Информационные технологии (ИТ) в образовании играют все более существенное значение. Современный учебный процесс сложно представить без использования компьютерных учебников, задачников, тренажеров, лабораторных практикумов, справочников, энциклопедий, тестирующих и контролирующих систем и других компьютерных средств обучения (КСО). Последние составляют обширный класс средств, относящихся к образовательным ИТ. Далее в большинстве случаев, говоря об ИТ, мы будем иметь в виду КСО и электронные учебники (ЭУ) в частности. Среди перечисленных КСО электронный учебник представляет собой наиболее емкое средство обучения, т.к. включает в себя элементы всех остальных средств (тренажер, задачник, система контроля знаний и т.д.).

Роль ИТ в системе образования соотносится с тремя уровнями их применения (рисунок 1).

На первом ИТ выступают в качестве инструментария для решения отдельных педагогических задач в рамках традиционных форм образования и методов обучения. КСО на данном уровне обеспечивают поддержку учебного процесса в качестве учебно-методических средств. Место КСО и возлагаемые на них функции определяются сложившимися принципами организации обучения. Другими словами, КСО используются в пассивном качестве, т.е. не оказывают влияния на образовательную систему [32, с. 264].

Активная роль ИТ проявляется на втором и третьем уровнях. Она обусловлена тем, что по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами КСО обеспечивают новые возможности, а многие существующие функции реализуются с более высоким качеством. Назовем основные преимущества КСО:

- создание условий для самостоятельной проработки учебного материала (самообразования), позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы с КСО, а также темп учебного процесса;

- более глубокая индивидуализация обучения и обеспечение условий для его вариативности (например, адаптивные КСО, способные настраиваться на текущий уровень подготовки обучаемого и области его интересов);

- возможность работы с моделями изучаемых объектов и процессов (в том числе тех, с которыми сложно познакомиться на практике);

- возможность представления и взаимодействия с виртуальными трехмерными образами изучаемых объектов;

- возможность представления и мультимедийной форме уникальных информационных материалов (картин, рукописей, видеофрагментов, звукозаписей и др.);

- возможность автоматизированного контроля и более объективное оценивание знаний и умений;

- возможность автоматической генерации большого числа не повторяющихся заданий для контроля знаний и умений;

- возможности поиска информации в КСО и более удобного доступа к ней (гипертекст, гипермедиа, закладки, автоматизированные указатели, поиск по ключевым словам, полнотекстовый поиск и др.);

- создание условий для эффективной реализации прогрессивных психолого-педагогических методик (игровые и состязательные формы обучения, экспериментирование, «погружение» в виртуальную реальность и др.).

Перечисленные достоинства характеризуют КСО в дидактическом и функциональном отношениях. К технологическим преимуществам КСО в целом и ЭУ в частности относятся:

- повышение оперативности разработки;

- более простое обновление и развитие;

- легкое тиражирование;

- более простое распространение (особенно при использовании Internet).

Как видно из рисунка 1, активная роль ИТ в образовании состоит в том, что они не только выполняют функции инструментария, используемого для решения определенных педагогических задач, но и стимулируют развитие дидактики и методики, способствуют созданию новых форм обучения и образования. Например, интенсивный рост дистанционного образования стал возможным в результате широкого распространение Internet-технологий. Развитие технологий мультимедиа, компьютерной графики и тренажерных систем, а также методов и алгоритмов компрессии цифровых данных дали толчок к созданию методики обучения путем «погружения» в виртуальную реальность, имитирующую среду профессиональной деятельности. Появление класса компьютерных сетевых тренажеров стимулировало развитие методики многоролевого тренажа в формах деловых игр и соревнований. Подобные примеры можно приводить и дальше [11, с. 35].

Использование электронного учебника в качестве КСО в учебном процессе способствует:

- росту качества обучения;

- снижению затрат на организацию и проведение учебных мероприятий;

- перераспределению нагрузки преподавателей с рутинной на творческую деятельность (решение научно-исследовательских и методических задач, создание учебно-методических пособий (в том числе ЭУ), подготовку нестандартных учебных заданий, индивидуальную работу с обучаемыми и др.);

- повышению оперативности обеспечения учебного процесса учебно-методическими средствами при изменении структуры и содержания обучения.

