Утвержден

Приказ Минобразования России

от ХХ.ХХ.ХХХХ № ХХХХ.

ОСТ Х.Х-ХХ

О Т Р А С Л Е В О Й  С Т А Н Д А Р Т

Система разработки, создания и применения средств поддержки учебного процесса

КОМПЛЕКСЫ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМЕ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ УЧЕБНЫЕ КУРСЫ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ ПОДГОТОВКИ В ОБЛАСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ

Основные положения

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН

Центром системной интеграции средств поддержки учебного процесса и научных исследований Государственного научно-исследовательского института системной интеграции в Московском энергетическом институте (техническом университете)

 ВНЕСЕН

Государственным научно-исследовательским институтом системной интеграции

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

приказом Министерства образования Российской Федерации от  ХХ.ХХ.ХХХХ  №  ХХХХ

3. ВВЕДЕН

Впервые

О Т Р А С Л Е В О Й   С Т А Н Д А Р Т

____________________________________________________________

Система разработки, создания и применения средств поддержки учебного процесса

КОМПЛЕКСЫ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА  В СИСТЕМЕ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ УЧЕБНЫЕ КУРСЫ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ ПОДГОТОВКИ В ОБЛАСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ

Основные положения

____________________________________________________________

Дата введения - ХХ.ХХ.ХХХХ

Настоящий стандарт является основополагающим. Стандарт устанавливает общие положения в области создания, использования и развития автоматизированных учебных курсов по направлениям подготовки в области техники и технологий, рассматривая их как комплексы средств поддержки учебного процесса в системе открытого образования, и включает термины и определения основных понятий, систему классификации, общие функциональные требования, общую структуру, а также основные требования к документированию.

    1. Область применения

1.1. Положения настоящего стандарта подлежат применению в образовательных учреждениях, научно-исследовательских институтах и иных организациях Минобразования России, а также в организациях других министерств и ведомств - исполнителях научно-технических программ по созданию и применению комплексов средств поддержки учебного процесса в системе открытого образования, выполняемых по заданиям Минобразования России.

1.2. Настоящий стандарт разработан с учетом положений ГОСТ 34.003-90 "Автоматизированные системы. Термины и определения".

1.3. Настоящий стандарт должен применяться совместно с ОСТ ВШ 01.001-94 "Информационные технологии в высшей школе. Комплекс стандартов и руководящих  документов на автоматизированные системы. Общие положения".

1.4. Настоящий стандарт должен применяться совместно с ОСТ 9.2-98 "Учебная техника для образовательных учреждений. Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения"

1.5. Отраслевые стандарты в области создания, использования и развития автоматизированных учебных курсов (далее - АУК) по направлениям подготовки в области техники и технологий для образовательных учреждений определяют в качестве объекта стандартизации комплексы средств поддержки учебного процесса для системы открытого образования.

1.6. Стандарты на АУК должны устанавливать терминологию АУК, основные положения и требования к АУК в целом, технические требования к составным частям АУК, требования к интерфейсам, протоколам обмена информацией и другим средствам, обеспечивающим совместимость составных частей АУК, а также взаимосвязь различных АУК между собой, требования к типовым унифицированным проектным решениям.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 34.003-90  "Автоматизированные системы. Термины и определения".

ГОСТ 26.139-84 "Интерфейс для автоматизированных систем управления рассредоточенными объектами".

ГОСТ 34.601-90 "Автоматизированные системы. Стадии создания".

ГОСТ 34.201-89 "Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем".

ОСТ ВШ 01.001-94 "Информационные технологии в высшей школе. Комплекс стандартов и руководящих  документов на автоматизированные системы. Общие положения".

ОСТ 9.2-98 "Учебная техника для образовательных учреждений. Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения"

Руководящий документ по стандартизации РД 50-34.698-90 "Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов".

Руководящий нормативный документ РД 40.5-86 "Составление исходных педагогических и технических требований к заявке на разработку и постановку на производство учебного оборудования".

3. Определения

3.1. Термины и определения, устанавливаемые данным стандартом, предназначены для использования во всех видах документации и литературы по АУК, и рекомендуются для применения в научно-технической, справочной и учебной литературе, используемой в системе Минобразования России.

