Разработка электронного демонстрационного стенда по изучению устройства персонального компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Отделение информационных технологий и радиоэлектроники

Кафедра информационных технологий

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОГО ДЕМОНСТРАЦИОННОГО СТЕНДА ПО ИЗУЧЕНИЮ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Самойлов Д.И.

2016 г



Содержание

Введение

1. Теоретические основы электронного демонстрационного стенда

1.1 Классификация электронного демонстрационного стенда

1.2 Основные формы электронных демонстрационных стендов

1.3 Область применения электронного демонстрационного стенда

1.4 Общие сведения о персональном компьютере

2. Разработка электронного демонстрационного стенда

2.1 Этапы разработки электронного демонстрационного стенда

2.2 Практическое применение электронного демонстрационного стенда

2.3 Разработка электронного демонстрационного стенда с помощью программы Microsoft PowerPoint

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Современный образовательный процесс трудно представить без качественного обеспечения учебными и техническими средствами. За последнее время их видовой состав пополнился такими новейшими педагогическими программными средствами вычислительной техники, как электронные учебники, электронные учебные пособия, средства компьютерного моделирования, Интернет-сайты и другие телекоммуникационные средства. В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы формирования и оперативной обработки информации для подобных средств обучения.

Постоянные изменения, происходящие в жизни современного информационного общества, безусловно, должны находить адекватное и незамедлительное отражение, как в самом учебном процессе, так и в различных учебных материалах. С каждым годом все проблематичнее становится производство традиционных бумажных учебников и учебных пособий, содержательный материал которых, зачастую, перестает быть актуальным еще до их попадания в учебные заведения. Одним из возможных выходов из сложившейся ситуации может являться разработка электронных средств обучения практически по всем дисциплинам и их публикация в мировых телекоммуникационных сетях или на информационных носителях, предоставляющих возможность несложного оперативного тиражирования. Данное утверждение основано, в первую очередь, на возможности динамического изменения и дополнения содержания электронных средств обучения в соответствии с текущими изменениями в жизни общества, науке, культуре и пр. Кроме того, практическая работа обучаемых с информацией, представленной в электронном виде, сыграет положительную роль в общем ознакомлении будущих специалистов с компьютерными и телекоммуникационными технологиями.

Электронный демонстрационный стенд, по своей сути, является компьютерной моделью изучаемой системы целиком или отдельных ее элементов. При этом элементы системы выполняются с использованием трехмерного моделирования, а взаимосвязи между ними соответствующим образом программируются.

Технологии трехмерного моделирования на сегодняшний день позволяют с достаточной степенью точности передать не только внешний вид различных объектов, но и наглядно показать их в действии, а при необходимости и демонстрировать скрытые процессы, происходящие с данным объектом. При этом не возникает проблем, связанных с ограниченностью пространства, ведь для применения электронного стенда могут быть использованы любые устройства, начиная от планшетных компьютеров и заканчивая проекторами, в то время как для комплекта учебных стендов, выполненных “в железе” зачастую требуется отдельное помещение. Кроме того, электронные стенды, выполненные таким образом, не только не будут уступать в наглядности своим реальным аналогам, но и в некоторых случаях будут значительно их в этом превосходить.

Программирование взаимосвязей между объектами дает возможность сделать поведение объектов и их взаимодействие реалистичным, а также позволяет сделать электронный стенд интерактивным. Обучаемый с помощью соответствующего интерфейса получает возможность взаимодействовать с элементами стенда, использовать специальные приспособления и инструмент. Несмотря на то, что взаимодействие с компьютером уступает в эффективности выполнению действий с реальными объектами, оно при этом имеет определенные преимущества, позволяющие не только сгладить этот недостаток, но и реализовать новые, до этого времени недоступные, возможности. Во-первых, при большом количестве обучаемых, попробовать свои силы в работе с единственным стендом в нужном объеме получится не у каждого, в то время как электронный стенд позволяет каждому обучаемому выполнять действия неограниченное количество раз. Во-вторых, на электронных стендах за счет использования программирования могут быть реализованы ситуационные задачи практически любой сложности, при этом количество вариантов таких задач, в отличие от реальных учебных стендов, практически не ограничено. В-третьих, электронные стенды не знают износа и поломок, поэтому для них не существует проблемы периодического ремонта, свойственного учебным стендам, постоянно используемым для обучения большого количества учащихся.

Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что сегодня имеются технологии, позволяющие сделать дорогие и неудобные учебные стенды гораздо доступнее для различных учебных заведений. При этом электронные учебные стенды будут иметь ряд значительных преимуществ перед своими реальными аналогами:

· наглядность. В результате использования технологий трехмерного моделирования появилась возможность демонстрации скрытых процессов, а также демонстрации объектов на местах их размещения;

· высокая функциональность. Электронные учебные стенды могут применяться не только в качестве демонстрационных материалов, но и для отработки ситуационных задач, сложность и количество которых может быть ограничено лишь желаниями заказчика;

· высокая окупаемость. В отличие от реальных стендов, электронные стенды требуют вложений только на стадии их разработки. Они не нуждаются в периодическом ремонте, затратах, связанных с содержанием дополнительных помещений и т.д. Затраты на разработку электронных стендов в свою очередь не превышают затрат на разработку стендов в металле, так как не требуют закупок сложного оборудования или создания дополнительных макетов.

