            Введение
Процесс вхождения российского образования в мировое образовательное пространство требует совершенствование, а также серьёзную переориентацию компьютерно-информационной составляющей. Вторая половина ХХ века стала периодом перехода к информационным обществам. Лавинообразный рост объёмов информации, принял характер информационного взрыва во всех сферах человеческой деятельности.
Информационный взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Особый интерес представляют вопросы, связанные с автоматизацией обучения, поскольку «ручные методы» без использования технических средств давно исчерпали свои возможности. Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение ЭВМ, то есть использование машинного времени для обучения и обработки результатов контрольного опроса знаний учащихся. Всё большее использование компьютеров позволяет автоматизировать, а тем самым упростить ту сложную процедуру, которую используют и учителя при создании методических пособий. Тем самым, представление различного рода электронных учебных пособий, методических пособий на компьютере имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, это автоматизация как самого процесса создания таковых, так и хранения данных в любой необходимой форме. Во-вторых, это работа с практически неограниченным объёмом данных. Создание компьютерных технологий в обучении соседствует с изданием учебных пособий новой генерации, отвечающих потребностям личности обучаемых. Учебные издания новой генерации призваны обеспечить единство учебного процесса и современных, инновационных научных исследований, т.е. целесообразность использования новых информационных технологий в учебном процессе и, в частности, различного рода так называемых «электронных учебных пособий». Эффект от применения средств компьютерной техники в обучении может быть достигнут лишь тогда, когда специалист предметной области не ограничивается в средствах представлениях информации, коммуникаций и работы с базами данных и знаний.
Применение компьютеров в обучении студентов создает возможность использования их для аудиторных (лекционных и лабораторных), аудиторно-самостоятельных и самостоятельных занятий при дистанционном обучении. В настоящее время, во всех вышеперечисленных случаях, используется в основном программное обеспечение общего назначения - текстовые редакторы, электронные таблицы и др., но необходимо применение специализированных обучающих систем.
Электронное учебное пособие (ЭУП) - компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное, в первую очередь, для предъявления новой информации, дополняющей печатные издания, служащее для индивидуального и индивидуализированного обучения и позволяющее в ограниченной мере тестировать полученные знания и умения обучаемого. Электронное учебное пособие, как учебное средство нового типа, может быть открытой или частично открытой системой, т.е. такой системой, которая позволяет внести изменения в содержание и структуру пособия.
Модификация электронного учебного пособия может потребоваться, в первую очередь, для адаптации его к конкретному учебному плану, учитывающему специфику изучаемой дисциплины в конкретном ВУЗе, возможности материально-технической базы, личный опыт преподавателя, современное состояние науки, базовый уровень подготовленности обучаемых, объем часов, выделенных на изучение дисциплины и т.д.
В настоящее время активно разрабатываются компьютерные инструментальные средства для ведения учебных курсов. Практически по всем направлениям учебных дисциплин создаются электронные учебные пособия и самоучители.
Целью дипломной работы является разработка электронного учебного пособия «Корпоративные информационные системы» для овладения навыками создания электронно-информационных ресурсов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучение проектирования и использования электронного учебного пособия в процессе обучения;
- создание электронного учебного пособия по дисциплине «Корпоративные информационные системы».
Объект исследования: методика разработки электронного учебного пособия.
Разрабатываемое электронное учебное пособие актуально и предназначено для самостоятельной работы студентов по изучению дисциплины «Корпоративные информационные системы». Данная дисциплина является обязательной для студентов, обучающихся на специальности «230201 – Информационные системы и технологии»,080801 «Прикладная информатика». Разработка электронного учебного пособия по данной дисциплине имеет своей целью предоставить студентам, изучающим курс «Корпоративные информационные системы» весь теоретический материал, предусмотренный программой, примеры реализации КИП, итоговое тестирование для контроля освоения дисциплины.
Теоретические основы создания электронных учебных пособий.
