, облачные ЭУ, поскольку воспользоваться ими может не более 10% городских и 3% сельских школ.

Это три основных постулата, без выполнения которых ЭУ не может состояться. Однако современное состояние мировой научной педагогической мысли требует большего. Известны психологические исследования, согласно которым учащиеся различаются по предпочтительным формам подачи учебного материала. Одним нужно текст читать, а другим – слушать. Этим пока и ограничиваются разработчики ЭУ, которые встраивают звуковое дублирование визуальной информации. У нас в стране был получен патент на «способ организации подачи информации в процессе обучения и самообучения на основе многосодержательных структур представления материалов» [8], различающий четыре типа учащихся, для которых нужно подавать учебный материал по разному.

Эти возможности повышения эффективности восприятия учебной информации учащимися традиционно относятся нами к далекому будущему, к дальнейшему совершенствованию того, что будет создано в ближайшее время. Следует однако заметить, что жизнь не дает нам столь прекрасной возможности, поскольку уже сейчас крупнейшийв мире издатель бумажных и электронных учебников компания Персон стала партнером компании Ньютон в разработке платформы, обеспечивающей адаптивную настройку материалов уроков и учебников, основываясь на собранной информации о том, что студент знает и что еще должен знать, чтобы учиться быстрее [9]. Первые испытания дали многообещающие результаты. Университет Вашингтона, государственный университет Пенн, университеты Невады, Лас Вегаса и целый ряд других вузов провели пилотные исследования по адаптации обучающих курсов к потребностям студентов. А университет штата Аризона – колыбель тестовых испытаний компании Ньютон, уже рассматривает вопрос о снижении количества часов обучения вдвое, поскольку студенты осваивают материал значительно быстрее. Первые испытания проводились для онлайновых подготовительных курсов по математике и письменной практике.

Методика компании Ньютон позволяет «угадывать», какой следующий материал следует предложить студенту для изучения или тестирования. По утверждению разработчиков, среди студентов, использующих учебник на основе платформы Ньютон, не найти двух студентов, изучающих в один и тот же момент времени одинаковый материал. Объем параграфов учебника меняется в большую или меньшую сторону в зависимости от результатов, показанных студентами в процессе тестирования, организуемого в форме викторин и игр. Если, например, студент лучше воспринимает математику на основе визуального материала, этот фактор также принимается во внимание – и большая часть обучения математике будет построена на основе видео. Или, например, если изучение химии лучше проходит на основе графов, это также будет учтено при конструировании курса для этого студента. А последующие изучаемые курсы будут еще лучше приспособлены к возможностям и особенностям восприятия студентов.

В своей работе с колледжами Ньютон обеспечивает учебные материалы для занятий преподавателей в индивидуальных классах. Колледжи сами принимают решение, делать ли платформу Ньютон обязательной к всеобщему использованию или опираться на нее как на дополнительный инструментарий. Платформа может быть использована для чисто онлайнового обучения, но, по мнению разработчиков, лучшие результаты могут быть получены на основе смешанного обучения. Кроме перечисленных возможностей, компания также предлагает услуги обучения студентам, желающим учиться самостоятельно.

Сделка с компанией Персон дает Ньютон огромные преимущества в категории адаптивного обучения: каждый учебник компании Персон должен будет работать с адаптирующей платформой Ньютон. Компания Персон обеспечивает практически половину рынка печатных учебников для высшего образования и еще большую часть электронных учебников. Таким образом, Ньютон соберет данные от миллионов студентов по стилям обучения, что позволит усовершенствовать чувствительность и точность системы.

Разработка адаптивной платформы подобного уровня стала возможной лишь в последнее время, с появлением и на основе использования BigData.

По информации разработчиков, процесс адаптации состоит из трех ступеней.

