Создание электронных учебных пособий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выпускная работа

РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ

«СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ»

ДЛЯ КУРСА «НИТ В ОБРАЗОВАНИИ»

Оглавление

• Введение
• Глава 1. Новые информационные технологии в ВУЗе
• 1.1 НИТ в учебной работе студентов ВУЗа
• 1.1.1 Основные направления использования НИТ в качестве учебного средства
• 1.1.2 Классификация программных педагогических средств
• 1.1.3 Технологии использования НИТ в обучении
• 1.2 Электронное учебное пособие
• 1.2.1 Понятие электронного учебника, ПМК, электронного учебного курса
• 1.2.2 Структура электронного учебного пособия
• 1.2.3 Методика использования электронных пособий
• 1.3 Технологии разработки электронных учебников
• 1.3.1 Основные подходы (локальный вариант, сетевой)
• 1.3.2 Средства разработки электронных учебников
• 1.3.3 Последовательность разработки
• 1.3.4 Обзор современных технологий
• Глава 2. Система лабораторных работ по освоению технологии создания электронных учебных пособий
• 2.1 Структура и содержание лабораторных работ
• 2.2 Методика (технология?) применения эл. лаб. раб
• 2.3 Организация опытно-поисковой работы и ее результаты
• Заключение
• Литература
• Введение

В современном обществе широко используются Интернет-технологии. В жизни современного человека компьютерные телекоммуникации занимают важное место. Сейчас, пользуясь услугами Интернета, можно не только общаться с другими людьми, искать необходимую информацию или просто играть по сети, но и работать, и, что особенно важно, получать образование. Широкий спектр образовательных Web-ресурсов позволяет не только организовать дистанционное обучение, сетевые олимпиады, виртуальные экскурсии, Web-проекты, телеконференции и другие, но и успешно расширить задачи и возможности образования. В настоящее время важной задачей для образования является разработка качественных образовательных Web-ресурсов.

Создание электронной учебной литературы для дистанционного обучения - не просто перенос печатных материалов в машиночитаемую форму для обеспечения обучаемых необходимыми материалами. [1]

Основная проблема заключается в отсутствии методических разработок по подготовке таких учебных материалов.

Обзор отечественной литературы последних лет свидетельствует - упоминание о наличие таких методик отсутствует даже в специальных публикациях. Поиск вариантов решения данной проблемы привел к выводу о необходимости создания электронного учебно-методического пособия на базе стандартных, широко распространенных программных средств (MS Word, Microsoft FrontPage, PowerPoint), позволяющих студентам и преподавателям быстро осваивать их и использовать в процессе обучения.

Разработанные в рамках выпускной работы электронные лабораторные работы обеспечивают обучение созданию электронных учебных пособий с помощью Microsoft FrontPage. Программа FrontPage является наиболее мощным и удобным из всех современных HTML-редакторов, доступных для использования начинающим web-мастерам, отличается удобным интерфейсом, позволяющим профессионально работать над визуальным стилем всего пособия. Поэтому программа Microsoft FrontPage оптимально подходит для создания электронных учебных пособий любой сложности. В связи с этим возникает необходимость в разработке комплекса электронных лабораторных работ для изучения данной программы.

Данные электронные лабораторные работы подробно рассматривают основные возможности программы, обеспечивают обучение созданию электронных учебных пособий высокого качества. Лабораторные работы можно использовать в процессе обучения студентов различных специальностей средних и высших учебных заведений, а так же для дистанционного обучения.

Выбор продиктован актуальностью подобного рода пособий для дистанционной формы обучения, которая обусловлена возможностью отбора нужного задания и самостоятельно в присущем каждому обучаемому темпе его выполнения.

Итак, с одной стороны, необходимы эффективные электронные учебные пособия, с другой стороны, многочисленные данные свидетельствуют о том, что методики их создания еще не разработаны, а электронных учебных пособий действительно достаточно хороших очень мало. Для устранения этого объективного противоречия возникла потребность в дополнительном экспериментальном исследовании. Этими соображениями и определяется актуальность данного исследования.

Объектом исследования является процесс подготовки студентов математических специальностей в педагогических ВУЗах в вопросах создания и применения электронных учебных систем.

Предметом исследования является методика обучения студентов педвуза созданию электронных учебных пособий при помощи программы Microsoft FrontPage.

Целью настоящего исследования является педагогическое обоснование содержания электронных лабораторных работ по теме «Создание электронных учебных пособий» курса «НИТ в образовании», их разработка и апробация.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решаются следующие задачи:

1. провести библиографическое исследование с целью изучения методики применения электронных учебных пособий и технологий их создания;

2. разработать электронные лабораторные работы по теме «Создание электронных учебных пособий» для курса «НИТ в образовании»;

3. разработать средства контроля;

4. провести апробацию лабораторных работ в учебном процессе математического факультета УрГПУ.

1. Новые информационные технологии в ВУЗе

1.1 НИТ в учебной работе студентов ВУЗа

1.1.1 Основные направления использования НИТ в качестве учебного средства

Широкое внедрение компьютерных технологий во все сферы человеческой деятельности - в науку, производство, образование, быт - означает наступление новой, компьютерной эры. “В настоящее время владение навыками работы с ЭВМ рассматривается как вторая грамота” [28]. Но компьютеризация образования - это не только обеспечение компьютерной грамотности или изучение одного-двух языков программирования и основ информатики. Это в первую очередь средство для увеличения производительности труда преподавателей и учащихся, способ повышения эффективности и интенсификации обучения и самообучения. Таким образом, компьютерные технологии можно трактовать в узком и широком смысле слова. Первое означает применение компьютера как средства обучения, второе - многоцелевое использование компьютера в учебном процессе. В то же время не утихают споры о роли и функциях компьютеров, используемых в целостной системе обучения.

