Интегрированный электронный каталог учебных библиотек
как средство расширения доступа к информации

Традиционные средства обучения в высшей школе – это лекции и учебная книга. Лекции обеспечивают в компактной форме получение общих основ знаний в определенном направлении. Знания эти должны преподноситься в форме творческого взаимодействия лектора с аудиторией. Именно такие лекции активизируют интеллектуальную деятельность и творческую активность студентов, вызывают желание глубже познакомиться с данным предметом. Более углубленные, расширенные и прочные знания формируются в результате самостоятельного изучения учебных пособий по предмету.

Наличие хорошего учебника по каждому курсу существенно облегчает студентам изучение дисциплины, обеспечивает возможность самостоятельной углубленной подготовки. То же самое можно сказать о лабораторных практикумах. Известно, что специальные предметы в вузах изучаются ограниченной по численности аудиторией, взаимодействие различных вузов друг с другом в процессе обучения минимально, даже если они расположены в одном городе и выпускают специалистов близкого профиля. Крайне ограничено и сетевое общение преподавателей родственных кафедр, хотя современные информационные технологии, например, электронная почта, предоставляют широкие возможности такого общения. Это приводит к тому, что каждый вуз издает собственные пособия по специальным предметам, тиражи которых низки, что ложится тяжелым бременем на и без того слабую финансовую базу нашей высшей школы.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Очевидная альтернатива такой практике вузов состоит в подготовке и изданию электронных учебников и учебных пособий. В Российской Федерации существует ГОСТ 7.83-2001 на электронные издания, в число которых включены и учебные пособия. Электронные учебные издания могут быть по оформлению текстовыми, изобразительными и мультимедийными, а также детерминированными или интерактивными по средствам взаимодействия с читателем и локальными или сетевыми по средствам доступа. По сравнению с печатными пособиями, электронные учебники могут дополнительно обеспечить следующие преимущества:

¨  Индивидуализацию процесса обучения путем регулярного контроля уровня знаний студента и, в соответствии с результатами такого контроля, – изменением личной образовательной траектории, т. е. переходом на следующий или предыдущий уровень глубины изучения учебного материала. Таким образом, электронный учебник обеспечивает адаптацию к уровню знаний обучаемого.

¨  Возможность дистанционного предоставления учебного материала, а также дистанционного обмена мнениями с сокурсниками и преподавателями.

¨  Формирование у обучаемого новых, более рациональных приемов познавательной деятельности в соответствии с новыми возможностями электронного учебника. Если печатная книга служила лишь средством распространения информации, то хороший электронный учебник представляет собой информационную среду, обеспечивающую не только передачу информации и эффективный контроль уровня знаний, но и модель для проверки знаний и умений, и средством навигации в безбрежном океане знаний.

Для того, чтобы повысить качество образования следует, прежде всего, обеспечить всем желающим возможность доступа к разнообразной учебной, научной и вспомогательной информации. Источником такой информации может быть помимо электронных учебников и пособий по практическим (семинарским) и лабораторным занятиям, разнообразная дополнительная литература, в том числе – научная и техническая. Важным достоинством электронных изданий является независимость стоимости от тиража, так как каждое такое издание легко тиражируется в любое нужное число экземпляров. Чтобы облегчить поиск и доступ к таким учебным изданиям в вузах создаются электронные читальные залы и библиотеки, причем зачастую во многих учебных заведениях в эти понятия вкладывается различный смысл. Нам кажется, что электронным читальным залом следует называть помещение, оснащенное необходимым числом компьютеров, с помощью которых можно быстро найти, а затем и работать с электронным учебником или пособием. Под термином «быстрый» подразумевается отсутствие очередей и выполнение команд поиска и доставки компьютером выбранной книги за десятые доли секунды.

Проектирование электронной библиотеки вуза, как нам представляется, следует начать с создания информационного хранилища электронных изданий с качественной системой их поиска и извлечения. Функции хранения и извлечения учебных пособий из хранилища, по нашему мнению, обязательно следует отделить от поисковой системы, т. е. структура хранилища должна быть двухуровневой:

¨  На нижнем уровне осуществляется хранение учебных пособий в электронном виде. Структурно хранение пособий может быть выполнено в виде гипертекстовой базы данных или же в форме иерархической файловой системы. Второй вариант нам представляется предпочтительней.