Из сказанного следует вывод о том, что в современной системе образования при возникновении потребности в определенных учебно-методических средствах при прочих равных условиях КСО будет отдаваться предпочтение перед традиционными средствами. Преимущество КСО нельзя понимать в том смысле, что КСО полностью вытеснят и заменят традиционные средства. Тем более неправильно считать, что КСО состоят из одних достоинств и не обладают недостатками. К отрицательным сторонам КСО и ЭУ в том числе относятся:

- необходимость иметь компьютер (в ряде случаев с выходом в Internet) и соответствующее программное обеспечение для работы с КСО;

- необходимость обладать навыками работы на компьютере;

- сложность восприятия больших объемов текстового материала с экрана дисплея;

- недостаточная интерактивность КСО (существенно большая по сравнению с книгой, но меньшая, чем при очном обучении);

- отсутствие непосредственного и регулярного контроля над ходом выполнения учебного плана.

Названные недостатки КСО носят объективный характер. К сожалению, часто к ним добавляются субъективные недостатки, вызванные неграмотным проектированием КСО и концептуальными недочетами, допущенными их создателями. В результате потенциальные пользователи, воодушевившись многочисленными авансами, выданными КСО, после ознакомления с их неудачными представителями испытывают разочарование и делают вывод о неэффективности и бесперспективности всего класса подобных средств [1, с. 197].

Разработчики КСО и преподаватели, применяющие их в своей практической деятельности, должны решать объективные и типовые субъективные недостатки КСО и стараться компенсировать их при создании и эксплуатации данных средств. Способы компенсации могут быть разными: техническими, организационными, методическими, дидактическими, функциональными. Например, сложность восприятия больших объемов текста с экрана устраняется при использовании компьютеров типа notebook с жидкокристаллическим дисплеем с диагональю не менее 15 дюймов. С таким компьютером можно работать как с обычной книгой, устроившись в кресле и положив его на колени. При отсутствии финансов на приобретение соответствующей вычислительной техники и нежелании ожидать кардинального снижения цен на нее данный недостаток компенсируется наличием представлении содержания КСО на бумажном носителе. Необходимость обладания навыками работы на компьютере полностью исключить нельзя. Влияние данного аспекта нивелирует максимально упрощенный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс (ПИ) КСО. Недостаточная интерактивность восполняется за счет организации регулярных консультаций в очной или дистанционной формах. Повышение интерактивности также обеспечивают реализация в КСО определенных дидактических приемов и использование интеллектуальных технологий моделирования знаний и деятельности. Отсутствие «надзирателя», контролирующего ход выполнения учебного плана, компенсирует промежуточный контроль знаний по каждому пройденному разделу, проводимый по жесткому графику. Преодолению этого же недостатка способствует применение игровых и состязательных методик, стимулирующих интерес обучаемого к предмету и повышающих его мотивацию к успешному приобретению соответствующих знаний и умений.

Приведенные соображения свидетельствуют о целесообразности использования КСО в комплексе с традиционными учебно-методическими средствами. Таким образом, ясно, что КСО не являются исключающей альтернативой некомпьютерных учебных пособий. Приоритет КСО следует понимать в том смысле, что по мере развития соответствующих технологий именно КСО будут составлять ядро учебно-методического обеспечения [5, с. 17].

Итак, потребность в КСО и ЭУ, в том числе велика. Рассмотрим, в какой мере ее удовлетворяет сегодняшнее состояние рынка программного продукта. На первый взгляд, дела обстоят хорошо: потребителю предлагается большое число самых разнообразных ЭУ. В западных странах разработка ЭУ выросли в отдельную отрасль ИТ. Подобная тенденция существует и в России. Однако при более внимательном рассмотрении ситуации оптимистичная ее оценка претерпевает серьезные изменения [8, с. 212].