Актуальность выбранной темы состоит в следующем: использование в учебном образовательном процессе электронного демонстрационного стенда позволяет повысить интерес к обучению и решить проблему достаточного количества необходимого учебного материала.

Цель дипломной работы заключается в разработке электронного демонстрационного стенда.

На основе цели определены следующие задачи:

- разработка структуры электронного демонстрационного стенда;

- разработка дизайна электронного демонстрационного стенда;

- разработка электронного демонстрационного стенда.



1. Теоретические основы электронного демонстрационного стенда

1.1 Классификация электронного демонстрационного стенда

Электронный демонстрационный стенд - это издание, созданное на достаточно высоком научно - методическом и техническом уровне, представляющее собой электронную запись учебной (обучающей) информации на магнитные (оптические) носители или размещенную в сетях ЭВМ (локальных, региональных, глобальных).

Электронный демонстрационный стенд может иметь печатную копию и в зависимости от полноты представления учебного материала дисциплины подразделяются на электронные учебники и электронные учебные пособия.

Электронный учебник - основное учебное электронное издание по образовательной дисциплине, полностью соответствующее требованиям и основным дидактическим единицам государственного образовательного стандарта специальности.

Электронное учебное пособие - учебное электронное издание, частично или полностью заменяющее, или дополняющее электронный учебник.

Электронный демонстрационный стенд дополнение к традиционным формам обучения. Этот “электронный лектор” призван не только сохранить все достоинства обычной книги (учебного пособия), но и в полной мере использовать современные информационные технологии, мультимедийные возможности, предоставляемые компьютером.

К таким возможностям могут относиться:

1.Представление физических, химических и иных процессов в динамике, наглядное представление моделей объектов и процессов, недоступных для непосредственного наблюдения (процессы в микромире и в космосе;

2.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;

3.Аудиокомментарий автора учебника, включение в учебный материал аудио и видеосюжетов, анимации;

4.Организация контекстных подсказок, ссылок;

5.Отлаженная система моментальной навигации (гипертекст);

6.Быстрое проведение сложных вычислений с представлением результатов в заданном (цифровом или графическом) виде;

7.Оперативный самоконтроль знаний студента при выполнении им упражнений и тестов.

Анализ существующих сегодня электронных демонстрационных стендов показывает, что они имеют многослойный характер и требуют классификации. С одной стороны, по выполняемым функциям их можно отнести к учебным изданиям и соответственно, применить к ним принципы классификации, используемые для учебной книги. С другой стороны, они принадлежат к категории электронных изданий, и к ним могут быть применены принципы классификации электронных изданий. С третьей стороны, по технологии создания они являются программным продуктом и к ним может быть применен классификатор продукции. Поэтому в основу классификации электронных учебных изданий положены общепринятые способы классификации как учебных, так и электронных изданий, и программных средств.

Электронные демонстрационные стенды являются перспективным средством достижения задачи обеспечения единого государственного образовательного пространства.

Проанализируем составные части, которые входят в термин ЭДС.

Компьютеры работают с информацией, представленной в виде чисел, т.е. информацией в числовом виде. Отсюда цифровой, значит представленный в виде последовательности цифр. С такой информацией мы давно уже умеем дело, это могут и цифровые фотографии, и цифровое видео и многое другое. Образовательный, т.е. содействующий получению знаний.

Ресурс - средство, к которому обращаются в необходимом случае.

Таким образом, электронные демонстрационные стенды - средство, представленное в цифровом виде и служащее получению образования.

Однако наше определение не дает никакой конкретики. Изучение методической литературы обнаружило большое разнообразие определений понятия электронные демонстрационные стенды. Рассмотрим некоторые из этих определений.

Под электронными демонстрационными стендами (ЭДС) понимается любая информация образовательного характера, сохраненная на цифровых носителях.

ЭДС - совокупность данных в цифровом виде, применимая для использования в учебном процессе.

Определения, представленные выше, коротко характеризует электронные демонстрационные стенды, но, не раскрывая значения анализируемого понятия.

ЭДС расшифровывается как «электронный демонстрационный стенд», то есть - некий содержательно обособленный объект, предназначенный для образовательных целей и представленный в цифровой, электронной, «компьютерной» форме.

Такая формулировка отличается наличием изолированности содержания объекта, и наиболее подробно отражает значение предоставленного понятия.

Электронными образовательными ресурсами (ЭОР) называют учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства. В самом общем случае к ЭОР относят учебные видеофильмы и звукозаписи, для воспроизведения которых достаточно бытового магнитофона или СD-плейера. Наиболее современные и эффективные для образования ЭОР воспроизводятся на компьютере. Иногда чтобы выделить данное подмножество ЭОР, их называют электронными демонстрационными стендами (ЭДС), подразумевая, что компьютер использует цифровые способы записи-воспроизведения.

Данное определение вытекает из определения электронных образовательных ресурсов (ЭОР), не дает полного представления о ЭДСах, но в то же время определяет ЭДС, как подмножество ЭОРов.

Рассмотрим определение, которое даёт Босова Л.Л. « ... ЭДС - необходимые для организации учебного процесса и представленные в цифровой форме ресурсы, а именно: фотографии, видеофрагменты, статические и динамические модели, ролевые игры, объекты виртуальной реальности и интерактивного моделирования, картографические материалы, звукозаписи, символьные объекты и деловая графика, текстовые документы и иные учебные материалы, отобранные в соответствии с содержанием конкретного учебника, «привязанные» к поурочному планированию и снабженные необходимыми методическими рекомендациями».

