А.Г. Рипп

Разработка методологии и принципов

создания электронных учебников

Предлагаются шесть принципов, которые должны быть положены в основу разработки

современного электронного учебника. Сообщается о разработке на основе этих

принципов электронного учебника «Молекулярная физика и термодинамика».

Введение

В связи с широким внедрением во все сферы жизни электронных методов хранения

информации естественно возникла задача создания электронных учебников. Возможности и функции электронного учебника в значительной мере определяются техническими характеристиками устройств хранения и переработки информации. С течением времени техника меняется, но основные идеи и концепции электронного учебника при этом сохраняются. Это означает, что можно (и нужно!) определить ряд основных принципов, которые должны лежать в основе всякого электронного учебника независимо от той реальной техники, которая имеется в распоряжении разработчика и которая с годами будет все более разнообразной и многофункциональной.

Побудительным мотивом к разработке этих принципов послужил реальный заказ, который Томский межвузовский центр дистанционного обучения (ТМЦДО) предложил кафедре физики ТУСУРа в 1999 году: заказ на разработку гипертекстового электронного учебника «Молекулярная физика и термодинамика». Учебное пособие под таким названием было написано (тоже по заказу ТМЦДО) автором данной статьи и издано ТМЦДО в бумажном варианте в 1998 году. По инициативе директора ТМЦДО В.А. Бондаря кафедре физики ТУСУРа было предложено разработать новый вариант учебного пособия — в виде электронного учебника, который можно было бы рассылать студентам дистанционной формы обучения по электронной почте или в виде компакт-дисков вместо тяжелых и дорогостоящих книг, напечатанных на бумаге.

Такой учебник был создан в 2000 году. Перед началом работы над учебником, а также в процессе разработки и по ее завершении автору пришлось задуматься над основными требованиями, которым должен удовлетворять электронный учебник, и методическими принципами, которые должны лежать в основе учебника. Этих требований и принципов, разумеется, много, и они очень разные. Но из них можно выделить небольшую группу, не зависимую от конкретной техники, которая имеется в руках разработчика и в руках пользователя (в первую очередь студента). Будем в дальнейшем эти требования и принципы называть для определенности одним термином — принципы, а пользователя электронным учебником — термином студент. Удалось сформулировать шесть принципов. Они и предлагаются в данной статье. Интересно, что эти принципы перекликаются с идеями, изложенными в [1], и оказались очень близкими к одному из четырех обязательных требований к конкурентоспособности инструментальной компьютерной системы, которое по английски называется «Usability», что в русском варианте ближе всего к термину «удобство в эксплуатации».

1. Принцип малых доз Электронный учебник — это совокупность двух частей. Часть первая — это множество дозированных порций информации. Будем эти порции (дозы) в дальнейшем называть элементами информации или просто элементами. Тогда множество всех элементов в учебнике естественно назвать информационным пространством. Часть вторая — инструмент, с помощью которого студент может переходить от одного элемента к другому. Будем называть методы переходов между элементами навигацией.

В данном принципе сформулировано одно из главных требований к элементам информации — к их размеру. Оптимальной дозой информации, которая в каждый момент времени предлагается студенту, является такая доза, которая помещается на экране монитора. При этом лучше, если эта доза размещается на экране достаточно просторно и не заставляет студента напрягать зрение в попытках разглядеть картинки или текст и расшифровать мысли автора учебника.

2. Принцип минимальной классификации Для эффективного восприятия информации студентом и для удобства навигации элементы информации должны быть классифицированы. Основной принцип классификации — иерархический, при котором элементы разбиваются на иерархические ступеньки (уровни).

При этом каждый элемент некоторого уровня подчиняется какому-то элементу следующего (более высокого) уровня. Подчиненность при этом понимается в том смысле, что в каждом элементе более низкого уровня содержится более подробная информация, чем в элементе, которому он подчиняется. Для все более глубокого усвоения информации студент должен постепенно переходить с более высоких уровней на низшие. Естественно, по мере снижения уровня количество элементов на каждом уровне растет.