Электронное учебное пособие представляет собой комплект обучающих, контролирующих, моделирующих и других программ, размещаемых на магнитных носителях (твердом или гибком дисках) ПЭВМ, в которых отражено основное научное содержание учебной дисциплины. ЭУ часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он: обеспечивает практически мгновенную обратную связь; помогает быстро найти необходимую информацию (в том числе контекстный поиск), поиск которой в обычном учебном пособии затруднен; существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям; наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-технологий) позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу. К недостаткам ЭУ можно отнести не совсем хорошую физиологичность дисплея, как средства восприятия информации (восприятие с экрана текстовой информации гораздо менее удобно и эффективно, чем чтение книги) и более высокую стоимость по сравнению с книгой.
Как один из режимов использования ЭУ можно рассмотреть дистанционное обучение. Дистанционное обучение (ДО) - комплекс образовательных услуг, предоставляемых широким слоям населения в стране и за рубежом с помощью специализированной информационной образовательной среды, базирующейся на средствах обмена учебной информацией на расстоянии (спутниковое телевидение, радио, компьютерная связь и т.п.). Информационно-образовательная система ДО представляет собой системно-организованную совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и организационно-методического обеспечения, ориентированную на удовлетворение образовательных потребностей пользователей. ДО является одной из форм непрерывного образования, которое призвано реализовать права человека на образование и получение информации. Главной проблемой развития дистанционного обучения является создание новых методов и технологий обучения, отвечающих телекоммуникационной среде общения. В этой среде ярко проявляется то обстоятельство, что учащиеся не просто пассивные потребители информации, а в процессе обучения они создают собственное понимание предметного содержания обучения.
Электронное учебное пособие, содержащее собственно учебные материалы для дистанционного обучения, разделено на независимые темы-модули, каждая из которых дает целостное представление об определенной тематической области, что способствует индивидуализации процесса обучения, т. е. обучающийся может выбрать из вариантов обучения: изучение полного курса по предмету или изучение только конкретных тем.
На последнем этапе работы с темой-модулем обучаемый может проверить степень усвоенного материала и выявить пробелы в знаниях с помощью предложенных для самопроверки тестов. Если возникают затруднения при ответах на вопросы теста, необходимо вернуться к изучению соответствующих структурных единиц параграфа.
Последним этапом работы с темой-модулем является контрольное тестирование, ответы на вопросы которого, передаются учащимся в учебный центр для последующей оценки выполнения задания.
Таким образом, построенное дистанционное обучение представляет педагогическую технологию, целиком построенную на использовании информационных и коммуникационных технологий.
1.1 Структурная организация электронного учебного пособия
На рынке компьютерных продуктов с каждым годом возрастает число обучающих программ, электронных учебных пособий и т.п. Одновременно не утихают споры о том, каким должно быть "электронное учебное пособие", какие функции "вменяются ему в обязанность". Традиционное построение ЭУ: предъявление учебного материала, практика, тестирование.
В настоящее время к учебным пособиям предъявляются следующие требования:
Информация по выбранному курсу должна быть хорошо структурирована и представлять собою законченные фрагменты курса с ограниченным числом новых понятий.
Каждый фрагмент, наряду с текстом, должен представлять информацию в аудио- или видео ("живые лекции"). Обязательным элементом интерфейса для живых лекций будет линейка прокрутки, позволяющая повторить лекцию с любого места.
Текстовая информация может дублировать некоторую часть живых лекций.
На иллюстрациях, представляющих сложные модели или устройства, должна быть мгновенная подсказка, появляющаяся или исчезающая синхронно с движением курсора по отдельным элементам иллюстрации (карты, плана, схемы, чертежа сборки изделия, пульта управления объектом и т.д.).
Текстовая часть должна сопровождаться многочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поиска необходимой информации, а также мощным поисковым центром. Перспективным элементом может быть подключение специализированного толкового словаря по данной предметной области.