3.2. Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Для отдельных стандартизованных терминов приведены допустимые к применению синонимы.

3.3. Приведенные определения можно при необходимости изменять и редактировать, вводя в них производные признаки, уточняя значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

3.4. Термины и определения

3.4.1. Автоматизированный учебный курс в области техники и технологий.

Синоним - "Автоматизированный учебно-методический комплекс в области техники и технологий".

Комплекс технических, программных и методических средств поддержки и сопровождения самостоятельной учебной работы учащихся, направленной на получение и практическое применение актуальных научно-технических и технологических знаний в режиме удаленного компьютерного доступа к распределенным информационным и техническим ресурсам учебных заведений.

3.4.2. Удаленный компьютерный доступ.

Работа учащихся с распределенными информационными и техническими ресурсами, а также с преподавателями-консультантами и другими учащимися, которая  осуществляется посредством компьютеров, объединенных  средствами телекоммуникации.

3.4.3. Объект АУК.

Совокупность научно обоснованных положений, закономерностей, алгоритмов и технологических приемов, а также физических объектов (лабораторных стендов, промышленных установок и т.д.), изучаемых или исследуемых в рамках определенной учебной  дисциплины или ее разделов.

3.4.4. Субъект АУК.

Пользователь АУК (учащийся, преподаватель-консультант, слушатель курсов повышения квалификации и переподготовки и т.д.), работающий в настоящий момент с программно-методическими, техническими и информационными средствами АУК или обменивающийся информацией с другими субъектами АУК.

3.4.5. Подсистема АУК.

Совокупность компонентов средств обеспечения АУК, предназначенная для решения конкретных функциональных задач (например, подсистема регистрации учащихся и их учебных действий, подсистема тестирования и контроля знаний, подсистема компьютерного моделирования, подсистема подготовки, проведения, получения и обработки результатов учебных экспериментов и т.п.).

3.4.6. Территориально распределенные информационные и технические ресурсы АУК.

Совокупность подсистем АУК, территориально размещаемых в составе одного или нескольких учебных заведений и предназначенных для администрирования учебного процесса, разработки и доставки компонентов АУК его субъектам, консультационной поддержки действий учащихся, ведения баз учебной информации, выполнения учебных исследований на автоматизированном лабораторном оборудовании, доступном по компьютерным сетям.

3.4.7. Средства изучения АУК.

Совокупность подсистем АУК, принадлежащая учащемуся и обеспечивающая его действия по теоретическому обучению, самотестированию и контролю уровня знаний, компьютерному моделированию, подготовке заданий, получению и обработке результатов учебных экспериментов, получению консультационной поддержки со стороны учебного заведения или других учащихся.

3.4.8. Средства телекоммуникации.

Взаимодействующий комплекс технических и программных средств, линий связи и протоколов, обеспечивающих обмен информацией между подсистемами и субъектами АУК.

3.4.9. Пользователь системы - по ГОСТ 34.003-90.

3.4.10. Многопользовательский удаленный доступ к распределенным информационным и техническим ресурсам АУК.

Режим функционирования средств обеспечения АУК, при котором не-сколько субъектов АУК работают с одними и теми же информационными и техническими ресурсами в режиме реального времени по запросам со стороны субъектов АУК.

3.4.11. Стандартный интерфейс - по ГОСТ 26.016-81.

4. Требования

4.1. Общие требования

Средства АУК должны выполнять следующие основные функции:

- администрирования и информационной поддержки действий учащихся (далее - АК);

- регистрации субъектов АУК и их действий (далее - РС);

- удаленного доступа к информационным ресурсам учебного заведения (далее - ИР);

- тестирования и контроля знаний и умений (далее - ТК);

- разработки и развития АУК (далее - РР);

- поддержки самостоятельного изучения учащимися учебного материала (далее - УМ);

- компьютерного моделирования (далее - КМ);

- автоматизированного лабораторного практикума удаленного доступа (далее - АЛП УД);

- обмена информацией с другими субъектами АУК  (далее - ОИ).

4.1.1. Функции АК должны обеспечивать предоставление необходимых учащимся учебных и методических материалов и консультации учащихся преподавателями при выполнении индивидуальных заданий.