Иерархический принцип классификации не единственный. Наряду с ним могут быть и другие принципы, позволяющие объединять отдельные элементы в информационные структуры. Для выполнения принципа малых доз необходимо увеличивать число информационных структур (в частности, уровней). Однако по мере усложнения классификации затрудняется навигация, а это в свою очередь создает трудности студенту.

Поэтому принцип минимальной классификации состоит в том, что число разных информационных структур должно быть минимально возможным для реализации принципа малых доз.

Для реализации этого принципа учебник «Молекулярная физика и термодинамика»

(в дальнейшем МФТ) состоит из трех уровней.

Первый уровень — название учебника и аннотация.

Второй уровень — введение и 8 глав.

Каждая глава состоит из введения и параграфов. Параграфы — это третий уровень.

Количество параграфов в каждой главе — от 4 до 7.

Каждый параграф состоит из основной части и, возможно, расширительной. Эта классификация — не иерархическая, ее можно назвать содержательной. Основная часть содержит минимальную информацию, которая достаточна для студента при его первом (поверхностном) знакомстве с предметом. Размер основной части — от одной до трех экранных страниц.

Экранная страница (в дальнейшем экран) — это то, что целиком и при этом удобочитаемо помещается на экране монитора. В расширительной части содержится информация для более глубокого по сравнению с основной частью усвоения учебного материала. Студент может вызвать эту информацию с помощью гиперссылки, содержащейся в основной части. Каждая расширительная часть тоже занимает от одного до трех экранов.

3. Принцип простоты навигации Согласно принципу минимальной классификации структура и иерархия учебника должна быть достаточно простой и состоять из небольшого числа типов информационных структур. Минимальная классификация позволяет разработать удобную и прозрачную для студента навигацию. Тем не менее, разработка навигации — это отдельная задача, которая даже при минимальной классификации может быть решена не лучшим способом. Это и является поводом для формулировки принципа простоты навигации.

Количество навигационных приемов (навигаций) должно быть не более трех. Автор считает целесообразным использовать следующие навигации: вертикальную, справочную и панельную.

Вертикальная навигация позволяет студенту переходить с уровня на уровень. Каждый элемент должен ясно указывать на элементы, которые ниже его или выше на одну ступеньку иерархии.

Справочная навигация открывает студенту вход в предметный указатель, где в алфавитном порядке перечислены основные термины и связи между тем, что эти термины обозначают (например, понятия и законы физики).

Панельная навигация представляет ряд кнопок на специальной инструментальной панели. Каждая из кнопок открывает студенту вход в какую-то специфическую для данной области знаний среду. Например, это могут быть справочные таблицы со значениями констант (скорость света, постоянная тяготения, постоянная Планка и т.д.). В МКТ принцип простоты навигации реализован следующим образом.

Вертикальная навигация Учебник открывается нажатием указателем мыши на имя файла MFT в той папке своего компьютера, куда студент этот файл записал. При этом открывается окно текстового редактора WORD, в котором написано название учебника, дана краткая аннотация и приведен список глав, из которых состоит учебник (это первый уровень иерархии). Первый элемент списка — ВВЕДЕНИЕ, затем идут главы, заключает список элемент ПРИЛОЖЕНИЯ.

Каждый из элементов списка глав — это гиперссылка, нажатием на которую студент открывает главу и переходит на второй уровень.

Открытая глава — это введение к главе и список параграфов, из которых она состоит.

Каждый из элементов списка параграфов — это гиперссылка, нажатием на которую студент открывает соответствующий параграф и переходит на третий уровень.

Открытый параграф — это основная часть параграфа и, возможно, ссылка на расширительную часть.

Для возврата на более высокий уровень иерархии (например, из основной части параграфа в главу) студент нажимает кнопку на WEB-панели.

Справочная навигация Для входа в предметный указатель студент нажимает кнопку со значком ? на инструментальной панели. При этом открывается предметный указатель, все элементы которого — гиперссылки. Они отправляют студента в один из двух файлов: файл ОПРЕДЕЛЕНИЯ, в котором даны определения терминов указателя, и файл ЗАКОНЫ, в котором сформулированы и кратко разъяснены основные физические законы, перечисленные в указателе. После получения ответа на запрос студент должен нажать кнопку на инструментальной панели.