Из всех рассмотренных определений данное является наиболее полным и показывает, какие объекты входят в данное понятие и их назначение, поэтому это определение возьмем за основу и будем его придерживаться.

Электронный учебник (ЭУ) - основное УЭИ, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой (12).

Электронное учебное пособие (ЭУП) - электронное издание, частично или полностью заменяющее, или дополняющее учебник и официально утвержденное в качестве данного вида издания (12).

Электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) - программный мультимедиа продукт учебного назначения, обеспечивающий непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения и содержащий организационные и систематизированные теоретические, практические, контролирующие материалы, построенные на принципах интерактивности, информационной открытости, дистанционности и формализованности процедур оценки знаний (16).

По типу информации выделяют следующую классификацию ЭДС:

· ЭДС с текстовой информацией: учебники и учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; книги для чтения; задачники и тесты; словари; справочники; энциклопедии; периодические издания; нормативно-правовые документы; числовые данные; программно- и учебно- методические материалы.

· ЭДС с визуальной информацией: коллекции: иллюстрации; фотографии; портреты; видеофрагменты процессов и явлений; демонстрации опытов; видеоэкскурс; модели: 2-3-х мерные статические и динамические; объекты виртуальной реальности; интерактивные модели. Символьные объекты: схемы; диаграммы; формулы. Карты для предметных областей.

· ЭДС с комбинированной информацией: учебники; учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; книги для чтения; задачники; энциклопедии; словари; периодические издания.

· ЭДС с аудио информацией: звукозаписи выступлений; звукозаписи музыкальных произведений; звукозаписи живой природы; звукозаписи неживой природы; синхронизированные аудио объекты.

· ЭДС с аудио и видео информацией: аудио - видео объекты живой и неживой природы; предметные экскурсии; энциклопедии. Интерактивные модели: предметные лабораторные практикумы; предметные виртуальные лаборатории.

· ЭДС со сложной структурой: учебники; учебные пособия; первоисточники и хрестоматии; энциклопедии.

По форме изложения материала электронный демонстрационные стенды могут быть разделены на: конвекционные, программированные, проблемные и комбинированные (универсальные).

Конвекционные ЭДС соответствуют установившимся традициям и требованиям классической педагогики и имеют энциклопедический или монографический характер. Подобные информационные источники реализуют информационную функцию обучения.

Программированные ЭДС отвечают требованиям системы образования по системе «стимул-реакция». Такие ресурсы имеют форму разветвленной или линейной программы и ориентированы, прежде всего, на самостоятельную работу обучаемого, раскрывают основы и методы получения знаний и их взаимосвязь с профессиональными навыками.

Проблемные ЭДС требуются при реализации проблемного обучения и направлены на развитие у учащихся логического мышления, стимулирование творческой составляющей восприятия знаний.

Комбинированные (универсальные) ЭДС содержат отдельные элементы перечисленных видов информационных источников и могут быть эффективно использованы при реализации различных подходов к обучению.

С учетом характера взаимодействия педагогов, обучаемых и родителей с электронными демонстрационными стендами в каталогах различают детерминированные и недетерминированные ЭДС.

Детерминированные ЭДС являются образовательными ресурсами, параметры, содержание и способ взаимодействия с которыми определены разработчиком и не могут быть изменены пользователями.

Недетерминированные ЭДС являются образовательными ресурсами, параметры, содержание и способ взаимодействия с которыми прямо или косвенно устанавливаются педагогами, администрацией, обучаемыми или родителями в соответствии с их интересами, целями, потребностями, уровнем подготовки и т.п. Все изменения производятся на основе информации и с помощью технологий, определенных разработчиком.

Также можно выделить следующие типы ЭДС:

· размещенные в сети Интернет;

· размещенные на оптических носителях.

Содержание на дисках виртуальных лабораторий, инструментов, интерактивных заданий, автоматической проверки результатов решения, богатого теоретического материала позволят научиться уверенно решать различные задания по различным дисциплинам школьного курса.

В настоящее время современный учитель сам является автором электронный демонстрационных стендов. Используя программные средства каждому предоставляется возможность создать свой ЭДС по своему предмету и использовать в дальнейшем при обучении.

Таким образом, из рассмотренных классификаций можно выделить электронные демонстрационные стенды по образовательно-методическим возможностям, которые включают в себя электронные учебники, электронные учебные пособия, электронные УМК, электронные издания контроля. Эту классификацию можно использовать при планировании урока, на различных его этапах: объяснение нового материала, выполнение практического задания, проверка знаний и т.д.

Современные информационные технологии требуют от всех учебных заведений внедрения новых подходов к обучению, обеспечивающих развитие коммуникативных, творческих и профессиональных знаний, потребностей в самообразовании. Внедрение информационных технологий в учебный процесс школы переходит на новый этап - внедрение мультимедийных учебных материалов, таких как электронные демонстрационные стенды. В Казахстане создано большое количество разнообразных информационных ресурсов, которые существенно повысили качество учебной и научной деятельности. Идея электронных демонстрационных стендов заключается в использовании различных способов подачи информации, включение в программное обеспечение видео- и звукового сопровождения текстов, высококачественной графики и анимации позволяет сделать программный продукт информационно насыщенным и удобным для восприятия, стать мощным дидактическим инструментом, благодаря своей способности одновременного воздействия на различные каналы восприятия информации.