Видеоинформация или анимации должны сопровождать разделы, которые трудно понять в обычном изложении. В этом случае затраты времени для пользователей в пять-десять раз меньше по сравнению с традиционным учебным пособием. Некоторые явления вообще невозможно описать человеку, никогда их не видавшему (водопад, огонь и т.д.). Видеоклипы позволяют изменять масштаб времени и демонстрировать явления в ускоренной, замедленной или выборочной съемке.
Наличие аудиоинформации, которая во многих случаях является основной и порой незаменимой содержательной частью учебного пособия.
Известно, что для активного овладения конкретной предметной областью необходимо не только изучить теорию, но и сформировать практические навыки в решении задач. Для этого нужно научиться строить физические модели изучаемых процессов и явлений, проектировать алгоритмы решения и реализовывать их в виде программ.
1.2 Режимы работы электронного учебного пособия
Можно выделить три основных режима работы ЭУ:
- обучение без проверки;
- обучение с проверкой, при котором в конце каждой главы (параграфа) обучаемому предлагается ответить на несколько вопросов, позволяющих определить степень усвоения материала;
- тестовый контроль, предназначенный для итогового контроля знаний с выставлением оценки.
В настоящее время к учебным пособиям предъявляются следующие требования: структурированность, удобство в обращении, наглядность изложенного материала. Чтобы удовлетворить вышеперечисленные требования, целесообразно использование гипертекстовой технологии.
Электронный вариант учебного пособия вмещает в себе и средства контроля, так как контроль знаний является одной из основных проблем в обучении. Долгое время в отечественной системе образования контроль знаний, как правило, проводилось в устной форме. На современном этапе применяются различные методы тестирования. Многие, конечно, не разделяют этой позиции, считая, что тесты исключают такие необходимые навыки, как анализирование, сопоставление и т.д. В системах дистанционного обучения применение новых технологии дает возможность качественно по-новому решить проблему. Мы заложили в электронный вариант учебного пособия. Таким образом, можно надеяться, что применение новых информационных технологий способствуют повышению эффективности обучения, а также являются незаменимым инструментом при самостоятельной подготовке обучающегося.
Известно, что для активного овладения конкретной предметной областью необходимо не только изучить теорию, но и сформировать практические навыки в решении задач. Для этого нужно научиться строить физические модели изучаемых процессов и явлений, проектировать алгоритмы решения и реализовывать их в виде программ. Для достижения этой цели в состав ЭУ включена серия модельных программ, обеспечивающих графическую иллюстрацию структуры и работы алгоритмов, что позволяет не только повысить степень их понимания, но и способствует развитию у школьника интуиции и образного мышления.
1.3 Классификация средств создания электронных учебных пособий
Средства создания электронных учебных пособий можно разделить на группы, например, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с указанным критерием возможна следующая классификация:
- традиционные алгоритмические языки;
- инструментальные средства общего назначения;
- средства мультимедиа;
-гипертекстовые и гипермедиа средства;
Ниже приводятся особенности и краткий обзор каждой из выделенных групп.
1.4 Традиционные алгоритмические языки
Характерные черты электронных учебных пособий, созданных средствами прямого программирования:
- разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура ЭУ, способ подачи материала и т.д.);
- сложность модификации и сопровождения;
- большие затраты времени и трудоемкость;
- отсутствие аппаратных ограничений, т.е. возможность создания ЭУ, ориентированного на имеющуюся в наличие техническую базу.
1.5 Инструментальные средства общего назначения
Инструментальные средства общего назначения (ИСОН) предназначены для создания ЭУ пользователями не являющимися квалифицированными программистами. ИСОН, применяемые при проектировании ЭУ, как правило, обеспечивают следующие возможности:
- формирование структуры ЭУ;
- ввод, редактирование и форматирования текста (текстовый редактор);
- подготовка статической иллюстративной части (графический редактор);
- подготовка динамической иллюстративной части (звуковых и анимационных фрагментов);
- подключение исполняемых модулей, реализованных с применением других средств разработки и др.
К достоинствам инструментальных средств общего назначения следует отнести:
- возможность создания ЭУ лицами, которые не являются квалифицированными программистами;
- существенное сокращение трудоемкости и сроков разработки ЭУ;
- невысокие требования к компьютерам и программному обеспечению.
Вместе с тем ИСОН имеют ряд недостатков, таких как:
- далеко не дружественный интерфейс;
- меньшие, по сравнению с мультимедиа и гипермедиа системами, возможности;
- отсутствие возможности создания программ дистанционного обучения.
В нашей стране существует множество отечественных ИСОН: Адонис, АосМикро, Сценарий, ТесСис, Интегратор и др.
1.6 Средства мультимедиа
Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество экспериментов, выявили зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема. Если информация была представлена визуально – около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.
Итак, мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт.
Аудиоинформация включает в себя речь, музыку, звуковые эффекты. Наиболее важным вопросом при этом является информационный объем носителя. По сравнению с аудио видеоинформация представляется значительно большим количеством используемых элементов. Прежде всего, сюда входят элементы статического видеоряда, которые можно разделить на две группы: графика (рисованные изображения) и фото. К первой группе относятся различные рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме. Ко второй - фотографии и сканированные изображения.
Динамический видеоряд практически всегда состоит из последовательностей статических элементов (кадров). Здесь выделяются три типовых элемента: обычное видео (около 24 фото в секунду), квазивидео (6-12 фото в секунду), анимация. Использование видеоряда в составе мультисреды предполагает решение значительно большего числа проблем, чем использование аудио. Среди них наиболее важными являются: разрешающая способность экрана и количество цветов, а также объем информации.
Характерным отличием мультимедиа продуктов от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объем, поэтому в настоящее время основным носителем этих продуктов является оптический диск CD-ROM стандартной емкостью 650 Мбайт. Для профессиональных применений существует ряд других устройств (CD-Worm, CD-Rewritaeble, DVD и др.), однако они имеют очень высокую стоимость.
1.7 Гипертекстовые и гипермедиа средства
Гипертекст – это способ нелинейной подачи текстового материала, при котором в тексте имеются каким-либо образом выделенные слова, имеющие привязку к определенным текстовым фрагментам. Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т.е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук.
Использование гипертекстовой технологии удовлетворяет таким предъявляемым к учебным пособиям требованиям, как структурированность, удобство в обращении. При необходимости такое учебное пособие можно “выложить” на любом сервере и его можно легко корректировать. Но, как правило, им свойственны неудачный дизайн, компоновка, структура и т.д.
В настоящее время существует множество различных гипертекстовых форматов (HTML, DHTML, PHP и др.).
Рассмотрим язык гипертекстовой разметки HTML. От английского HyperTextMarkupLanguage – язык разметки гипертекста. Предоставляет следующие возможности:
- издавать сетевые документы с заголовками, текстом, таблицами, списками, фотографиями, и т.п.
- получать информацию из Сети через ссылки гипертекста по нажатию кнопки.
- включать электронные таблицы, видеоклипы, аудиоклипы и другие программные приложения непосредственно в их документы.
HTML обладает несложным набором команд и вполне успешно справляется с задачей описания текстовой информации и отображением ее на экране программы просмотра – браузера. Однако сами отображаемые данные никак не связаны с теми тэгами, которые используются для форматирования, поэтому у программ-анализаторов нет возможности использовать тэги HTML для поиска нужных фрагментов документа. Такое «безразличие» к структуре документа приводит к тому, что поиск или анализ информации внутри него ничем не будет отличаться от работы со сплошным, не разбитым на элементы, текстовым файлом. А это, как известно, не самый эффективный способ работы с информацией.
Другим существенным недостатком HTML можно назвать ограниченность набора его тэгов. Для HTML определяют фиксированный набор дескрипторов, и поэтому у разработчика нет возможности вводить собственные, специальные тэги. HTML уже сегодня не удовлетворяет в полной мере требованиям, предъявляемым современными разработчиками к языкам подобного рода.