4.1.2. Функции РС состоят во включении учащихся и преподавателей в состав субъектов АУК при получении от них регистрационной информации и фиксировании наличия и результатов их действий со средствами АУК.

4.1.3. Функции ИР должны открывать для субъектов АУК возможности доступа к информационным ресурсам учебного заведения посредством компьютерных сетей.

4.1.4. Функции ТК определяются задачами проверки уровня знаний и умений, которые решаются на различных этапах работы учащихся с АУК. При этом необходимо предоставлять учащимся возможности самопроверки знаний и умений, результаты которых не фиксируются в базе данных учебного заведения.

4.1.5. Функции РР обеспечивают создание компонентов новых курсов или  расширение функциональных возможностей уже существующих АУК.

4.1.6. Функции УМ должны поддерживать самостоятельное изучение учащимися теоретического материала, составляющего существо учебного курса и необходимого для выполнения индивидуальных практических заданий, в процессе которого формируются навыки и умения учащихся.

4.1.7. Функции КМ призваны обеспечивать процедуры компьютерного моделирования изучаемых объектов и процессов, составляющие основное содержание как теоретического обучения, так и практических заданий.

4.1.8. Функции АЛП УД позволяют учащимся выполнить натурные исследования изучаемых объектов при помощи автоматизированного лабораторного оборудования, находящегося в составе одного или нескольких учеб-ных заведений и доступного по компьютерным сетям.

4.1.9. Функции ОИ открывают возможности обмена информацией ме-жду изучающими в данное время один и тот же учебный курс учащимися или между учащимися и преподавателем-консультантом.

4.2. Требования к структуре АУК

4.2.1. Функционально полная структура АУК должна включать подсистемы:

4.2.2. Задача подсистемы создания и развития АУК состоит в обеспечении разработчиков АУК необходимыми инструментальными средствами структурирования учебного курса, представления теоретического материала, компьютерного моделирования, подготовки заданий на выполнение лабораторного практикума, создания программ тестирования и контроля знаний.

4.2.3. Подсистема регистрации должна фиксировать в составе баз данных учебного заведения учащихся и преподавателей, работающих с АУК, время и характер их обращений к ресурсам учебного курса,  результаты выполнения и защиты учащимися индивидуальных практических заданий, а также результаты итогового контроля знаний и умений учащихся. Подсистема должна обеспечивать разграничение доступа пользователей к своим ресурсам, осуществляемого по компьютерным сетям, долговременное и надежное сохранение данных.

4.2.4. Подсистема поддержки изучения теоретического материала должна содержать исчерпывающую информацию, необходимую и достаточную для самостоятельного изучения учащимися всех предусмотренных разделов учебного курса. Эта информация должна быть записана на запоминающих устройствах ЭВМ. Эталонная копия информации, составляющей содержание данной подсистемы, должна храниться в учебном заведении.

4.2.5. Подсистема выдачи и поддержки выполнения учащимися индивидуальных практических заданий должна содержать совокупности заданий, относящихся к каждому разделу (объекту) изучаемого учебного курса и различающихся уровнем сложности с тем, чтобы преподаватели имели возможности для учета индивидуальных особенностей каждого учащегося.

4.2.6. Подсистема имитационного компьютерного моделирования должна содержать необходимые средства для задания структуры изучаемого объекта, параметров его компонентов и внешних воздействий, автоматического формирования компьютерной модели по заданию пользователя, выполнения моделирования, обработки и отображения его результатов. Подсистема должна обеспечивать выполнение всех практических заданий, предусмотренных данным учебным курсом.

4.2.7. Подсистема автоматизированного лабораторного практикума должна отвечать всем требованиям, предусмотренным ОСТ 9.2-98 "Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения".

4.2.8. Подсистема тестирования и контроля знаний и умений должна включать средства автоматизированной проверки уровня усвоения теоретического материала и практических навыков учащихся по каждому разделу (объекту) учебного курса. Данная подсистема должна предоставлять учащимся возможности самопроверки усвоения разделов курса без фиксации результатов в базе данных учебного заведения. Результаты контроля знаний и умений каждого учащегося по каждому разделу курса заносятся в базу данных учебного заведения автоматически или преподавателем, проводящим соответствующие контрольные действия, и служат основой для итоговых оценок по всему учебному курсу.  