Приведем некоторые из них. Так одни авторы утверждают, что “отличительная черта компьютерного обучения -- ориентация на новый, более высокий уровень восприятия и репродуцирования профессионального знания: если традиционные формы обучения дают, как правило, возможность получения и механического его отображения, то компьютерное обучение позволяет овладеть механизмами и законами использования знания, т. е. овладеть навыками и умениями, на что, по сути, и ориентирована средняя специальная и высшая школа” [9]; “компьютеризация воздействует на развитие не только познавательной, но и мотивационной, эмоциональной сферы личности, ее самосознания. Может ли компьютер способствовать развитию творческого мышления? Безусловно, да”.

Другие доказывают, что “практика использования ТСО не привела к серьезному повышению эффективности учебного процесса ни по одному из показателей, в том числе и по качеству усвоения” [28].

Моя точка зрения заключается в том, что компьютер должен освобождать преподавателя от рутины и однообразия, а компьютерные технологии должны в первую очередь способствовать творческим начинаниям студентов.

Правильность данной позиции подтверждает тот факт, что апробированы два направления информатизации образовательного процесса: овладение всеми способами применения компьютера в качестве средства учебной и самостоятельной деятельности; использование компьютера как объекта изучения.

Первое направление зародилось в рамках программированного обучения. В начале компьютер рассматривался, как более совершенное, по сравнению с другими устройствами, техническое средство реализации обучающих программ, построенных в соответствии с принципами программированного обучения. По мере совершенствования технических характеристик самого компьютера и его программного обеспечения, расширения его дидактических возможностей утвердилась идея о принципиально новых свойствах компьютера, как средства обучения.

Компьютер позволяет строить обучение в режиме диалога, реализовывать индивидуальное общение с обучаемым, опирающееся на его модель и базовые знания.

С изменением оценки роли и места компьютера в образовательном процессе, компьютер принято рассматривать в контексте новых информационных технологий обучения, которые включают технологии, значительно отличающиеся друг от друга, прежде всего заложенными в них теоретическими принципами, обучающими функциями и способами их реализации.

В связи с широким распространением программных средств общего назначения (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, различного рода справочно-информационные системы и другие) - их применение позволяет ускорить подготовку документации: доклады, рефераты, курсовые (дипломные) работы и проекты (для студентов); методические указания, лекции, доклады, статьи для преподавателей. Из-за сокращения общего времени на поиск, создание и редактирование появляется возможность для более детальной проработки вопросов, доведения работы до презентабельного вида.

Следовательно, компьютерные технологии оказывают существенное влияние на все компоненты образовательного процесса, что в свою очередь доказывает влияние компьютера на содержание обучения, в смысле доступности для студента многого из того, что ранее считалось посильным только для специалистов высокой квалификации. В то же время компьютер позволяет включить в содержание обучения различные эвристические средства, направленные на стратегию поиска в решении учебно-познавательных задач. Большое значение имеет и то, что компьютер создает реальные предпосылки для создания интегрированных учебных программ, разработки содержания профессионально-ориентированного обучения с учетом реальных научно-производственных процессов, делает объектом изучения собственно учебно-познавательную и самостоятельную деятельность студента. Более того, последний (студент) освобождается от необходимости выполнения рутинных операций, имеет возможность, не обращаясь к преподавателю, получать требуемую информацию, в том числе, относящуюся к способу решения поставленной им самим конкретной учебно-познавательной задачи; получает возможность приобщения к исследовательской работе.

Основной акцент второго направления компьютерной технологии, связанного с применением компьютера в качестве объекта изучения, делается на решение задач с помощью компьютера и рациональное использование математического обеспечения, что позволяет не программировать весь процесс решения учебно-познавательных задач, а использовать готовые блоки стандартных программ.

Очевидно, что обучение на базе компьютерных технологий - это динамический процесс, основные тенденции развития которого связаны с расширением сферы использования компьютера в учебном процессе. Дальнейшее развитие компьютерных технологий связано также с расширением круга учебно-познавательных задач: применение задач на моделирование и имитацию, задач нового типа, например, “введение” обучаемого в “реальную” социальную среду или производственную ситуацию. Делаются попытки перейти от эпизодического к систематическому применению компьютера в образовательном процессе; к управлению учебной и самостоятельной деятельностью не после решения определенных задач и проблем, а в процессе их решения; широкой диалогизацией учебного процесса. Происходит замена систем с жестким управлением на системы, предоставляющие широкие возможности для проявления познавательной активности студентов. Начинают появляться принципиально новые средства компьютерно-информационных технологий обучения: учебные и игровые среды, экспертные системы, гипертекстовые и мультимедийные обучающие системы.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что основная цель компьютерных технологий: подготовить студентов к жизни в информационном обществе, где значительный удельный вес занимают различные виды деятельности по обработке информации и ведущее место во всех отраслях производственной и научной деятельности принадлежит подобным технологиям; повысить эффективность образовательного процесса путем внедрения средств информатизации, к которым в первую очередь принадлежит компьютер.

1.1.2 Классификация программных педагогических средств

Прежде всего дадим определение педагогического программного средства:

Педагогическое программное средство (ППС) - это комплекс, предназначенный для достижения конкретной цели обучения и включающий программы для ЭВМ, а также методическое и дидактическое сопровождение данных программ.