Кроме HTML существуют и другие языки гипертекстовой разметки, возможно, они не так популярны, но это совсем не говорит о том, что они чем-то уступают. Другим языком, быстро завоевывающим рынок информационных технологий, является язык гипертекстовой разметки XML, и именно между двумя этими языками и будет сделан выбор.
Язык гипертекстовой разметки XML (ExtensibleMarkupLanguage) - это язык разметки, описывающий целый класс объектов данных, называемых XML-документами.
Этот язык используется в качестве средства для описания грамматики других языков и контроля над правильностью составления документов. Т.е. сам по себе XML не содержит тэгов, предназначенных для разметки, он просто определяет порядок их создания.
Набор тэгов может быть легко расширен.
Процесс создания XML документа очень прост и требует лишь базовых знаний HTML и понимания тех задач, которые нужно выполнить. Используя XML в качестве языка разметки, автор документа создает его структуру, строит необходимые связи между элементами, используя те команды, которые удовлетворяют его требованиям, и добивается такого типа разметки, которое необходимо ему для выполнения операций просмотра XML можно использовать в качестве универсального языка запросов к хранилищам информации. Кроме того, XML-документы могут выступать в качестве способа хранения данных, который включает одновременно средства для разбора информации и представления ее на стороне клиента, поиска, анализа документа .XML позволяет также осуществлять контроль корректности данных, хранящихся в документах, производить проверки иерархических соотношений внутри документа и устанавливать единый стандарт на структуру документов, содержимым которых могут быть самые различные данные.
2 Реализация электронного учебного пособия «Корпоративные информационные системы» 2.1 Обоснование выбора инструментального средства разработки учебного пособия «Корпоративные информационные системы»
Критериями выбора инструментального средства разработки электронного учебного пособия послужило следующее:
- характер решаемой задачи:
информационное обеспечение (представление информации), возможность использования материала.
- Аппаратные и временные требования:
наличие ЭВМ (с характеристиками не ниже: процессор - 100 МГц, ОЗУ 8 Мб, 10 Мб свободного места на диске), интерактивность перехода (не более 20 секунд).
- Необходимость доступа к аппаратным средствам ЭВМ:
отсутствует.
- Необходимость связи с другими программами:
отсутствует.
Требование к интерфейсу:
удобство, наличие ссылок и кнопок, соответствие ссылок с содержанием, красочность, читабельность.
При выборе средств необходима оценка наличия:
- аппаратных средств определенной конфигурации;
- сертифицированных программных систем;
- специалистов требуемого уровня.
Кроме того, необходимо учитывать назначение разрабатываемого электронного учебного пособия, необходимость модификации дополнения новыми данными, ограничение на объем памяти и др.
Для разработки электронного учебного пособия «Корпоративные Информационные системы» было выбрано инструментальное средство разработки - гипертекстовая разметка HTML. Для создания электронного учебного пособия с помощью гипертекстовой разметки HTML существует большое количество тэгов, программ и редакторов, что позволяет создать страницы учебного пособия красочными, простыми и удобными в навигации.
Самое главное, электронное учебное пособие, без труда открывается стандартным, установленном на большинстве современных компьютеров, браузером. Текст электронного учебного пособия будет использоваться внутри одной организации (ПГУТИ) и изначально создается не для Internet, поэтому возможность какой-либо логической обработки при поиске в поисковой системе исключается. Ознакомление осуществляется в определенной последовательности, обусловленной целями пользователя. Возможность варьирования последовательности ознакомления с содержанием гипертекста, в отличие от линейного текста, осуществляется за счет разбиения информации на фрагменты (темы) и установления между ними связей, как правило, позволяющих пользователю перейти от изучаемой в текущий момент темы к одной из нескольких связанных с ней тем. Гипертекст с большим количеством связей между темами будет отвечать поставленной задаче, и упрощать реализацию целей.