4.2.9. Подсистема удаленного доступа к информационным ресурсам должна обеспечивать возможность получения дополнительных материалов для более полного освоения теоретических разделов курса.

4.3. Дидактические требования к АУК

4.3.1. Общие дидактические требования к АУК определяются тем, что учащиеся работают с учебно-методическими материалами учебного курса самостоятельно. Эти требования состоят в необходимости четкого изложения целей изучения данного учебного курса, его связей с другими курсами, требований к начальной подготовке учащихся. Необходимо особо оговорить совокупности знаний и умений, которыми должен овладеть учащийся в результате его изучения, а также дать подробные рекомендации по порядку изучения курса в целом и его разделов, выполнение которых позволит повысить эффективность и результативность учебного процесса. Изложение перечисленных требований в совокупности определяет модель учебного процесса, которую в традиционной образовательной системе формирует и реализует преподаватель. При изучении АУК эта модель становится методической основой самостоятельной учебной работы каждого учащегося.

4.3.2. Средства АУК должны снабжаться понятным учащимся, наглядным и удобным пользовательским интерфейсом, допускающим достаточную свободу в выборе способов отображения учебного материала, а также парирующим возможные неправильные действия учащихся.

4.3.3. Средства поддержки изучения теоретического материала должны основываться на научно достоверных современных данных, составляющих теоретическую базу изучаемого курса,  включать тезаурус фундаментальных понятий с необходимыми пояснениями, представлять изучаемый материал в структурированной форме со ссылками на фундаментальные понятия. Для повышения активности учащихся в процессе изучения теоретического материала целесообразно вводить в состав соответствующих средств поддержки имитационные компьютерные модели изучаемых объектов, позволяющие учащимся самостоятельно "открывать" фундаментальные закономерности, положенные в основу этих моделей.  

4.3.4. Практические задания должны быть направлены на выявление основных количественных соотношений, характеризующих внутренние связи изучаемых объектов, и  на исследование функциональных свойств этих объектов при различных внешних воздействиях. Формулировки практических заданий должны сопровождаться исчерпывающими разъяснениями порядка выполняемых действий, а также требований к ожидаемым результатам и форме их представления. При этом следует акцентировать внимание учащихся на дидактических целях, которые достигаются при выполнении конкретного задания, и углубленном анализе получаемых результатов, который должен завершаться представлением выводов и обобщений, сделанных учащимся на основании анализа результатов.  

4.3.5. Имитационное компьютерное моделирование в дидактическом плане должно стимулировать развитие любознательности и творческих способностей учащихся. Для этого компьютерные модели должны быть снабжены удобными средствами для задания или изменения структуры и параметров изучаемых объектов, а также имитации внешних воздействий. Проблемы взаимодействия с моделями не должны отвлекать учащихся от существа решаемых с их помощью дидактических задач. С помощью компьютерных моделей учащиеся могут оперативно получать количественно определенные ответы на вопросы типа: "Что будет, если …?". При этом необходимо преду-смотреть разнообразные возможности обработки и представления результатов моделирования.

4.3.6. Средства автоматизированного лабораторного практикума должны служить формированию убежденности учащихся в объективности полученных теоретических знаний. Эти средства должны обеспечивать возможности проверки адекватности и границ применимости используемых математических и компьютерных моделей изучаемых объектов, а также способствовать развитию навыков учащихся в оценке погрешностей, неизбежно сопровождающих натурные эксперименты. С помощью средств автоматизированного лабораторного практикума учащиеся должны иметь возможности получения данных по любому функционально значимому показателю изучаемого объекта. Важное дидактическое значение имеют проблемы оценки управляемости и чувствительности изучаемых объектов к управляющим воздействиям.

4.3.7. Средства тестирования и контроля знаний и умений должны да-вать объективную информацию об уровне усвоения учащимися изучаемого учебного материала. Процедуры тестирования должны активизировать познавательную деятельность учащихся. Количество и характер контрольных вопросов и заданий должны быть достаточными для индивидуализации тестирования и контроля знаний учащихся по всем изучаемым объектам. Нахождение ответов на поставленные вопросы должны требовать от учащихся практического применения изученных понятий. Необходимо варьировать контрольные вопросы по уровню сложности, характеру и формам предоставления ответов. Тестирование и контроль знаний должны способствовать закреплению теоретических знаний и практических умений учащихся.