В основе любой классификации лежит набор признаков, с помощью которых определяется принадлежность каждого из классифицируемых объектов к той или иной группе. ППС тоже разбивают на группы, но в каждом отдельном случае по разному. Например, если за основу классификации берется объем материала, изучаемого с помощью ЭВМ, то ППС делятся на компьютерные курсы, представляющие собой программы для ЭВМ и другие необходимые материалы для преподавателей и студентов, позволяющие эффективно осуществлять изучение учебного предмета, и отдельные ППС, предназначенные, как правило, для изучения отдельной темы или вопроса.

Рассмотрим несколько наиболее важных способов классификации ППС, связанных, прежде всего, с особенностями использования их в учебном процессе.

На рис. 1 приведена классификация, основанная на дидактических целях использования педагогических программных средств.



ППС

Рис. 1. Типы педагогических программных средств

Приведем краткие характеристики указанных типов программ.

Демонстрационные программы предназначены для наглядного предъявления отдельных элементов учебного материала, иллюстрации новых понятий учебного предмета, показа отдельных процессов и явлений.

Обучающие программы осуществляют процесс передачи студенту определенных знаний и обеспечивают необходимый уровень их усвоения, устанавливаемый с помощью обратной связи. Обучающие программы организуют познавательную деятельность студентов с помощью диалога, в ходе которого, как правило, предъявляется учебная информация, контролируется деятельность обучаемого и вырабатывается необходимое корректирующее воздействие в виде подсказок, сообщений и т.п. Следует иметь ввиду, что название «обучающие программы» достаточно условно, так как и другие названия, подчеркивающие их основное назначение (сюда можно отнести прежде всего тренажеры и контролирующие программы). Самым главным в обучающих программах является их направленность прежде всего на ориентировочную основу действий и проведение пооперационного контроля деятельности обучаемых для выработки соответствующих корректирующих управляющих воздействий. Обучающие программы обеспечивают хранение ответов студентов и/или анализ полученных ответов. Эта информация образует так называемую «историю» обучения. Преподаватель по такой «истории» может следить за успехами отдельных студентов и за группой в целом, а также вырабатывать корректирующие воздействия, позволяющие наиболее эффективно достигать цели обучения.

Программы-тренажеры используются для обработки и закрепления новых понятий и операционных навыков студентов. Тренажеры обеспечивают достижение учебной цели за счет многократного выполнения однотипной последовательности действий. Количество повторений может определяться как самим студентом, так и программой. В последнем случае учебная деятельность обучаемых может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут требуемый уровень закрепления навыков. При этом чаще всего используется интеграционная характеристика, определяемая количеством правильно выполненных заданий и временем, затраченным на их решение.

Контролирующие программы представляют собой специальную категорию тестов, предназначенных для проведения контроля уровня знаний студентов на начальных (предварительный контроль), на промежуточных (текущий контроль) и на заключительных (итоговый контроль) этапах учебной деятельности. Программы обеспечивают диалог, в течение которого обучаемым в той или иной форме предъявляются вопросы или задания и проверяется правильность их ответов. Если в обучающих программах основную роль играет именно пооперационный контроль (т.е. контроль каждой операции, входящей в изучаемый способ действий), то в контролирующих программах возможен и пооперационный, и контроль по конечному результату, и разнообразное их сочетание. По окончанию процедуры контроля на экран дисплея (или на бумагу) выдается оценка и/или заключение в виде некоторого сообщения. Контролирующие программы могут использоваться и для самоконтроля.

В моделирующих программах используется способность ЭВМ моделировать сложные процессы или явления. Обучаемым предоставляется возможность управлять такой моделью для решения каких-либо задач чисто исследовательского или учебно-прикладного характера. В последнем случае такие модели чаще всего называют операционной средой. Моделирующие программы предоставляют студентам возможность применить свои знания на практике, получить на основе этой практики новые знания, что, в конечном итоге, развивает творческие способности студентов и повышает мотивацию к учению.

Важнейшим свойством игровых программ (имеются ввиду учебно-ориентированные игровые программы) является создание повышенной мотивации учения. Именно из-за этой особенности все же возникла необходимость выделять игровые программы в отдельную группу. В игровой форме может проводиться и обучение, и контроль, и тренаж.

Вспомогательные средства сами по себе не имеют дидактической цели, но могут облегчить или ускорить достижение этой цели, а значит, и расширить диапазон достижимых целей обучения. К таким средствам, как правило, относят электронные таблицы, системы управления базами данных, текстовые редакторы, информационно-поисковые системы и т.д.

Рассматриваемая классификация характеризует, прежде всего, не сами ППС, а возможности их использования для решения определенных дидактических задач. Реальные же педагогические программные средства, как правило, многофункциональны. Например, если ППС обеспечивает полное изучение какой-либо темы, то в нем может содержаться и демонстрационная часть (учебный материал, примеры, динамические или статические иллюстрации и т.п.), и обучающая, и, несомненно, контролирующая, и возможность просто потренироваться. В этом случае рассматриваемое ППС будет демонстрационным, если оно используется для знакомства с новым материалом, обучающим - если требуется управление обучением, тренажером - если применяется только для закрепления материала.

Если предыдущая классификация рассматривает педагогические программные средства с точки зрения их применения в учебном процессе, то следующая классификация анализирует, прежде всего, сами ППС. За основу в этой классификации взяты виды управляющих воздействий ППС. Управляющие воздействия педагогических программных средств чаще всего определяют и сам метод обучения. Рассмотрим таблицу на рисунке 3.2.