Это вернет его в предметный указатель. Повторное нажатие кнопки вернет студента в тот раздел учебника, в котором он находился перед вызовом предметного указателя.

Панельная навигация в учебнике не реализована, так как идея о панельной навигации созрела после того, как учебник был уже закончен. Для получения табличной информации (то есть информации о значениях констант, о физических величинах и о значениях некоторых специальных функций) студенту надо выйти на уровень списка глав (второй уровень) и вызвать ПРИЛОЖЕНИЯ. Иными словами, приложения организованы как третий иерархический уровень — наряду с параграфами.

4. Принцип ограничения переходов Этот принцип дополняет принцип простоты навигации, регламентируя конкретное использование студентом навигационных приемов. Если количество переходов между информационными элементами, которые совершил студент, слишком велико, то он может заблудиться в информационном пространстве и ему будет трудно, а то и невозможно вернуться к начальному элементу. Для того чтобы избежать этой опасности, необходимо придерживаться следующих ограничений.

Количество уровней иерархии должно быть не более 5.

Недопустима горизонтальная навигация, то есть прямые переходы между элементами одного иерархического уровня (например, переход из одного параграфа некоторой главы в другой параграф этой же или другой главы).

Гиперссылки в элементах любого уровня допустимы только для двух типов переходов:

а) регламентированный иерархический переход, то есть переход, запланированный специально и только для иерархических переходов. Например, для перехода глава параграф в главе должен быть предусмотрен список параграфов, каждый из которых есть единственная гиперссылка, позволяющая попасть в данный параграф;

б) переход в справочный раздел, организованный для справочной навигации. В этот раздел можно попасть двумя способами: либо через элемент ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ, либо напрямую с помощью гиперссылок в элементах.

В МФТ принцип ограничения переходов не реализован. Поэтому в процессе эксплуатации учебника отчетливо проявилась опасность заблудиться в информационном пространстве. Это и заставило автора сформулировать данный принцип.

5. Принцип демонстраций Этот принцип является чисто методическим. Он применим и к обычным бумажным учебникам, но в электронном учебнике его реализация дает гораздо больший эффект. Суть принципа в том, что студент при ознакомлении с любым элементом, в первую очередь с элементом, содержащим конкретный учебный материал, должен иметь возможность получить иллюстрационный материал. Это может быть просто фотография, рисунок или схема, может быть и анимация или видеофрагмент. Для получения демонстраций наиболее целесообразно использовать панельную навигацию.

6. Принцип тренинга Как и принцип демонстраций, это методический принцип. Он также применим к обычным бумажным учебникам, но в электронном учебнике гораздо более эффективен. Суть принципа в том, что студент при изучении каких-то конкретных приемов деятельности (например, методов решения задач) должен иметь возможность запросить примеры применения этих приемов, а также запросить конкретную задачу, на которой он мог бы опробовать усвоенные приемы. В последнем случае электронный учебник должен отреагировать на результат действий студента, выдав ему оценку его деятельности, например «ПРАВИЛЬНО».

В МФТ принципы демонстраций и тренинга не использованы. Во-первых, потому что эти принципы были сформулированы после завершения учебника, а во-вторых, потому что для выполнения этих двух принципов требуется очень большой объем работы и специальные инструментальные системы. Тем не менее предполагается, что при разработке следующих версий учебника демонстрации и тренинг в нем будут реализованы, тем более что в ТУСУРе есть очень интересные наработки в области создания тренажеров [2].

Литература 1. Монастырев П. Этапы создания электронных учебников / П. Монастырев, Е. Аленичева // Высшее образование в России. – 2001. – № 5.

2. Томиленко В.А. Компьютерные тренажеры и инструменты в курсе линейной алгебры / В.А. Томиленко, А.В. Долматов // в сб. «Современное образование: качество и новые технологии». – Томск : Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2000. – С. 90–91.