Можно выделить следующие задачи использования ЭДС:

1) Помощь преподавателю при подготовке к уроку:

· компоновка и моделирование урока из отдельных цифровых объектов;

· большое количество дополнительной и справочной информации - для углубления знаний о предмете;

· эффективный поиск информации в комплекте цифровых образовательных ресурсов;

· подготовка контрольных и самостоятельных работ (возможно, по вариантам);

· подготовка творческих заданий;

· подготовка поурочных планов, связанных с цифровыми объектами;

· обмен результатами деятельности с другими учителями через Интернет.

2) Помощь преподавателю при проведении урока:

· демонстрация подготовленных цифровых объектов через мультимедийный проектор;

· использование виртуальных лабораторий и интерактивных моделей набора в режиме фронтальных лабораторных работ;

· компьютерное тестирование учащихся и помощь в оценивании знаний;

· индивидуальная исследовательская и творческая работа учащихся с электронными демонстрационными стендами на уроке.

3) Помощь учащемуся при подготовке домашних заданий:

· повышение интереса у учащихся к предмету за счет новой формы представления материала;

· автоматизированный самоконтроль учащихся в любое удобное время;

· большая база объектов для подготовки выступлений, докладов, рефератов, презентаций и т.п.;

· возможность оперативного получения дополнительной информации энциклопедического характера;

· развитие творческого потенциала учащихся в предметной виртуальной среде;

· помощь учащемуся в организации изучения предмета в удобном для него темпе и на выбранном им уровне усвоения материала в зависимости от его индивидуальных особенностей восприятия;

· приобщение школьников к современным информационным технологиям, формирование потребности в овладении информационными технологиями и постоянной работе с ними.

Обозначим общие требования к современным электронным демонстрационным стендам, которые должны:

· соответствовать содержанию учебника;

· ориентироваться на современные формы обучения, обеспечивать высокую интерактивность и мультимедийность обучения;

· обеспечивать возможность уровневой дифференциации и индивидуализации обучения, учитывать возрастные особенности учащихся и соответствующие различия в культурном опыте;

· предлагать виды учебной деятельности, ориентирующие ученика на приобретение опыта решения жизненных проблем на основе знаний и умений в рамках данного предмета;

· обеспечивать использование как самостоятельной, так и групповой работы;

· содержать варианты учебного планирования, предполагающего модульную структуру;

· основываться на достоверных материалах;

· превышать по объему соответствующие разделы учебника, не расширяя, при этом, тематические разделы;

· полноценно воспроизводиться на заявленных технических платформах;

· обеспечивать возможность параллельно использовать с ЭДСами другие программы;

· обеспечивать там, где это методически целесообразно, индивидуальную настройку и сохранение промежуточных результатов работы;

· иметь, там, где это необходимо, встроенную контекстную помощь;

· иметь удобный интерфейс.

Цифровые образовательные ресурсы не должны:

· представлять собой дополнительные главы к существующему учебнику/УМК;

· дублировать общедоступную справочную, научно-популярную, культурологическую и т.д. информацию;

· основываться на материалах, которые быстро теряют достоверность (устаревают).

Рассмотрим некоторые примеры использования ЭДС на разных этапах урока.

ЭДС на этапе актуализации знаний: эффективно использовать электронные тесты.

Использование тестов дает возможность оценивать уровень соответствия сформированных знаний, умений и навыков, учащихся на уроках информатики и позволяет педагогу скорректировать учебный процесс. Можно выделить несколько различных типов тестов:

· тесты с выбором одного варианта ответа;

· тесты с выбором нескольких вариантов ответов;

· тесты на исключение лишнего слова в ряду ответов;

· тесты с однозначным ответом (да/нет);

· тесты с открытым ответом;

· тесты на соответствие;

· тесты на расположение вариантов ответа в последовательности.

Одна из форм использования теста - это тестовые оболочки, в который используется заранее приготовленный тестовый материал. Примеры свободно распространяемых тестовых оболочек: SyperTest, HyperTest, MyTest и др.

Выбор формы создания теста зависит от типов тестовых заданий, т.к. в различных программных средствах разные возможности по формированию определенного типа тесовых заданий.

Использование электронных тестов очень удобно со стороны экономии времени, быстрой проверки знаний, получения результатов тестирования сразу после его проведения.

Благодаря своему функционалу тесты могут использоваться и на других этапах урока.

ЭДС на этапе объяснения нового материала: электронные учебники; мультимедийные презентации; учебные видеофильмы.

Электронные учебники позволяют экономить время на поиске информации благодаря гипертекстовому содержанию, также позволяют осуществить проверку сразу после изучения материала. Электронные учебники можно использовать как уже существующие, так и создавать самим компонуя необходимый материал. Бесплатные программы для создания электронных учебников и пособий: eBook Maestro, СhmBookСreator, eBooksWriter Lite и др.

Презентации и видеофильмы служат наглядностью во время подачи материала. Можно использовать на различных этапах уроках. Активно используется для создания презентаций программа PowerPoint, также PowerPoint можно использовать для создания электронного учебника.

ЭДС на этапе закрепления и совершенствования знаний, умений и навыков. При закреплении многих тем курса информатики ЭДС, представленные в виде различных игровых и учебных миров позволяют эффективно провести закрепление учебного материала в свободной форме. Примеры таких миров - «Мир информатики», «Роботландия» и т.п.

Для контроля и оценки знаний, умений и навыков можно использовать ЭДС следующим образом:

· тестирование (Тестирование применяется на всех этапах учебного процесса, с его помощью эффективно обеспечиваются предварительный, текущий, тематический и итоговый контроль знаний, умений, учет успеваемости.);

· проектная деятельность (Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. Учащиеся, выполняя проекты на уроках информатики, выполняют определенные алгоритмы действий, упражнения. В зависимости от целей учебного проекта можно использовать различные программные средства, например: при изучении темы "Графика" можно предложить учащимся использовать для создания проекта такие программы как Paint, СorelDraw и др.; также для создания и представления различных проектов предложить использовать PowerPoint и др.);

· программы-тренажёры (эффективно использовать различные тренажеры при изучении темы «Алгоритмизация и программирование», например, тренажёры Машина Поста и Машина Тьюринга);

· интерактивные задания (Использование различных заданий, например: ребусы, кроссворды, загадки, реализуя их в различных программных средах).

Методика использования программных продуктов и медиаресурсов учителем на отдельных уроках определяется теми конкретными педагогическими задачами, которые он ставит и пытается решить в рамках различных типов уроков учебного предмета «Информатика». Следует отметить, что решение совокупности педагогических задач возможно лишь при комплексном использовании различных видов программных средств. Различные типы уроков информатики предполагают и различные модели использования компьютерной техники в образовательном процессе (демонстрационный компьютер, компьютерный класс, медиацентр (медиатека) общеобразовательного учреждения).

1.2 Основные формы электронных демонстрационных стендов

Как и в создании любых сложных систем, при подготовке электронного демонстрационного стенда решающим для успеха является талант и мастерство авторов. Тем не менее, существуют устоявшиеся формы электронных демонстрационных стендов, точнее, конструктивных элементов, из которых может быть он построен.

Тест - внешне, это простейшая форма подготовке электронного демонстрационного стенда. Основную сложность составляет подбор и формулировка вопросов, а также интерпретация ответов на вопросы. Хороший тест позволяет получить объективную картину знаний, умений и навыков, которыми владеет учащийся в определенной предметной области.

Энциклопедия - это базовая форма подготовки электронного демонстрационного стенда. На содержательном уровне термин энциклопедия означает, что информация, сконцентрированная в подготовке электронного демонстрационного стенда, должна быть полной и даже избыточной по отношению к стандартам образования.

Задачник в электронном демонстрационном стенде наиболее естественно осуществляет функцию обучения. Учащийся получает учебную информацию, которая необходима для решения конкретной задачи. Главная проблема - подбор задач, перекрывающих весь теоретический материал.

Креативная среда. Современные электронные демонстрационные стенды должны обеспечивать творческую работу учащегося с объектами изучения и с моделями систем взаимодействующих объектов. Именно творческая работа, лучше в рамках проекта, сформулированного преподавателем, способствует формированию и закреплению комплекса навыков и умений у учащегося. Креативная среда позволяет организовать коллективную работу учащихся над проектом.

Авторская среда. Электронный демонстрационный стенд должен быть адаптируем к учебному процессу. Такая среда, например, обеспечивает включение дополнительных материалов в электронную энциклопедию, позволяет пополнять задачник, готовить раздаточные материалы и методические пособия по предмету. Фактически, это подобие инструмента, с помощью которого создается сам электронный демонстрационный стенд.

Невербальная среда. Традиционно электронные демонстрационные стенды вербальны по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий. Но в электронном демонстрационном стенде возможно реализовать методический прием «делай как я». Такая среда наделяет электронный демонстрационный стенд чертами живого учителя.

Перечисленные формы электронных демонстрационных стендов могут быть реализованы в виде отдельных электронных демонстрационных стендов либо сгруппированы в рамках единого ансамбля. Все зависит от замысла «автора». Автор должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных демонстрационных стендов.

1.3 Область применения электронного демонстрационного стенда

Использование электронного демонстрационного стенда в обучении позволяет преподавателю на этапе первичного взаимодействия активно включить учащихся в учебный процесс и, создавая внешние предпосылки для формирования мотивов учения при работе с электронным демонстрационным стендом, поддержать интерес к изучаемой дисциплине. Внешняя мотивация учебно-познавательной деятельности обучаемого не характеризуется продолжительной устойчивостью. Задача преподавателя заключается в преобразовании внешних мотивов обучения, провоцируемых специфическими свойствами компьютера, во внутренние потребности учащегося, опирающиеся на содержательную составляющую электронного демонстрационного стенда.

Основная задача электронного демонстрационного стенда на этапе получения новых знаний заключается в привлечении в процесс обучения иных, нежели традиционный учебник, возможностей человеческого мозга, в частности, слуховой и эмоциональной памяти, с целью максимального облегчения понимания и запоминания наиболее существенных понятий, утверждений и примеров. Основные фрагменты учебника или темы наряду с текстом и иллюстрациями содержат аудио- или видеозапись лекторского изложения материала. Лектор дает свое понимание изучаемого предмета, расставляет необходимые смысловые акценты, которые трудно бывает передать в обычном учебнике. Текстовая часть сопровождается многочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поиска необходимой информации, а также мощным поисковым центром и индексом.

Учебно-познавательные действия обучающихся при работе с электронным демонстрационным стендом связанны с переформулированием учебного материала, его критическим осмыслением, поиском рационального способа принятия решения, сравнения и сопоставления вариантов, реального проектирования, разбора нестандартных производственных ситуаций и других видов учебной деятельности.

Электронные демонстрационные стенды создают базу для образования по-новому. Создав централизованный фонд, доступ к которому свободен по сети Internet, и накапливая базу электронных учебных пособий, можно будет перейти к систематическому компьютерному образованию по любой форме дистанционного образования. Тогда каждый преподаватель сможет произвести выбор одного или несколько электронных демонстрационных стендов, которые он желал бы использовать в своей работе.

Технические возможности персонального компьютера, если компьютер используется как обучающее средство, позволяют: активизировать учебный процесс, индивидуализировать обучение, повысить наглядность учебного материала, сочетать теоретические знания с закреплением практических навыков, повысить и поддерживать интерес учащихся к обучению.

Электронные демонстрационные стенды применимы и для стандартной формы обучения, как прекрасный иллюстративный материал. В связи с этим, все меньше остается преподавателей, отрицающих пользу новых информационных технологий. Образование меняется и качественно. Степень восприятия теперь определяется не только качеством электронного демонстрационного стенда, но и способностью обучающегося учиться.

Исключительно высокая степень наглядности представленного материала в электронном демонстрационном стенде, взаимосвязь различных компонентов, комплексность и интерактивность делают программы незаменимыми помощниками, как для обучаемых, так и для обучающих.

При создании электронного демонстрационного стенда используется современная компьютерная информационная технология - мультимедиа, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию. Комплексные занятия с привлечением аудиовизуальных материалов, представленных на компьютере, создают условия для расширения диапазонов видов образовательной деятельности обучающих, стимулируют их способности к образованию и самообразованию.

Поскольку электронные демонстрационные стенды воспринимается с экрана, то оно имеет свои особенности.

1. На экране текст располагается во фрейме. Вместо фреймов можно использовать всплывающие окна, где размещаются рисунки, списки определений, указатели, комментарии;

2. Для лучшего понимания, усвоения и запоминания материала необходимо использовать технические возможности: анимацию, звук, цвет, иллюстрации. Включение специальных фрагментов помогут смоделировать сложные физические и технические процессы;

3. Главы должны быть более короткими по сравнению с книжными, их необходимо разбивать на дискретные фрагменты, которые содержат один узкий вопрос. Как правило, такой фрагмент состоит из двух-трех абзацев;

4. Необходимо, чтобы в одном из фреймов постоянно было оглавление книги, что позволяет, не листая страницы, быстро переходить к нужному разделу или фрагменту и также быстро возвращаться назад;

5. Необходимо выделять ключевые слова, термины, имена, чтобы, щелкая по ним кнопкой мыши, вызывать гиперссылки с объяснениями значений этих слов или комментарием на экран компьютера;

6. Использовать колонтитулы или заголовки на каждой электронной странице, чтобы учащийся не терял ориентации в учебнике.

При создании электронного демонстрационного стенда необходимо учитывать все совокупность приемов, методов, способов продуцирования графической и аудиовизуальной информации с учетом воспроизведения электронных изданий с локального носителя, локальной сети или из образовательных сайтов Всемирной паутины. В частности, необходимо помнить, что во всех случаях текстовой материал больших объемов желательно публиковать в обычных бумажных изданиях. На экране рекомендуется представлять минимум текстовой информации.

В разрабатываемых электронных демонстрационных стендах необходимо:

* ориентироваться на современные формы обучения, обеспечивая при этом совместимость с традиционными учебными материалами, в полном соответствии с документами, регламентирующими содержание образования;

* учитывать возрастные психолого-педагогические особенности учащихся;

* в максимальной степени использовать преимущества аудиовизуального представления учебных материалов: наблюдаемых и скрытых, реальных и воображаемых элементов, объектов, явлений, процессов;

* использовать возможности компьютерного моделирования в предметной области, а также моделирования реальной окружающей среды и естественного поведения в ней обучаемого.

Дидактические требования к электронным демонстрационным стендам.

1. Требование научности означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, с учетом последних научных достижений. Процесс усвоения учебного материала с помощью электронного издания должен строиться в соответствии с современными методами научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, метод моделирования, в том числе и математического, а также метод системного анализа.

2. Требование доступности означает необходимость определения степени теоретической сложности и глубины изучения учебного материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся. Недопустима чрезмерная усложненность и перегруженность учебного материала, при котором овладение этим материалом становится непосильным для обучаемого.

3. Требование проблемности обучения обусловлено самой сущностью и характером учебно-познавательной деятельности. Когда учащийся сталкивается с учебной проблемной ситуацией, требующей разрешения, его мыслительная активность возрастает. Уровень этой активности может быть значительно выше при работе с электронными изданиями, чем при использовании традиционных учебников и пособий.

4. Требования наглядности обучения означает необходимость учета чувственного восприятия изучаемых объектов, их макетов или моделей и их личное наблюдение учащимся. Требования наглядности в электронных изданиях реализуется на принципиально новом, более высоком уровне. Распространение систем виртуальной реальности позволит в ближайшем будущем говорить не только о наглядности, но и о полисенсорности обучения.

5. Требования самостоятельности и активизации обучаемого предполагает самостоятельных действий, учащихся при работе с учебником, четкое понимание конечных целей и задач учебной деятельности. Поэтому в электронных изданиях должна прослеживаться четкая модель деятельности учащихся. Мотивы его деятельности должны быть адекватны содержанию учебного материала. Для повышения активности обучения необходимо вводить в электронное издание разнообразные вопросы, предоставлять обучаемому возможность выбора пути усвоения материала, возможность управлять ходом событий. электронный демонстрационный стенд слайд

6. Требования системности предполагает последовательность усвоения учащимся определенной системы знаний в изучаемой предметной области. Необходимо, чтобы знания, умения и навыки формировались в определенной системе, в строго логическом порядке и находили применение в жизни.

Для этого необходимо:

* предъявлять учебный материал в систематизированном и структурированном виде;

* учитывать, как ретроспективы, так и перспективы формируемых знаний, умений и навыков при организации каждой порции учебной информации;

* учитывать меж предметные связи изучаемого материала;

* тщательно продумывать последовательность подачи учебного материала и его воздействия при усвоении, аргументировать каждый шаг по отношению к обучающемуся;

* строить процесс получения знаний в последовательности, определяемой логикой обучения;

* обеспечивать связь информации в электронных изданиях с практикой путем увязывания содержания и методики обучения с личным опытом обучающегося, подбором примеров, создания содержательных игровых моментов, предъявления заданий практического характера, экспериментов, моделей реальных процессов и явлений.

Требования к электронным демонстрационным стендам, применяемым на отдельных видах учебных занятий.

1. Электронный демонстрационный стенд, применяемый на лекциях, предоставляют педагогу средства (видеоизображения, анимацию, звук), с помощью которых можно демонстрировать и объяснять сложные явления и процессы.

2. Электронный демонстрационный стенд, применяемый на лабораторных занятиях, должны содержать материал, дающий возможность для самостоятельной работы учащихся. В них должны быть моделирующие компоненты, создающие виртуальные лаборатории, позволяющие изучать различные явления или процессы в ускоренном или замедленном масштабе времени. Электронный демонстрационный стенд, применяемый на лабораторных работах, должны также содержать встроенные средства автоматизации контроля знаний, умений и навыков обучаемых.

3. Электронный демонстрационный стенд, применяемый на практических занятиях, должны предоставлять обучаемому сведения о теме, цели и порядке проведения занятий, контролировать знания каждого обучаемого, выдавать обучаемому информация о правильности ответа; предъявлять необходимый теоретический материал или методику решения задач; оценивать знания обучаемых, осуществлять обратную связь в режиме педагог - цифровой образовательный ресурс - обучаемый.

4. Содержание и структура электронного демонстрационного стенда, применяемых в ходе самостоятельной работы обучаемых, должны соответствовать учебной программе изучаемой дисциплины с одновременной ориентацией на углубленное изучение теории. Такие электронные издания должны иметь более детальную систему контекстно-зависимых справок, комментариев, подсказок.

Структура электронного демонстрационного стенда определяется тем, что, в основном, электронный демонстрационный стенд используются для организации самостоятельной работы обучаемых и должны четко определять, какие именно разделы и в какой последовательности должны быть изучены и взаимосвязаны между собой. Должны быть учтены последовательности изучаемого материала: теоретическая часть, практическая, контрольные задания, демонстрации и материалы для дополнительного образования.

Любой электронный демонстрационный стенд должно включать в себя следующие обязательные компоненты:

* средства изучения теоретических основ дисциплины;

* средства поддержки практических занятий;

* средства контроля знаний;

* средства взаимодействия между учителем и учащимися;

* методические рекомендации по изучению дисциплины;

* средства управления процессом изучения дисциплины.

При этом электронный демонстрационный стенд должен отвечать следующим требованиям:

* четкая структуризация предметного материала;

* наличие рекомендаций по изучению дисциплины;

* компактность представленного информационного материала;

* графическое оформление и наличие иллюстративного материала;

* включение промежуточного и текущего контроля знаний.

Электронные демонстрационные стенды рассчитаны, прежде всего, на заочную форму обучения. Поэтому оно, кроме основного текста, содержит справочный материал, необходимый для самостоятельной работы. Для такого издания важно наличие гиперссылок, включающие в себя дополнительный текст, указатели, списки определений, мультимедиа.

Схема структуры выглядит следующим образом:

Автор> Заглавие книги> Аннотация> Поисковые атрибуты в сети Интернет> Предисловие> Введение> Основной текст> Заключение> Справочный аппарат> Основа издания> Основные понятия> Вопросы> Тесты> Дидактический аппарат (Гиперссылки)> Приложения> Примечания> Комментарии> Дополнительный текст (Гиперссылки)> Глоссарий> Указатели> Библиографический список> Справочный аппарат (Гиперссылки)> Оглавление> Поисковый аппарат издания (Гиперссылки).

В электронное издание могут входить следующие элементы:

* Атрибуты поиска в сети Интернет.

* Знак авторского права.

* Основа издания.

* Дополнительный текст.

* Справочный аппарат.

* Дидактический аппарат.

* Поисковый аппарат издания.

* Иллюстрации.

* Анимация.

* Звук.

* Видео.

1.4 Общие сведения о персональном компьютере

Персональный компьютер -- машина для проведения вычислений, ввода, вывода, хранения и передачи информации.

При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по заранее определённому алгоритму. Кроме того, компьютер при помощи программного обеспечения способен принимать, хранить и осуществлять поиск информации, выводить информацию на различные виды устройств вывода. Своё название компьютеры получили по своей основной функции -- проведению вычислений. В настоящее время функция вычислений для компьютеров становится второстепенной, и большинство компьютеров используются для обработки и управления информацией, а также игр.

Выполнение поставленных перед ним задач компьютер может обеспечивать при помощи перемещения каких-либо механических частей, движения потоков электронов, фотонов, квантовых частиц или за счёт использования эффектов от любых других хорошо изученных физических явлений.

Термин «компьютер» является синонимом аббревиатуры «ЭВМ» (электронной вычислительной машины).

После появления персональных компьютеров, термин ЭВМ в последствие практически вытеснен из употребления и заменен более удобным термином «компьютер».

Архитектура компьютеров может непосредственно моделировать решаемую проблему, максимально близко (в смысле математического описания) отражая исследуемые физические явления. Так, электронные потоки могут использоваться в качестве моделей потоков воды при моделировании дамб или плотин. Подобным образом сконструированные аналоговые компьютеры были обычны в 1960-х годах, однако сегодня стали достаточно редким явлением.

В большинстве современных компьютеров проблема сначала описывается в понятном им виде, при этом вся необходимая информация представляется в двоичной форме (в виде единиц и нулей), после чего действия по её обработке сводятся к применению простой алгебры логики. Поскольку практически вся математика может быть сведена к выполнению булевых операций, достаточно быстрый электронный компьютер может быть применим для решения большинства математических задач (а также и большинства задач по обработке информации, которые могут быть легко сведены к математическим).

Было обнаружено, что компьютеры всё-таки не могут решить любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом. Результат выполненной задачи может быть представлен пользователю при помощи различных устройств ввода-вывода информации, таких, как ламповые индикаторы, мониторы, принтеры, проекторы и т. п.

Начинающие пользователи и особенно дети зачастую с трудом воспринимают идею того, что компьютер -- просто машина и не может самостоятельно «думать» или «понимать» те слова, которые он показывает. Компьютер лишь механически отображает заданные программой линии и цвета при помощи устройств ввода-вывода. Человеческий мозг сам признаёт в изображённом на экране образы, числа или слова и придаёт им те или иные значения.

Рисунок 1 - скриншот из программы



2. Разработка электронного демонстрационного стенда

2.1 Этапы разработки электронного демонстрационного стенда

1. Выбор источников.

2. Заключение договоров с авторами о праве на переработку.

3. Разработка оглавления и перечня понятий (индекса).

4. Переработка текстов в модули по разделам и создание Help.

5. Реализация гипертекста в электронной форме.

6. Разработка компьютерной поддержки.

7. Отбор материала для мультимедийного воплощения.

8. Разработка звукового сопровождения.

9. Реализация звукового сопровождения.

10. Подготовка материала для визуализации.

11. Визуализация материала.

На первом этапе разработки ЭДС целесообразно подобрать в качестве источников такие печатные и электронные издания, которые

· наиболее полно соответствуют стандартной программе,

· лаконичны и удобны для создания гипертекстов,

· содержат большое количество примеров и задач,

· имеются в удобных форматах (принцип собираемости).

На втором этапе заключения договоров из полученного набора источников отбираются те, которые имеют оптимальное соотношение цены и качества.

На третьем этапе разрабатывается оглавление, т.е. производится разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию, а также составляется перечень понятий, которые необходимы и достаточны для овладения предметом (двух- или трехуровневый индекс).

На четвертом этапе перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением, индексом и структурой модулей; исключаются тексты, не вошедшие в перечни, и пишутся те, которых нет в источниках; разрабатывается система контекстных справок (Help); определяются связи между модулями и другие гипертекстные связи. Таким образом, подготавливаются проект гипертекста для компьютерной реализации.

На пятом этапе гипертекст реализуется в электронной форме. В результате создается примитивное электронное издание, которое уже может быть использовано в учебных целях. Многие именно такое примитивное ЭИ и называют электронным демонстрационным стендом. Оно практически не имеет шансов на коммерческий успех, потому что студенты не будут его покупать.

На шестом этапе разрабатывается компьютерная поддержка: определяется, какие математические действия в каждом конкретном случае поручаются компьютеру и в какой форме должен быть представлен ответ компьютера; проектируется и реализуется ИЯ; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра ЭДС для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ). В результате создается работающий электронный демонстрационный стенд, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭДС может распространяться на коммерческой основе. Интеллектуальное ядро целесообразно сделать так, чтобы его можно было заменять на более мощный компьютерный пакет типа DERIVE, Reduce, MuPAD, Maple V и т.п.

Теперь электронный демонстрационный стенд готов к дальнейшему совершенствованию (озвучиванию и визуализации) с помощью мультимедийных средств.

На седьмом этапе изменяются способы объяснения отдельных понятий и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными материалами.

На восьмом этапе разрабатываются тексты звукового сопровождения отдельных модулей с целью разгрузки экрана от текстовой информации и использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.

На девятом этапе разработанные тексты звукового сопровождения записываются на диктофон и реализуются на компьютере.

На десятом этапе разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от текстовой информации и использования эмоциональной памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.