Управляющие воздействия	Активность обучаемого при управлении обучением	Метод обучения
Полностью определяется ППС	Отсутствует	Программирование учебной деятельности
Частично определяется ППС	Допускается только при выборе учебного задания	Моделирование учебной среды
Не определяется ППС	Допускается как при выборе учебного задания, так и при его выполнении	Свободное обучение

Рис. 2. Классификация ППС по видам управляющих воздействий

Рассмотрим подробнее методы обучения (см. последнюю колонку таблицы), определяемые видами управляющих воздействий педагогических программных средств.

При программировании учебной деятельности, как видно из таблицы, управляющие воздействия полностью определяются ППС. Педагогическое программное средство определяет для обучаемого последовательность учебных заданий и требует от него подтверждения некоторого заданного уровня знаний и навыков. При определении этой последовательности, а также при организации обучающего диалога в рамках учебного задания, ППС может использовать разнообразные факторы управления (правильность ответа обучаемого, время ответа, предыстория работы обучаемого над учебным материалом, сложность учебного задания, различные модели обучаемого и т.п.).

В случае моделирования учебной среды обучаемому предоставляются средства моделирования на ЭВМ объектов и явлений реального мира, с помощью которых он познает конкретные свойства изучаемых объектов и явлений. Роль учебного задания выполняет задание на моделирование, формируемое обучаемым при активном воздействии системы. Моделирование учебной среды является наиболее действенным методом обучения, поскольку именно здесь обеспечивается равноправный диалог обучаемого и ЭВМ. Здесь обучаемому предоставляется возможность принимать самостоятельные решения, творчески решать различные проблемы. В качестве простейших примеров, обеспечивающих данный метод обучения, можно рассматривать компьютерные игры типа шахмат, шашек и т.п.

При свободном обучении педагогическое программное средство обеспечивает диалог между обучаемым и ЭВМ, при котором обучаемый в пределах определенной темы может задавать компьютеру конкретные вопросы и получать при этом разумные ответы или уточняющие вопросы. Наиболее интересными представляются ППС, при разработке которых использовались идеи «искусственного интеллекта».

Классификацию педагогических программных средств можно продолжить и провести её по ряду дополнительных признаков:

1. По графическим возможностям:

ь графические объекты не предусмотрены (алфавитно-цифровой режим);

ь использование статических графических объектов;

ь использование динамических графических объектов.

2. По степени интеграции:

ь дискретная структура - ППС состоит из набора отдельных программ-редакторов (текстового, графического, шрифтового); для объединения подготовленных в них фалов имеется программа-компоновщик;

ь интегрированная среда - редакторы и компоновщик объединены в одной оболочке (или вызываются из нее).

3. По форме представления материалов на выходе:

ь во внутреннем формате ППС - в этом случае для «проигрывания» конечного файла требуется ППС или ее часть;

ь компиляция в формате исполняемого в данной ОС файла - конечный файл запускается непосредственно из ОС и не требует наличия ППС.

Сейчас существуют тысячи программных педагогических средств, однако, как мы сейчас убедились, их общепринятой классификации не существует.

1.1.3 Технологии использования НИТ в обучении

Многими современными исследователями показано, что применение НИТ в обучении способствует повышению эффективности учебного процесса в области овладения умениям самостоятельного извлечения и представления знаний, овладения общими методами познания и стратегией усвоения учебного материала; самостоятельного выбора режима учебной деятельности, организационных форм и методов обучения.

Все это способствует формированию умений формализовать знания о предметном мире, самостоятельно извлекать знания, осуществлять прогнозирование изучаемой закономерности.

Это позволяет заменить иллюстративно-объяснительные методы обучения широким спектром разнообразных видов учебной деятельности, ориентированных на активное использование образовательных Web-ресурсов в качестве инструмента познания, инструмента исследования, конструирования, измерения и формализации знаний.

Кроме того, систематическое использование образовательных Web- ресурсов приобщает обучающегося к современным методам изучения основ наук и готовит его к интеллектуальной деятельности в информационном обществе массовой коммуникации.

Вместе с тем, изучение современного состояния использования Web-ресурсов в процессе обучения позволяет констатировать отсутствие целенаправленности их использования.

Основные причины:

1) недостаточная материальная база учебного заведения;

2) неподготовленность преподавательского состава и связанное с этим наличие психологического барьера перед осуществлением систематического использования образовательных Web-ресурсов в процессе преподавательской деятельности;

3) отсутствие обобщенных методических подходов, ориентированных на систематическое использование образовательных Web-ресурсов в процессе изучения научных дисциплин, с целью как совершенствования учебного процесса, расширения самостоятельности получения образования, так и приближения процесса обучения к современным методам познания;

4) недостаточное количество качественных образовательных Web-ресурсов.

Функциональные возможности образовательных Web-ресурсов,

создающие предпосылки для интенсификации процесса обучения

1) обратная связь между пользователем и средствами Web-ресурсов;

2) компьютерная визуализация информации об исследуемых объектах или закономерностях, процессов, явлений, как реально протекающих, так и виртуальных;

3) архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а так же легкого доступа и обращения пользователя к банку данных;

4) автоматизация информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебной деятельности с возможностью многократного повторения;

5) автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организация управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Виды учебной деятельности

с использованием образовательных Web-ресурсов

1) регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка, продуцирование информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах и передача достаточно больших объемов информации, предоставленной в различных формах;

2) интерактивный диалог. Взаимодействие пользователя с программной системой, характеризующееся реализацией развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме) при этом обеспечивается возможность выбора содержания учебного материала, режима работы учебной деятельности;

3) управление реальными объектами (например, учебными работами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);

4) управление виртуальными объектами, отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;

5) автоматизированный контроль результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование;

6) автоматизация процессов обработки результатов вычислений, экспериментов.