4.4. Требования к техническому обеспечению

4.4.1. Комплекс технических средств АУК должен быть достаточным для выполнения всех функций, определенных техническим заданием на его разработку.

4.4.2. Средства технической поддержки и сопровождения учебного процесса, включаемые в состав АУК, могут создаваться в виде:

4.4.3. Средства технического обеспечения АУК должны по возможности создаваться на базе серийно выпускаемых агрегатных средств вычислительной техники и средств автоматизации эксперимента. Допускается разрабатывать новые средства технического обеспечения специально для конкретных АУК, если отсутствуют необходимые серийные средства или если это экономически оправдано.

4.4.4. Время установления рабочего режима и продолжительность непрерывной работы технических средств АУК и отдельных его подсистем определяются разработчиком с учетом ГОСТ 22.261-82  и по согласованию с потребителем.

4.4.5. Комплекс технических средств АУК должен удовлетворять требованиям к безопасности согласно ГОСТ 22.261-82.

4.4.6. При разработке требований к надежности АУК следует учитывать надежность средств вычислительной техники, оборудования, применяемого для проведения автоматизированного лабораторного практикума, средств телекоммуникации, включая надежность программного обеспечения.

4.5. Требования к программному обеспечению

4.5.1. Программное обеспечение АУК должно базироваться на серийных, лицензионных программных продуктах.

4.5.2. Состав программного обеспечения конкретного АУК определяется разработчиком на основе совокупности дидактических и технических требований, а также технического задания, утвержденных в установленном порядке.

4.5.3. Программное обеспечение АУК должно быть адаптируемым к различным конфигурациям комплекса технических средств.

4.5.4. В состав программного обеспечения АУК должны входить средства тестирования и проверки работоспособности его отдельных подсистем.

4.5.5. В состав программного обеспечения АУК должны входить средства автоматизированной разработки прикладных программ.

4.5.6. Требования к программному обеспечению автоматизированного лабораторного практикума определяются ОСТ 9.2-98 "Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения".

4.5.7. Программное обеспечение АУК должно предусматривать возможность его модификации и развития с учетом возможного совершенствования применяемых средств вычислительной техники, а также изменения содержания дидактических материалов и способов их представления.

4.6. Требования к методическому обеспечению

4.6.1. Методическое обеспечение АУК должно быть достаточно полным для самостоятельного изучения учебного материала, выполнения индивидуальных практических заданий, осуществления процедур тестирования и контроля знаний.

4.6.2. Средства методического обеспечения АУК должны быть адаптируемыми к особенностям и уровням начальной подготовки учащихся, а также к конкретным задачам учебного процесса и целям обучения.

4.6.3. При создании методического обеспечения АУК следует использовать методы мультимедийного представления и гипертекстового структурирования учебного материала, математического моделирования, имитационные компьютерные модели объектов изучения.

4.6.4. Методы обучения в АУК должны быть основаны на приемах продуктивной педагогики, предполагающей ведущую роль учащихся в определении целей, задач и конечных результатов обучения.

4.7. Требования к метрологическому обеспечению

4.7.1. Требования к метрологическому обеспечению определяются ОСТ 9.2-98 "Системы автоматизированного лабораторного практикума. Основные положения".

4.8. Требования к документации при создании АУК

4.8.1. Стадии и этапы создания АУК устанавливаются ГОСТ 34.601-90.

4.8.2. При разработке требований к документации необходимо руководствоваться положениями и нормами ОСТ ВШ 01.001-94.

4.8.3. Виды, наименование, комплектность и обозначение документов, разрабатываемых при создании АУК, устанавливаются ГОСТ 34.201-89.

4.8.4. Содержание документов, разрабатываемых при создании АУК, определяется РД 50-34.698-90.

5. Классификация АУК

5.1. Классификационными признаками АУК являются:

5.2. По назначению выделяются АУК для учебных заведений:

5.3. По тематической направленности различаются  АУК в области техники и технологии:

5.4. По виду реализации лабораторного практикума выделяются АУК: