Разработка электронного учебника по Информатике
Концептуальные основы разработки электронного учебника на основе гипертекстовых технологий. Архитектура учебного пособия. Этапы построения электронного учебника "Информатика" и его структура. Анализ практического использования электронного учебника.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.05.2012 |
| Размер файла | 104,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Структурные единицы, не имеющие подчиненных, называются кадрами, страницами, статьями или экранами. Трактовку данных понятий в указанном смысле следует четко отличать от их интерпретации как форм представления структурных единиц информации (учебного материала), используемых инструментальными средствами. Во втором значении они соотносятся с реализациями любых вершин, а не только листьев. Например, раздел может быть представлен в виде страницы, содержащей информационную часть (введение и заключение) и совокупность ссылок на подчиненные подразделы.
Отношения второго типа определяются на множествах соподчиненных вершин, т.е. вершин одного иерархического уровня, имеющих на предыдущем уровне общую подчиняющую вершину, и служат для описания порядка предъявления пользователю соответствующих структурных единиц (последовательности переходов или навигации по учебному материалу). В некоторых реализациях такие отношения называются просмотровыми последовательностями. На рисунке они обозначены гиперребрами.
Отношения третьего типа являются семантическими (ассоциативными). Они связывают пары структурных единиц учебного материала, содержания которых обладают смысловой корреляцией. Часто такие отношения называют гиперссылками или гиперсвязями. Они показаны тонкими стрелками, отражающими направления переходов между вершинами. Как правило, подобные отношения двунаправлены.
Нетрудно заметить, что отношения первого типа образуют древовидную структуру, а отношения третьего типа - сетевую. Структура, порождаемая отношениями второго типа, может быть разной. В одних случаях это линейная последовательность связей между вершинами, в других - сложная разветвленная структура [5, с. 198].
Двойные стрелки (рисунок 3) обозначают ссылки на УТЗ и внешние КСО. Соответствующие отношения, по сути, являются ассоциативными, но, в отличие от отношений третьего типа, вторым коррелятом в них выступает внешний применительно к учебному материалу объект. Таким образом, эти отношения определяются на трех множествах: структурных единиц учебного материала, УТЗ и внешних КСО.
Ссылки на УТЗ исходят из кадров (т.е. листьев). Связь, ведущая к УТЗ, служит для вызова МОРУТЗ для выполнения этой задачи с целью закрепления или проверки знаний, приобретенных при изучении данного кадра. В свою очередь, УТЗ ссылаются на кадры. Эти связи специфицируют учебный материал, знание которого необходимо для выполнения УТЗ, и используются для перехода к соответствующим вершинам в случаях ошибок и затруднений.
Отличия отношений кадры - УТЗ и УТЗ - кадры обусловлены не только их направленностью. Если для выполнения УТЗ требуется знание учебного материала, представляемого в нескольких кадрах, то ссылка на эту задачу реализуется в последнем кадре просмотровой последовательности (рис. 4). Такая логика вытекает из общих принципов работы с учебным материалом, согласно которым при навигации по нему в прямом направлении выход на какой-либо кадр предполагает, что содержание предыдущих кадров изучено. На отношения УТЗ - кадры подобное ограничение не накладывается, и они связывают УТЗ со всеми кадрами, включающими фигурирующий в ней учебный материал, а не только с кадром, вызывающим данную задачу.
Как и структурные единицы учебного материала, УТЗ могут включать ссылки на внешние КСО и внешние программные модули.
Собственно на множестве УТЗ задаются три отношения эквивалентности, определяющие его разбиения на классы по тематике, типам и сложности задач (рисунок 5). Тематические классы соответствуют делению учебного материала на одном из промежуточных иерархических уровней (как правило, уровне разделов). В принципе разбиение на них можно осуществить на основе отношений УТЗ - кадры и иерархических структурных отношений на множестве структурных единиц учебного материала. Тематические классы обеспечивают структуризацию множества УТЗ, используемую при прямом доступе к нему, т.е. обращении к: задачам не по ссылкам из кадров, а по наименованиям соответствующих подмножеств (разделов) [5, с. 179]
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 5. Отношения эквивалентности, определяющие разбиения на классы по тематике и типам сложности задач
Рассмотренные отношения могут быть ситуативными. Ситуативность означает, что отношение задается не жестко, а меняется (активируется и деактивируется) модулем настройки в соответствии с текущим уровнем подготовленности обучаемого, его индивидуальными особенностями и задачами, поставленными перед ним в ЭИЗО. Ситуативный характер отношений, определяющих разбиения на классы множества УТЗ, и отношений УТЗ - кадры обусловливается вариативностью состава используемых УТЗ, регулируемого модулем настройки (изменение объема множества, на котором задано отношение, может повлечь изменение этого отношения).