Инструмент реализации ЭУ HTML как гипертекстовый - кроссплатформенный, позволяет оставаться независимым при переходе с операционной системы MS Windows на операционные системы серии Linux .
Постановка задачи и методы решения
Пользователями электронного учебного пособия «Корпоративные информационные системы» будут студенты и преподаватели. Учебное пособие должно иметь дружественный интерфейс пользователя. Оно должно содержать необходимую информацию в теоретической части, сопровождаться примерами, иметь словарь основных терминов, расположенных в алфавитном порядке (глоссарий), варианты проверки усвоенной дисциплины (тестирование).
2.3 Алгоритм решения
Чтобы создать программу, мало просто знать язык программирования, программу надо сконструировать, разбить на определенные блоки и выстроить эти блоки один за другим в соответствии с заранее заданным порядком действий. Этот порядок называется алгоритмом.
Словесно-пошаговое описание общего алгоритма решения задачи (рисунок 1):
Шаг 1: начало работы;
Шаг 2: выполнение анализа инструментов и средств решения задачи, выбор инструментального средства создания учебного пособия;
Шаг 3: сбор и редактирование материала по дисциплине, разбивка материала на главы, подбор примеров.
Шаг 4: разработка контрольных вопросов для тестирования усвоения дисциплины;
Шаг 5: разработка оболочки учебного пособия с системой логически связанных ссылок;
Шаг 6: тестирование всех функций программы;
Шаг 7: завершение работы.
2.4 Структура электронного учебного пособия «Корпоративные информационные системы»
Электронное учебное пособие состоит из следующих глав:
- основные сведения КИС;
- Стандарт MPS;
- Стандарт MRP;
- Стандарт MRPII;
- Стандарт ERP;
- Стандарт CSPR;
- Стандарт ERPII;
Все эти разделы входят в учебный план студентов обучающихся на специальности «230201 – Информационные системы и технологии», 080801 «Прикладная информатика»и представляют большой интерес в смысле компьютерного представления именно для студентов этих специальностей очной, очно-заочной и заочной (дистанционной) форм обучения. Все темы практически полностью реализованы в электронное учебное пособие и могут применяться на практике.
Проведение сравнительного анализа инструментальных средств создания электронных пособий и обоснование одного из них
Сбор и редактирование материала по дисциплине
Разработка контрольных вопросов для тестов
Разработка оболочки пособия
зработка оболочки учебника
Тестирование всех функций программы
Тестирование всех функций программы
Начало работы
Завершение
работы
Рисунок 1- Алгоритм решения
2.5 Программная реализация электронного учебного пособия
Для подготовки информации и сохранения ее в виде WWW-документов (страниц, сайтов) был разработан специальный язык разметки гипертекста – HTML (HypertextMarkupLanguage). Основное назначение языка состоит в представлении текстовой, графической, видео- и аудиоинформации в виде, обеспечивающем минимальный объем передаваемой в сеть информации.
Как любой язык программирования, HTML имеет свою грамматику и правила записи. Формируемый код программы представляет собой текст в формате ASCII (поэтому для создания текста HTML-программы и применяют текстовые редакторы). После составления текста программы в текстовом редакторе его необходимо сохранить в формате HTML.
В отличие от текстового редактора, отображение документа производится не при его создании, а лишь после того как он будет загружен в WWW-браузер.
Язык HTML существует в нескольких вариантах, или спецификациях. Как и версии любых программных продуктов, варианты языка HTML пронумерованы: 2.0, 3.0, 3.2, 4.0. Каждая последующая версия представляет собой расширение и дополнение предыдущей. Здесь мы будем рассматривать конструкции HTML версии 4.0, которые поддерживаются последними версиями большинства распространенных браузеров. Все версии создают файлы, сохраняемые с расширениями .html или .htm.
HTML-документ – это текстовый документ специального формата, в котором обычный текст сочетается с элементами разметки, заключенными в угловые скобки <>, например , , , |