¨  На верхнем уровне создается электронный каталог или атрибутивная база данных. Именно здесь студенту должен быть представлен удобный интерфейс и развитые средства поиска учебных пособий. В качестве отдельных полей в электронном каталоге могут содержаться фамилии преподавателей, названия учебных курсов, названия и шифры специальностей, конкретный вид учебного пособия, дата его обновления и пр.

Рис.1
 

Дополнительно к этому организуется хранение ключевых слов и выражений, характеризующих каждое пособие. Методика и технология отбора (извлечения) ключевых слов и организация поиска по ключевым словам подробно описана в работе [2]. Результат поиска в этой части электронного каталога, который можно уподобить тематическому каталогу традиционной библиотеки, представляется в виде списка релевантных изданий с миниатюрами (в простейшем случае они представляют собой уменьшенную фотографию электронной обложки или титула издания). Из этого списка читатель выбирает нужный учебник и заказывает его в собственно хранилище. При наличие соответствующих прав доступа у данного читателя, учебник извлекается с нижнего уровня и передается на компьютер читателя. Все сказанное иллюстрируется структурной схемой системы, представленной на рис.1.

Процесс занесения электронных учебных пособий в хранилище должен быть автоматизирован. Предварительно производится семантический анализ и извлечение наиболее значимых терминов заносимых в хранилище электронных книг, причем данная атрибутивная или метаинформация заносятся в электронный каталог в качестве элементов списка ключевых слов, соответствующих данному пособию.

В представленной поисковой системе в скрытой форме используется физический адрес пособия на нижнем уровне, который определяется по результатам поиска в каталоге и служит для извлечения издания из хранилища. Нам представляется наиболее целесообразной организация хранения изданий в форме иерархической файловой структуры, как в наибольшей степени соответствующая мультимедийному и интерактивному характеру электронных изданий. Однако, принципиально это может быть не только путь к данному изданию на конкретном компьютере, но и сетевой адрес, как в локальной сети, так и в сети Интернет (URL – Universal Resource Locator). Предлагаемая структура в дальнейшем может органично встраивается в интегрированную распределенную систему хранения и поиска учебных пособий, рассматриваемую ниже.

Отметим, что если количество электронных изданий в данном вузе невелико, то можно ограничиться созданием только электронного каталога, в котором будут представлены данные как о печатных, так и электронных учебных пособиях.

Большой интерес представляет создание на основе электронных библиотек отдельных вузов единой распределенной базы электронных изданий с удаленным доступом. Помимо очевидных преимуществ такой интегрированной структуры она могла бы стать прообразом интегрированной образовательной электронной библиотеки в рамках всей страны.

Создание единой учебной библиотеки обеспечило бы повышение качества обучения в каждом отдельном учебном заведении даже только за счет того, что преподавателям и студентам была бы предоставлена возможность ознакомления с пособиями различных вузов и выбора лучших пособий или их фрагментов. Наличие интегрированной библиотеки позволило бы приблизить реальный уровень образования в удаленных от центра страны учебных заведениях к уровню передовых по каждому из направлений науки и техники. Каждый вуз получил бы реальную возможность знакомства с преподаванием родственных дисциплин во всех других вузах страны и мог бы применить в своей практике все передовые и лучшие начинания, независимо от того, в каком регионе они были впервые предложены.

Библиотека обеспечила бы также практическую возможность сближения и даже унификации образования в вузе и в старших классах средней школы, могла бы послужить информационной основой для единой системы тестирования выпускников средних школ. В конечном счете, это привело бы к заметному повышению не только уровня компьютеризации образования, но и качества среднего и высшего образования в целом. Возможно также, что на основе такой интегрированной электронной библиотеки удалось бы преодолеть рубеж между системами общего среднего и специального образования, который создает выпускникам школ дополнительные трудности при поступлении в вузы.

Важнейший этап создания электронной библиотеки вуза состоит в том, чтобы сделать ее доступной через глобальную сеть, т. е. организовать к ней удаленный доступ. Для этого организуется библиотечный Web-сервер, который взаимодействует с электронным каталогом (атрибутивной базой данных электронных изданий), например, на основе CGI-технологий. С помощью любого браузера на компьютере пользователя формируется стандартная форма для поиска. Она передается Web-серверу, обрабатывается последним для того, чтобы обратиться к локализованном на сервере средствам поиска в электронном каталоге. Результаты поиска используются для формирования Web-страницы, которая передается пользователю и содержит список релевантных изданий. Иногда может предоставляться и сопутствующая информация в виде миниатюр учебных пособий, их аннотаций и пр.

Для того, чтобы работать с учебниками на сайте электронной библиотеки вуза могли только студентам этого вуза, используется система имен и паролей. Другим лицам такая возможность может предоставляться за дополнительную плату. Удаленный доступ особенно важен при заочном или дистанционном обучении студентов.

Следующий этап, по нашему мнению, должен состоять в интеграции электронных библиотек отдельных вузов в единую систему. В качестве основного средства интеграции будут служить электронные каталоги отдельных вузов. Если интерфейс и организации таких каталогов в достаточной степени унифицированы, т. е. осуществляются по единым правилам, то интегрированный каталог группы вузов будет подобен электронному каталогу отдельного вуза. Отличие будет состоять лишь в том, что в таком интегрированном каталоге будут объединены каталоги всех вузов, т. е. в нем будет значительно больше информации.

Такой интегрированный каталог может быть создан, в частности, на основе каталога вуза, наиболее продвинутого в части технологий удаленного доступа. В качестве примера можно сослаться на сайт ГПНТБ (Государственной публичной научно-технической библиотеки), где помимо каталога самой библиотеки поддерживается еще и сводный каталог научно-технической литературы для всей России. Интегрированный каталог может быть реализован и поддерживаться и в виде автономного сайта или даже портала, на котором представлены и дополнительные информационные возможности. Интегрированный электронный каталог формируется на основе сведений, передаваемых отдельными вузами из своих внутренних электронных каталогов.

Рис.2
 

Результаты поиска в таком каталоге, представляемые посетителю, будут по-прежнему содержать список релевантных изданий (возможно и с их миниатюрами). Дополнительно должно быть указано, в библиотеке какого вуза имеется такое пособие, в каком виде оно существует (печатном, электронном или же в том и другом) и какие условия его получения. Структура такой интегрированной системы представлена на рис.2. Здесь применен вариант взаимодействия пользователя с Web-сервером и интегрированным каталогом на основе CGI-технологий. Получив ответ от Web-сервера в виде одного или нескольких релевантных учебных пособий, пользователь выбирает нужное из них. Если это пособие представлено в электронной форме, то пользователь имеет возможность запросить и получить его из хранилища (электронной библиотеки) конкретного вуза, используя его сетевой адрес.

Предлагаемая интеграция имеет несколько существенных достоинств, а именно:

¨  при создании интегрированной системы не потребуется связывать или объединять библиотеки отдельных вузов или их хранилища электронных учебных пособий,

¨  из отдельных вузовских каталогов в интегрированный каталог передается сравнительно небольшой объем информации, который на 2 или даже 3 порядка меньше, чем объем самих учебных пособий,

¨  каждый вуз сохраняет возможность индивидуального определения правил доступа к своей библиотеке, т. е. продолжает полностью контролировать доступ к ней,

¨  объектами интеграции являются не только электронные, но и печатные учебные пособия, т. е. студенту предоставляется возможность выбора формы представления учебного издания.

Таким образом, основные затраты при создании интегрированной библиотеки вузов будут связаны только с проектированием и поддержанием сервера, на котором будет локализован интегрированный каталог учебных библиотек. Помимо собственно интегрированного каталога на этом сервере целесообразно хранить и сопутствующую информацию. В ее состав, по нашему мнению, наряду с миниатюрами пособий следует обязательно включить их аннотации и, может быть, оглавления. Хотя объем атрибутивной базы данных в этом случае увеличиться, зато выбор пособия будет более осознанным и снизится вероятность отказа от полученной книги после поверхностного знакомства с ее содержанием.