  1. Сбор данных. На этом этапе собирается большой объем данных от учебных приложений, которые использует система. Создается адаптивная онтология, интегрирующая индивидуальную концепцию обучающего материала, желаемые таксономии, интеракции студента, на основании которой впоследствии готовится массив данных для использования итоговой  инфраструктурой.
  2. Заключение. Программный психометрический комплекс («движок») оценивает умения студента, образовательную эффективность обучающего материала, уровень чувствительности студента к материалу, видам оценивания, скорости – и заносит результаты в адаптивную онтологию, производя обновление данных в автоматическом режиме.
  3. Персонализация. На этом этапе работает другой «движок» – программный рекомендательный комплекс. Он предоставляет в режиме реального времени преподавателям и студентам обучающие приложения, содержащие конкретные рекомендации и унифицированные обучающие сценарии. Среди предлагаемых рекомендаций расставляет приоритеты, определяя, что именно надо делать сейчас, гармонизирует цели преподавателя и студента, отмечает сильные и слабые стороны студента, формирует детализированный отчет о действиях студента и преподавателей. Это формирует значение вероятности достижения цели, ожидаемые оценки, побуждает студента соизмерить свой собственный опыт обучения с безмерными обучающими приложениями в конкретной предметной области и т.д.

Система собирает по каждому студенту данные пяти видов: идентичность, пользовательская интеракция, результирующие данные по содержанию материала, системные данные – оценки, списки, и результирующие данные по студенту: что именно знает студент, насколько глубоко, был ли неправильный ответ дан вследствие недостатка знаний, забывчивости, невнимательности или плохо сформулированного вопроса, или иной причины. Оценивается вероятность того, что студент выполнит контрольную работу, и что надлежит ему делать именно сейчас, чтобы улучшить свой результат. Результирующие данные по студенту получаются сложнее всего.

Поскольку компания планируют расширение сферы деятельности в различные области высшего и среднего образования, она также начала сотрудничество с другими издателями. Совместно они ставят целью создание учебников следующего поколения, которые будут создаваться буквально «на лету».

Этот опыт компаний Персон и Ньютон дает все основания добавить к трем объявленным в начале тезисов постулатам еще один: ЭУ должен быть адаптивным.


 

Список использованных источников
  1. Электронные учебники: рекомендации по разработке. – М.: Федеральный институт развития образования, 2012, 24 с.
  2. Д.А. Богданова. Об электронном учебнике. Дистанционное и виртуальное обучение. № 5, 2013, с. 18-27.
  3. А. А. Федосеев. Концепция электронного учебника идеальной доступности. Инновационные технологии в медиаобразовании. - Санкт-Петербург: СПбГУКиТ, 2014. С. 84-87.
  4. А. А. Федосеев. От электронных образовательных ресурсов к смешанному обучению. Труды Международной научно-методической конференции «Информатизация инженерного образования» - ИНФОРИНО-2014. – М.: Издательство МЭИ, 2014. С. 575-578.
  5. А. А. Федосеев. Слово об электронном учебнике. Материалы XXV международной конференции «Применение новых технологий в образовании». - Троицк – Москва: «БАЙТИК», 2014. С. 522-524.
  6. Д. А. Богданова, А. А. Федосеев. К вопросу о логистике внедрения и использования мобильных электронных учебников. Системы и средства информатики, 2014. Т. 24. № 3. С. 56-67.
  7. А. А. Федосеев. Электронный учебник: как оправдать ожидания. Информатизация образования – 2914: педагогические аспекты создания и функционирования виртуальной образовательной среды. Минск: БГУ, 2014. С. 397-400.
  8. И. Е. Петров. Способ организации подачи информации в процессе обучения и самообучения на основе многосодержательных структур представления материалов. Патент на изобретение № 2404454.
  9. Д.А.Богданова. Об адаптивной платформе для индивидуального обучения Материалы XI международной научно-методической конференции «Новые образовательные технологии в вузе». Екатеринбург: Электронное издание, 2014. 6 с.
Вид представления доклада  Устное выступление и публикация
Уровень  Среднее (полное) общее образование
Ключевые слова  Электронный учебник, полный дидактический цикл, смешанное обучение, перевернутый урок, каналы связи, адаптивное обучение

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.