1.2 Электронное учебное пособие

1.2.1 Понятие электронного учебника, ПМК, электронного учебного курса

Электронный учебник является ключевым моментом заочно-дистанционной формы обучения. Несмотря на то, что термин "Электронный компьютерный учебник" (ЭКУ) приобретает все большее распространение, разные авторы вкладывают в него существенно различный смысл. Единое общепринятое определение отсутствует, однако ясно, что его нельзя сводить только к одному из многочисленных видов обучающих программ. Довольно распространенным является взгляд на ЭКУ, как на программно-методический комплекс, позволяющий самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел и часто объединяющий в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Он не альтернатива, а дополнение к традиционным формам обучения, и не заменяет работу студента с книгами, конспектами, сборниками задач и упражнений и т.п. Этот “электронный лектор” призван не только сохранить все достоинства книги или учебного пособия, но и в полной мере использовать современные информационные технологии, мультимедийные возможности, предоставляемые компьютером. К таким возможностям относятся:

· представление физических, химических и т.п. процессов в динамике, наглядное представление объектов и процессов, недоступных для непосредственного наблюдения (процессы в микромире, космические процессы, процессы, обладающие очень малыми или очень большими характерными временами и т.п.);

· компьютерное моделирование процессов и объектов, требующих для своего изучения уникальных или дорогостоящих оборудования, материалов, реагентов, а также опасных для жизни и здоровья человека, и их наглядное представление, аудиокомментарий автора учебника, включение в учебный материал аудио- и видеосюжетов, анимации;

· организация контекстных подсказок, ссылок (гипертекст);

· быстрое проведение сложных вычислений с представлением результатов в цифровом или графическом виде;

· оперативный самоконтроль знаний студента при выполнении им упражнений и тестов.

В свою очередь предметно-методический комплекс (ПМК) - это совокупность программ учебного назначения, индивидуальных материалов для учащихся и методических указаний для преподавателя, обеспечивающих систематическое использование элементов компьютерных технологий при освоении всей учебной дисциплины или больших ее блоков. [27]

Программно-методические комплексы позволяют: индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения; осуществлять контроль с диагностикой ошибок и с обратной связью; осуществлять самоконтроль и само коррекцию учебной деятельности; высвободить учебное время за счет выполнения компьютером трудоемких вычислительных работ; визуализировать учебную информацию; моделировать и имитировать изучаемые процессы или явления; проводить лабораторные работы в условиях имитации на компьютере реального опыта или эксперимента; формировать умение принимать оптимальное решение в различных ситуациях; развивать определенный вид мышления (например, наглядно-образного, теоретического); усилить мотивацию обучения (например, за счет изобразительных средств программы или вкрапления игровых ситуаций); формировать культуру познавательной деятельности и другие.

Программно-методические комплексы на современном этапе могут включать в себя: контролирующие компьютерные программы; справочники и базы данных учебного назначения; сборники задач и генераторы примеров (ситуаций); предметно-ориентированные среды; компьютерные иллюстрации для поддержки различных видов занятий.

Современный электронный учебный курс (ЭУК) -- это целостная дидактическая система, основанная на использовании компьютерных технологий и средств Internet, ставящая целью обеспечить обучение студентов по индивидуальным и оптимальным учебным программам с управлением процессом обучения. К числу существенных отличий электронного курса от традиционных мы относим:

1) заложенную в содержание учебника специфическую систему управления процессом обучения, включающую средства нелинейного структурирования и оптимизации учебного материала, средства диагностики и коррекции знаний, разветвленную сеть обратной связи и т.п.;

2) словесные методы, позволяющие значительно ускорить познавательные процессы;

3) графические средства, обеспечивающие процессу обучения высокий уровень наглядности;

4) средства мультимедиа, позволяющие организовать лабораторный практикум. [18]

Компьютерные образовательные технологии, как целостные системы, по целевому назначению и специфике можно разделить на две основные подгруппы: электронные учебные курсы (ЭУК) и лабораторные практикумы удаленного доступа. В отличие от классических систем обучения ЭУК спроектирован на базе информационных технологий обучения, модeлирующих как знания, так и методики работы преподавателя. Однако, как и в классических системах, процесс обучения слагается из двух основных составляющих - процесса учения и процесса преподавания. Вполне понятно, что в электронных системах обучения функцию преподавания берет на себя компьютер (именно эта системная составляющая дистанционного образования и обеспечивает ему промежуточное положение между очной и заочными формами обучения).

Система дистанционного образования позволяет организовать в рамках электронного учебного курса управление процессом учения по двум каналам:

1) извне - соответствующими воздействиями средствами компьютерных образовательных технологий обучения;

2) изнутри - собственными психическими действиями студента. Оба канала не являются изолированными, более того, в пространстве информационной среды познания они составляют единое целое. На этапе проектирования ЭУК необходимо иметь в виду, что содержание процессов, протекающих по второму каналу, в существенной мере определяется информацией, которая поступает по первому каналу.

Именно такой целостный подход является основой, которая объединяет разнокачественные структурные элементы познавательной деятельности в единое системное образование.

1.2.2 Структура электронного учебного пособия

Процесс создания ЭКУ требует одновременно знаний как в предметной области, для которой создается учебник, так и в области информационных технологий, что на практике чаще всего предполагает сотрудничество двух специалистов - “лектора-предметника” и “специалиста-программиста”. Можно рекомендовать следующие основные этапы этой работы:

· подготовка чернового варианта текста учебника (крайне полезно иметь пособие по курсу лекций, хотя, быть может, оно будет радикально переделано в дальнейшем);

· разработка “сценария” взаимодействия отдельных частей ЭКУ (на основе рациональной структуры учебника и тщательно продуманной последовательности изложения материала организация возможных перекрестных ссылок и т.п.), а также начальная подготовка сценария аудио- и видеосюжетов, разнообразных иллюстраций, располагаемых в тексте статически, или появляющихся динамически в процессе чтения ЭКУ;

· реализация составных частей ЭКУ на компьютере.

При этом любые знания по информационным технологиям “лектора-предметника” являются чрезвычайно полезными, но отнюдь не обязательными. Более того, на первых двух этапах большую (если не решающую) роль имеют квалификация автора в предметной области и его способности педагога и методиста. Причиной этого является то, что в процессе написания не только электронного учебника, но и обычного учебного пособия или книги, автору приходится сталкиваться с заметными трудностями, связанными с превращением знаний автора в знания обучающегося. Остановимся на некоторых из них.

Процесс трансформации знаний реализуется опосредованно через текст по схеме "знания автора" - текст - "знания читателя" и, к сожалению, допускает необратимые потери на всех его стадиях. Так, уже на первом этапе, проходящем еще без студента, созданный автором текст содержит не знания автора, а лишь определенную информацию о них. В очной форме обучения квалифицированный лектор обладает многими дополнительными ресурсами, позволяющими уменьшить эти потери. Правильно расставленные акценты речи, преимущества вербального общения дают возможность не только обратить внимание на наиболее важное в изучаемом разделе, но и оперативно выстроить обратную связь с аудиторией, менять план лекции в зависимости от степени усвоения материала. При этом нельзя недооценивать роль вопросов слушателей и “провокационных” вопросов лектора, общения студентов друг с другом.

Учитывая указанные проблемы, необходимо максимально облегчить работу студента с ЭКУ. По каждому разделу (за исключением редких чисто описательных) обучающийся должен не только ясно представлять его цель и постановку задачи, но и осознавать конфликтность ситуации, суть возникших проблем и лишь затем механизм разрешения этой конфликтности. Так как объем и оперативность консультаций с преподавателем ограничены по сравнению с очной формой обучения, полезно использовать в ЭКУ представления преподавателя о типовых наиболее вероятных вопросах обучающихся, “провокационные” вопросы, небольшие внутренние тесты для контроля усвоения материала.

Важным моментом при подготовке ЭКУ является подготовка сценария взаимодействия отдельных частей ЭКУ и сценария аудио- и видеосюжетов, когда особенно могут быть задействованы мощные аудио- и видео возможности компьютера. Слабые знания о программном обеспечении у “лектора-предметника”, как уже отмечалось, не являются препятствием, однако необходимо ознакомиться с существующими учебниками и обучающими программами не только в своей предметной области, но и в других областях. Основная цель - изучить возможности современных информационных технологий, обратив особое внимание на аудио- и видео фрагменты, способы визуализации формул, графиков, рисунков, таблиц и пр. Главное здесь - сами средства передачи знаний студенту, а не то, как их программно реализовать. Следующим шагом должна стать совместная работа “лектора-предметника” и специалиста по информационным технологиям, когда все указанные выше фрагменты предварительной работы многократно корректируются для воплощения в ЭКУ.

Основное содержание ЭКУ должно включать:

· опорный конспект;

· конспект лекций;

· детализированный курс;

· углубления отдельных разделов курса.

На начальном этапе работа ведется с первыми двумя конспектами. Заменой третьего может служить выбранный учебник ("твердая копия" и различные ссылки на нее). Четвертый служит для углубленного (“профессионального”) изучения ряда разделов. И сам учебник, и его разделы обязательно перед изложением основного материала содержат вводную часть. В ЭКУ, кроме того, присутствуют список литературы и глоссарий, на которые обеспечиваются соответствующие ссылки из основного текста.

Вводная часть. Особенно в этой части материал должен быть тщательно структурирован (отражен состав раздела и всего курса, а также связи между ними). Она содержит:

· краткую программу курса, согласованную с государственными стандартами, перечень и иллюстрацию основных задач курса, значимость и актуальность их решения;

· перечень базовых дисциплин, знание которых необходимо для усвоения курса;

· перечень дисциплин, изучение которых основано на знании изучаемого курса;

· структуру курса (раздела), функциональные и логические связи;

· общие рекомендации по порядку изучения курса (в том числе, какие разделы можно изучать независимо);

· указания, где следует искать развитие и углубление задач курса, выходящих за рамки учебной программы, и изучение каких разделов курса необходимо для отдельных групп специальностей, ссылки на литературу с комментариями.

Основной материал. В каждый раздел (тему) помимо вводной части полезно включить:

· постановку задачи (существо проблемы);

· иллюстрации основных задач и значимость их решения;

· геометрические, физические иллюстрации, мультипликации, клипы по различным положениям курса, раздела;

· аудио фрагменты;

· перечень разделов, использующихся в решении, и разделов, которые используют данное решение;

· методы, способы, приемы с демонстрацией их практического использования;

· "физическую" интерпретация результатов (без формул), условия, когда установленный факт имеет место и его значимость в курсе;

· там, где это возможно и имеет смысл, другие методы решения данной задачи;

· наиболее часто встречающиеся технические приложения, использующие данные результаты;

· ссылки на необходимые знания предшествующего материала.

Каждая тема должна сопровождаться примерами и задачами:

· иллюстрирующими изложение (с подробными решениями);

· для самостоятельного решения (с указаниями и ответами);

· для контрольного решения (с последующим указанием необходимости повторного изучения пройденных разделов курса или решением об аттестации);

· контрольными вопросами на связь пройденных разделов курса.

Всячески поощряется и рекомендуется, где это возможно, "проблемно ориентированное" (“case study”) изложение материала, когда студент знакомится с проблемой, фактом или явлением не по традиционной схеме (теоретический материал - методы решений - иллюстрирующая задача), а в результате постановки и решения конкретной задачи (примера).

По характеру работы обучающегося с ЭКУ каждый раздел последнего может содержать следующие части:

· теоретическая часть, в основе которой гипертекст с внедренными в него рисунками, таблицами, аудио- и видеосюжетами и т.п. Дополнением к гипертексту являются наглядные компьютерные модели, иллюстрирующие в динамике изучаемые объекты или процессы, с возможностью варьирования тех или иных параметров с целью изучения их влияния на объект или процесс;

· практическая часть, где представлены пошаговые решения типичных задач и упражнений по данному учебному курсу с выдачей минимальных пояснений и ссылками на соответствующие разделы теоретического курса. В качестве аналога традиционных лабораторных работ предлагаются наглядные компьютерные модели (лабораторный практикум может быть выделен в самостоятельный программный продукт);

· контрольная часть - набор тестов, включающий как вопросы по теоретической части, так и решение задач и упражнений (возможно введение подсказок при неправильном ответе с предложением снова попытаться решить задачу);

· справочная часть, которая может включать в себя: предметный указатель (система поиска); таблицы основных констант, размерностей, физико-химических свойств и т.п.; сводки основных формул; другую необходимую информацию в графической, табличной или любой другой форме;

· система помощи, содержащая описание правил работы с компьютерным учебником и методические рекомендации.

1.2.3 Методика использования электронных пособий

Ниже описывается структура и содержание одной из методик, в основу разработки которой были положены следующие установки:

· электронный учебный курс должен отвечать требованиям линейно-концентрического структурирования учебного материала;

· три модуля электронного учебного курса - базовый, основной и расширенный - последовательно решают задачи формирования фундаментальной системы знаний (базовых знаний) с последующим их расширением и углублением в соответствии с интересами и способностями обучающегося;

· каждый модуль представляет собой целостную совокупность системных фрагментов электронного курса (СФЭК);

· в рамках базового модуля обучающийся не допускается к изучению последующих СФЭК, если предыдущий, связанный с ними логически, не усвоен на требуемом уровне;

· последовательность работы со СФЭК в основном и расширенном модулях не регламентируется;

· итоговая оценка за весь учебный курс состоит из результирующей оценки уровня усвоения базового модуля, к которой приплюсовывается специальным образом рассчитанная итоговая оценка изучения СФЭК основного и расширенного модулей.

Современный электронный учебный курс (ЭУК) -- это целостная дидактическая система, основанная на использовании компьютерных технологий и средств Internet, ставящая целью обеспечить обучение студентов по индивидуальным и оптимальным учебным программам с управлением процессом обучения. К числу существенных отличий электронного курса от традиционных мы относим:

1) заложенную в содержание учебника специфическую систему управления процессом обучения, включающую средства нелинейного структурирования и оптимизации учебного материала, средства диагностики и коррекции знаний, разветвленную сеть обратной связи и т.п.;

2) словесные методы, позволяющие значительно ускорить познавательные процессы;

3) графические средства, обеспечивающие процессу обучения высокий уровень наглядности;

4) средства мультимедиа, позволяющие организовать лабораторный практикум.

Опыт разработки и практического использования электронных курсов показывает, что более высокую педагогическую эффективность имеют те электронные учебные пособия, учебный материал в которых изложен с учетом принципов как линейного его структурирования, так и концентрического. Электронный учебник на первом уровне должен включать: основной теоретический материал, полностью отвечающий требованиям государственного стандарта; системы упражнений и задач, позволяющие выработать соответствующие практические умения и навыки; методы и средства управления процессом обучения; методы и средства итоговой оценки уровня усвоения базовых знаний. Второй уровень учебника составляют -- дополнительный теоретический материал, к которому студент может обратиться для углубленного изучения тем; разделы курса, материал которых должен удовлетворить профессиональные и творческие запросы студента; дидактические средства управления учебным процессом.

В целостной системе дидактических требований, предъявляемых к электронному учебнику, можно выделить три ведущие подсистемы:

I. научно-методическую;

II. технологическую;

III. воспитывающую.

Первая -- «Научно-методические требования к ЭУК» -- имеет главной задачей усвоение студентами системы научных знаний из данной предметной области. Для успешного решения этой задачи необходимо, чтобы ЭУК реализовывал:

· безукоризненно четкую логику изложения материала, позволяющую зримо проследить последовательность умозаключений, содержание и структуру научных методов дисциплины;

· изложение учебного материала по разветвленной схеме, разработанной с учетом возможных уровней подготовки студентов, их интересов и склонностей;

· различные методы и средства побуждения студентов к мотивированной умственной деятельности (четкая постановка учебных задач, включение в текст прикладных задач, имеющих ярко выраженную профессиональную направленность, и т. п.);

· различные средства и методы стимулирования познавательной деятельности студентов и управление ею (оперативное тестирование, постепенное усложнение материала, системы наводящих вопросов, корректирующие методы, учебные системы типа «Подсказка» и т.п.);

· системы вопросов, упражнений и задач на определение характера ошибок в усвоении материала и выявление их причин;

· специальные машинные программы, ставящие целью устранение выявленных ошибок в усвоении знаний; целостную систему контроля за усвоением знаний и освоением соответствующих умений и навыков;

· систему наглядных и технических средств.

Как известно, обучение и развитие являются взаимосвязанными процессами, причем обучение имеет последовательно развивающий характер лишь при условии выполнения требований соответствующих принципов и закономерностей педагогической психологии и дидактики. В этой связи необходимо, чтобы электронный учебный курс:

1) опирался на закономерности и выводы педагогической психологии высшей школы;

2) детально прослеживал явления в их развитии и многообразии связей;

3) использовал различные методы и средства для активизации познавательной деятельности студентов во всех звеньях учебного процесса (генерировал проблемные ситуации, предлагал задания проблемного и логического характера, ставил познавательные задачи, требующие для своего решения привлечения знаний из других источников, и т п.);

4) включал теоретический материал, значимый для профессиональной подготовки специалиста;

5) предлагал задачи прикладного характера, ставящие целью привить студенту навыки использования научных методов дисциплины в своей будущей профессиональной деятельности.

В электронном учебнике профессионально-педагогические умения и навыки преподавателя-методиста находят свое применение путем реализации в нем подсистемы «Технологические требования к ЭУК». Именно этот путь дает возможность проектировать учебно-воспитательный процесс в системе дистанционного образования, который практически осуществляется в ходе работы студента с учебником.

Электронный учебный курс, как обучающая система должен:

1) организовывать и целенаправленно управлять деятельностью студента по изучению курса;

2) стимулировать деятельность студента в рамках отдельного занятия;

3) рационально сочетать различные виды учебной деятельности с учетом дидактических особенностей каждой из них и в зависимости от уровня работы с материалом;

4) рационально использовать (в нужном месте и в необходимом объеме) аудиовизуальные средства обучения;

5) организовывать дополнительные занятия, лабораторный практикум удаленного доступа, деловые игры и другие профессионально ориентированные занятия.

Требования подсистемы «Воспитывающая функция ЭУК» связаны с решением следующих задач:

· Качественная подготовка специалистов с высшим образованием на базе современных достижений науки. Специалист должен обладать широким теоретическим кругозором, глубокими профессиональными знаниями, умением применять их в практической деятельности, а также способностью и стремлением к постоянному самосовершенствованию и творческому поиску новых знаний.

· Формирование гражданских качеств и нравственное развитие на основе норм общественной морали, воспитание патриотизма, правовой грамотности, организаторских способностей.

· Культурное развитие студента как интеллигента. Воспитание гуманизма, здоровых эстетических вкусов, культуры человеческого общения и быта, раскрытие культурно-эстетических способностей и возможностей.

Экспериментальные исследования и практика работы с электронными курсами показывают, что разовая доза учебной информации, усваиваемая студентом в системе дистанционного обучения, в отличие от кадрового принципа программированного обучения не зависит от её объема (это может быть одна, две, пять и более страниц машинописного текста). Вместе с тем на дозу информации в системе дистанционного обучения накладывается принципиальное требование -- разовая доза должна иметь законченный логически целостный характер (это может быть, например, теорема, параграф учебника, отдельный логически завершенный вопрос темы или целиком вся тема). Оптимальная же разовая доза учебной информации, усваиваемая студентом в системе дистанционного обучения, лежит где-то в пределах 40 минут работы с учебным материалом и 5-10 минут тестирования. При этом познавательная деятельность в системе дистанционного обучения протекает наиболее эффективно, если эта деятельность реализуется через разнообразные формы её организации: например, 15-20 минут работы с теоретическим материалом, затем 5-7 минут самопроверки с помощью соответствующего теста уровня усвоения знаний, после чего 20-25 минут выполнения практических заданий и 5-10 минут общения с компьютером в диалоговом режиме с целью проверки качества усвоения и дальнейшего закрепления приобретенных знаний. Заметим, что в течение одного занятия по учебному предмету может быть несколько таких 40-45-минутных доз, отделяемых друг от друга заставками, предлагающими студенту сделать небольшой перерыв в учебных занятиях.

Сопоставление бумажного и эл. учебника - неплохо бы!!!

1.3 Технологии разработки электронных учебников

1.3.1 Основные подходы (локальный вариант, сетевой)

Один из вариантов электронных учебников - это электронные учебники в формате HTML, использующие только локальные технологии, такие как расширения HTML и подключаемые модули. Использование таких учебников становится достаточно простым из-за того, что все используемые технологии, если за этим следить, оказываются установленными вместе с Windows. Создание подобных электронных учебников все еще является достаточно сложной задачей, но эта сложность на порядок меньше, чем для учебников, создаваемых в виде программных и Интернет приложений. Локальные технологии, интегрированные в HTML, содержат достаточно возможностей, для создания простейших схем обратной связи человек-программа, необходимых для самообучения.