Несколько слов о том, как искать литературу в таком сводном каталоге. Конечно, проще всего использовать детерминированный поиск по названию лекционного курса, фамилии автора (авторов) и другим очевидным признакам, связанным с учебными планами конкретной специальности. Однако, все это может быть неизвестно в начале поиска. Кроме того, на старших курсах студенты должны самостоятельно работать не только с учебной, но и технической литературой, включая монографии ведущих специалистов данной отрасли. Таким образом, наряду с детерминированным поиском необходим еще и контекстный поиск, аналогичный поиску в тематическом каталоге традиционной библиотеки.

Для этой цели нами предложена и практически проверена, в том числе и на занятиях со студентами, модель организации семантического поиска, подробно описанная в работе [2]. Для того, чтобы выделить необходимые в процессе поиска ключевые слова и выражения требуется хотя бы одна работа соответствующего профиля или тематики. Эта работа анализируется с помощью программного пакета TextAnalist, разработанного отечественной фирмой и доступного на ее сайте. В результате анализа, осуществляемого на основе законов Зипфа, формируются семантический и тематический портреты работы, служащие основой для автоматищированного извлечения ключевых слов и выражений.

В заключение, несколько слов о том, что же должен представлять собой современный электронный учебник? Чем он отличается от печатной книги? Некоторые преподаватели понимают под электронным учебником просто конспект лекций преподавателя, набранный в одном из текстовых редакторов. По нашему мнению, это не так. Электронный конспект лекций так и останется конспектом лекций. Электронный учебник должен быть информационной средой, в которой учащемуся предоставлена в простой и доступной форме возможность перемещаться между разделами в процессе получения знаний, т. е. современные средства навигации.

Для студента должен быть создан удобный («дружественный»), а иногда, и адаптивный интерфейс. Студент должен иметь возможность приобретать навыки и умения, работая на электронных моделях, аналогичных электронным тренажерам, а также – самостоятельно контролировать свои знания, получая по результатам контроля информацию о том, какие разделы им изучены достаточно хорошо, а какие – недостаточно, а также на что следует обратить внимание при изучении последних. Такой учебник должен обязательно содержать множество иллюстраций, так как графическая информации значительно быстрее воспринимается и лучше запоминается по сравнению с текстовой.

В электронном учебнике должны быть обязательно представлены анимационные и аудио фрагменты и модели на их основе. Звуковое сопровождение может включать в себя рекомендации автора по изучению материала, советы по поводу изучения отдельных разделов, указания, на что следует обратить особое внимание. Помимо авторского текста могут быть реализованы различные звуковые и шумовые эффекты. Анимационные модели должны наглядно демонстрировать производственные и технологические процессы, а также служить моделями для изучения сложных физических явлений, таких, например, как преломление и отражение света на границе двух сред или при распространение волн в анизотропной среде.

Очень важна простая и наглядная навигация по учебнику, включающая возможность обратиться за консультацией к лектору, обсудить возникшие проблемы с другими студентами в чатах и пр. Таким образом, современный электронный учебник обязательно будет гипертекстовым, мультимедийным и интерактивным. Это будет информационная среда для получения и контроля знаний и формирования умений и навыков определенных видов практической деятельности.

Относительно формата электронных пособий. Накопленный нами в течении последних лет опыт работы с электронными пособиями при проведении лекций и лабораторных занятий показывает, что вкусы студентов могут значительно разниться в зависимости от их уровня подготовки и навыков, привитых им еще в средней школе, а также ряда других причин. В качестве базового варианта разумно остановить выбор на формате HTML. Как нам кажется, рисунки лучше не включать в сам текст издания, а вызывать с помощью гиперссылок в отдельных окнах. Для просмотра пособия в таком формате можно использовать любой стандартный браузер, например, MS Internet Explorer. Возможно использование и других гипертекстовых форматов, в частности, формата PDF (Portable Document Format), для просмотра которого используется программа Adobe Acrobat Reader, или же документы в формате редакторов MS Word, начиная с версии 97 г. (Word 8). Информационный объем пособий в этих двух форматах будет существенно больше, в остальном же они обеспечивают почти те же возможности навигации и подключения к текстовому документу иллюстрации, анимационных файлов различного типа и цифрового аудио.

Список литературы

1. В. Вуль. Что хранят электронные библиотеки России? «Библиотечное дело», 2003, №3, с. 18

2. В. Вуль. Семантический анализ текстов и его использование при поиске литературы. «Библиотечное дело», 2003, №11