Во-первых, распределение имеющихся на рынке ЭУ по предметным областям (ПО) весьма неоднородно. Интегральный рейтинг, учитывающий количество продуктов и их распространенность, выглядит так (в порядке убывания наиболее популярных классов):

- ЭУ для изучения естественных языков (русского и иностранных);

- ЭУ для изучения ИТ и программных продуктов общего назначения (операционных систем, текстовых и графических редакторов, сервисных средств и т.п.), а также языков программирования и инструментальных средств (компиляторов, сред разработки приложений, систем управления базами данных (СУБД), систем моделирования и др.);

- ЭУ по гуманитарным дисциплинам (истории, культурологии и т.д.), большая часть которых ориентирована на школьный уровень образования;

- ЭУ по естественнонаучным дисциплинам, ориентированные в основном на школьный уровень образования;

- ЭУ, предназначенные для использования в рамках среднего и высшего профессионального образования;

- ЭУ по инженерным и специальным техническим дисциплинам.

Во-вторых, большинство ЭУ в содержательном плане являются локальными, охватывающими отдельные темы, вопросы и типы задач. Комплексные ЭУ или интегрированные пакеты КСО, покрывающие материал учебного курса встречаются редко. Содержательная локальность снижает масштабность применения ЭУ. Сегодня им традиционно отводится роль вспомогательных учебно-методических средств, в лучшем случае используемых на некоторых лабораторных работах и практических занятиях. Подчеркнем, что говоря о низкой масштабности применения, мы имеем в виду не вообще компьютеры и ИТ, а специальные программные средства для решения педагогических задач, каковыми являются ЭУ.

В-третьих, количество не означает качество. Неудачных ЭУ, к сожалению, достаточно много. Например, встречаются обучающие системы, в которых для поиска нужной темы требуется длительное листание кадров, а также электронные учебники, представляющие собой последовательность графических образов, полученных сканированием страниц бумажного учебника. Дискредитирующими идею являются ЭУ, включающие такие контрольные задания и средства их выполнения и проверки, что прошедший контроль опытный преподаватель или специалист в данной ПО стабильно получает два балла, и эта оценка снабжается бестактным комментарием. Можно привести много примеров безграмотных системотехнических, дидактических и интерфейсных решений, реализованных в ЭУ.

Главная причина концептуальных ошибок, допускаемых при создании ЭУ, состоит в использовании их узкой интерпретации только как электронных аналогов соответствующих традиционных учебников. В ее основе лежит непонимание того, что ЭУ должны воплощать лучшие стороны традиционных средств и обязательно реализовывать новые качества. Последнее положение является базовым правилом концептуального проектирования ЭУ [3, с. 103].

Наконец, в-четвертых, важна не только текущая обеспеченность ЭУ, но и готовность их разработчиков оперативно реагировать на изменения образовательных потребностей, т.е. создавать и предоставлять на рынок качественные ЭУ. Подобная готовность требует наличия инвариантной к ПО и признанной большинством разработчиков методологии создания ЭУ. Одной из причин, сдерживающих ее развитие, является отмеченная выше недостаточная масштабность применения ЭУ в школьном образовании. Проблема состоит в том, что рынок ориентируется на конечных пользователей ЭУ - обучаемых, а решения о приобретении и применении ЭУ принимаются ими на основе рекомендаций преподавателей школ, которые могут быть даны только в случае глубокого интегрированного ЭУ в учебный процесс. Последнее требует от преподавателей не только понимания возможностей ЭУ и владения методикой их эксплуатации, но и определенной решимости в стремлении развивать и использовать новые педагогические методы и формы, в которых существенно большее внимание уделяется самостоятельной работе обучаемых на базе технологии КСО. Невыполнение данных условий приводит к тому, что наибольшее распространение получают КСО, предназначенные исключительно для самообразования и направленные на восполнение пробелов традиционного обучения (например, ЭУ для изучения иностранных языков). Может показаться, что вывод о значительной потребности в ЭУ был сделан поспешно, так как противоречит недостаточной масштабности применения в школах существующих ЭУ. В действительности это противоречие является мнимым, поскольку речи идет о разных уровнях использования ИТ в образовании (рисунок 1). Говоря о потребности в КСО и ЭУ в частности, мы имели в виду интегральную потенциальную потребность, относящуюся ко всем уровням. Недостаточная же масштабность характерна только для первого, пассивного уровня. На последующих уровнях КСО и ЭУ в том числе становятся неотъемлемым звеном образовательной системы.

Нетрудно заметить, что описанное выше положение дел представляет собой замкнутый круг. Проблема обеспеченности ЭУ обусловлена отсутствием отработанной методологии их создания, развитие методологии сдерживается невысокой масштабностью применения имеющихся ЭУ, а последний фактор вызван недостатком качественных КСО и инерцией существующей системы образования. Разрыв данной цепочки, на наш взгляд, невозможен без вовлечения преподавателей учебных заведений в разработку и активное использование ЭУ. Разумеется, из сказанного не следует, что 100% преподавателей должны освоить авторские инструментальные средства и влиться в ряды разработчиков ЭУ. Вовлеченность в первую очередь подразумевает знание базовых методологических вопросов создания и эксплуатации ЭУ, владение методикой организации учебного процесса на основе данной технологии, способность к выявлению потребностей в новых ЭУ, готовность к участию в разработке ЭУ в качестве автора и методиста. Принципиально более активная роль преподавателей обеспечит не только интенсификацию интеграции ЭУ в учебный процесс, но и будет содействовать существенному росту их качества за счет повышения уровня реализуемых в них дидактических решений [5, с. 3].

Рассмотрим общее понятие об электронном учебнике и его классификацию.

Среди множества определений ЭУ мы выделим два наиболее соответствующих современным ЭУ.

Первое определение [36, с. 19] носит емкий описательный характер и включает в себя основные черты ЭУ: под электронным учебником понимается совокупность текстовой, графической, цифровой, речевой, музыкальной, фото-, видео- и другой информации, исполненной на любом электронном носителе - магнитном, оптическом, опубликованной в электронной компьютерной сети, а также печатная документация для пользователя.

Второе определение [5, с. 4] имеет технолого-педагогическую направленность: электронный учебник является программно-информационной системой, состоящей из программ для ЭВМ, реализующих сценарии учебной деятельности, и определенным образом подготовленных знаний (структурированной информации и системы упражнений для ее осмысления и закрепления). Данное определение мы возьмем за основу, и будем использовать далее в работе, т.к. оно включает в себя понятия напрямую связанные с разработкой ЭУ, его структуры и структуры контента с учетом особенностей учебного процесса.

ЭУ необходимо классифицировать по различным признакам, следовательно, единой классификации электронных учебников нет. Поэтому мы предлагаем ввести классификацию ЭУ по признакам:

1. По использованию в учебном процессе;

2. По виду технологии, на основе которых разработан учебник.

Классификация по использованию ЭУ в учебном процессе учитывает формы учебной деятельности учащихся:

- ЭУ для коллективной работы;

- ЭУ для индивидуальной работы;

- ЭУ для самостоятельной работы.

Второй признак классификации отражает технологии, которые лежат в основе учебника. Современные информационные технологии активно развиваются, находят применение в различных сферах деятельности человека, в том числе и в образовании. Следовательно, классификация по второму признаку будет меняться следом за развитием информационных технологий. На сегодняшний день по этому признаку можно выделить классы:

- ЭУ на основе средств программирования;

- ЭУ на основе гипертекстовой технологии - содержит учебный материал, структурированный для представления в виде гипертекста, систему навигации по учебнику;

- ЭУ на основе мультимедиа - соединяет в себе информацию разного рода: звук, видео, анимацию, текст и т.д.;

- ЭУ на основе комплексных технологий - сочетает в себе в различных пропорциях все вышеперечисленные технологии;

- ЭУ на основе интеллектуальных технологий (адаптивный электронный учебник) - позволяет не просто тренировать обучаемого и контролировать его знания, но и по результатам деятельности обучаемого может определить, какие знания недостаточны или ошибочны, и вернуть обучаемого на соответствующий раздел теории или практики, либо дать дополнительные разъяснения, т.е. она позволяет адаптировать процесс обучения под особенности каждого конкретного обучаемого, работающего с системой.

Электронный учебник является программно-информационной системой педагогического назначения и должен удовлетворять особенностям каждой формы учебной деятельности учащихся для широкого спектра практических задач, т.е. быть универсальным. Это достижимо путем использования различных технологий. Особенно эффективно использование различных технологий в сочетании с гипертекстом, т.к. гипертекст позволяет структурировать учебный материал и закладывать траекторию изучения материала [3, с. 104].

Исходя из предложенной классификации в данной работе мы рассматриваем электронный учебник на основе гипертекстовых технологий для самостоятельной работы учащихся.

1.2 Отличительные особенности электронного учебника, разработанного на основе гипертекстовых технологий