1. Современный учебный процесс обязательно должен использовать компьютерные средства обучения и электронные учебники в том числе;
2. Электронный учебник может быть использован на пассивном и активном уровнях применения информационных технологий в учебном процессе;
3. При разработке электронного учебника целесообразно использовать гипертекстовые технологии;
4. Основными отличительными особенностями электронного учебника на основе гипертекстовых технологий от традиционного являются:
- нелинейная структура;
- возможность закладывать в учебник траекторию изучения материала;
5. Архитектура электронного учебника на основе гипертекстовых технологий соответствует обобщенной архитектуре электронного учебника и может быть изменена в соответствии с содержанием и областью применения конкретного электронного учебника.
2. Создание электронного учебника «Информатика»
2.1 Этапы построения электронного учебника «Информатика»
Постепенное наращивание парка вычислительной техники в быту делает перспективной отрасль деятельности, связанной с разработкой и внедрением, как электронных учебников, так и технологий обучения «без преподавателя». В отличие от обычного (бумажного) учебника электронный учебник может и должен обладать «несколько большим интеллектом», поскольку компьютер может имитировать некоторые аспекты деятельности преподавателя (подсказывать в нужном месте в нужное время, дотошно выяснять уровень знаний и т.п.). Он должен содержать весь необходимый (и даже более) учебный материал по определенной дисциплине. Только наличие полного учебного материала по дисциплине может обеспечить успешное обучение по электронному учебнику. Наличие же «интеллектуальных аспектов» в электронном учебнике не только компенсирует его недостатки (использование только на компьютере), но и дает ему значительные преимущества перед бумажным вариантом (быстрый поиск необходимой информации, компактность, дешевизна и т.д.). Электронный учебник может быть, с одной стороны, в значительной степени автономным, а с другой стороны - может отвечать некоторым стандартам по своей внутренней структуре и форматам содержащихся в них информационных данных, что обеспечит возможность легко и быстро набирать необходимый комплект учебников, связанных в единую обучающую систему.
Создание электронных учебников основывается на двух компонентах: методически обработанном контенте и информационных технологиях создания учебника.
При подборе контента эффективно опираться на человеческие знания в целом и каждого отдельного индивидуума имеют сложную иерархическую структуру, подобную структуре материального мира.
Как структура материи от элементарных частиц восходит к сложным объектам окружающего нас мира, точно также и знания, основываясь на самых простейших понятиях, восходят до сложнейших понятий, ранее не известных закономерностей окружающего нас мира (открытий).
Процесс обучения можно рассматривать, как происходящий в одном человеке, но в главном ничем не отличающийся от приобретения знаний человечеством. Главное отличие - эхо ограниченность и определенность знаний при их изучении, в отличие от безграничности и непредсказуемости знаний о природе.
При изучении дисциплины происходит изучение новых понятий на основе уже известных. В целом, весь процесс обучения в школе строится по такому же принципу от основополагающих понятий и дисциплин к более сложным.
Обучение начинается с задания обучаемому цели обучения - изучаемой темы. Учебное пособие должно выдать все неизвестные обучающемуся знания по этой теме.
Предполагается, что учебный материал представлен множеством понятий. Для определения понятия необходимо знание других понятий, непосредственно с помощью которых, определяется изучаемое понятие (Например: чтобы изучить понятие команды, необходимо прежде изучить следующие понятия - адрес, операция, операнд, результат).
Между понятиями существует отношение включения. Каждому понятию, соответствует некоторое подмножество понятий, с помощью которых оно определяется и с которыми находится в отношении включения. Отношение включения является частично упорядоченным [38, с. 232]. Оно определяет частично упорядоченное множество понятий. Это отношение обусловливает разбиение всех понятий на подмножества (уровни знаний).
Нижний уровень составляют базовые знания. Понятия этого уровня предполагаются известными обучающемуся, и не требуют дальнейшего определения. На основе этого уровня определяются понятия на уровень выше.
На основе понятий этих уровней определяется следующий уровень понятий и так далее. Разбиением понятий дисциплины на группы и уровни создается модель знаний по дисциплине - семантическая сеть.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 6. Фрагмент семантической сети учебника «Информатика»
1.1. Информация как бытовое понятие;
1.2. Процессы;
1.3. Исторические сведения о передаче и хранении информации;
1.4. Виды и свойства объекта;
1.5. Основные понятия об электрическом токе;
2.1. Понятие информации;
2.2. Информационные процессы;
2.3. Носители информации;
2.4. Виды и свойства информации;
2.5. Логические операции;
2.6. Логические элементы;
3.1. Персональный компьютер;
3.2. Основы работы ЭВМ.
Разработка семантической сети является творческим процессом. Поэтому, аналогично тому, как после составления программы она требует отладки, так и вновь созданная семантическая сеть требует анализа и оптимизации.
Качество разработанной семантической сети можно оценить с помощью ряда показателей [14, с. 4] используемых для оценки качества данных:
- достоверность;
- кумулятивность;
- противоречивость.
Под кумулятивностью понимается свойство данных небольшого объема достаточно полно (точно) отображать действительность.
Достоверность - степень безошибочности данных.
Противоречивость - это отсутствие двух взаимоисключающих понятий.
Приведенные показатели позволяют оценить наличие явных ошибок в сети.
Обучающийся стремится изучить заданные ему темы с наибольшем пониманием и «в кротчайшие сроки». Поэтому, разработанную сеть, после ее анализа и доработки необходимо оптимизировать, так чтобы время изучения было минимально, а понимание наиболее глубоким.
Для уменьшения времени изучения необходимо оптимизировать семантическую сеть, таким образом, чтобы потребовалось меньше анализа знаний (тестирования) и сократить (если это возможно, без нарушения понимания) число понятий. Для этого существуют следующие способы:
- замена определения понятия на более простое (с меньшим числом понятий, для объяснения основного понятия);
- если одно и тоже понятие используется для объяснения нескольких понятий одного уровня, то можно обойтись одним его тестированием, а в других случаях уже брать готовый результат;
- путем сокращения типов понятий, объясняющих понятия более высокого уровня.
Следует отметить, что оптимизация не является формальной процедурой. После оптимизации, вследствие возможности привнесения человеком ошибок - семантическую сеть целесообразно проанализировать.
Этапы проектирования учебного пособия приведены на рисунке 7.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 7. Этапы проектирования электронного учебника
2.2 Структура электронного учебника «Информатика»
Рассмотрим внешнюю структуру учебника, т.е. те его элементы, которые видит пользователь. Наш учебник ориентирован ан самостоятельную актуализацию знаний и самостоятельное изучение дисциплины. Его ценность, конечно же, прежде всего в тематическом содержании. Содержание учебника в дальнейшем послужит обучающемуся базовыми знаниями, которые он должен подтвердить при преподавателе (что наиболее вероятно). Поэтому надо чтобы в нем один и тот же содержательный материал был представлен в трех видах:
1) изложение в виде текста, рисунков, таблиц, графиков и т.п. (т.е. в обычном «книжном» виде, хотя здесь могут присутствовать и элементы не свойственные бумажным учебникам, такие как анимация, видеовставки, звуковые фрагменты, возможность поиска информации по фрагменту текста);
2) схемокурс - сокращенное графическо-текстовое представление содержания учебника, помогающее понять структуру учебного материала, идеи, заложенные в нем, и сопоставляющее отдельные фрагменты содержания учебника с некими графическими образами, способствующими ассоциативному запоминанию;
3) тестовая система самопроверки (самоконтроля) - содержание учебного материала в виде вопросов и ответов. Эта же база данных может быть использована для проведения промежуточного и итогового контроля знаний.
Такое тройное представление одного и того же материала создает хорошую повторяемость материала для его лучшего повторения и запоминания.
А теперь подробнее о структурных элементах учебника. В статье Иванова В.Л. «Структура электронного учебника» [23, с. 12] сказано, что учебник должен содержать:
- обложку;
- титульный экран;
- оглавление;
- аннотацию;
- полное изложение учебного материала (включая схемы, таблицы, иллюстрации, графики);
- краткое изложение учебного материала (возможно в виде схемокурса);
- по возможности дополнительную литературу, не только список, но и тексты;
- систему самопроверки знаний;
- систему рубежного контроля;
- функцию поиска текстовых фрагментов;
- список авторов;
- словарь терминов;
- справочную систему по работе с управляющими элементами учебника;
- систему управления работой с учебником.
Учебник может иметь:
- функцию закладки;
- функцию блокнота.
Стоит упомянуть еще об одном хорошем требовании к оформлению электронного учебника: все материалы учебника и его программное обеспечение должно содержаться на одном лазерном диске, обеспеченном автозапуском. На жестком диске пользователя могут находиться только данные и информация, которые создает сам пользователь [22, с. 12].
Теперь перейдем к описанию составных частей электронного учебника.
Обложка должна быть по возможности красочной. Для этого можно оформить ее с помощью графических вставок и фонов, анимации или видеовставок .
Наличие аннотации - это хороший тон при создании любого учебника. Аннотация может быть помещена непосредственно на обложке учебника.
Титульный экран содержит название учебника, информацию о вышестоящей организации, об авторских правах, об аттестованности учебника, о дате издания, об организации-разработчике учебника, о местоположении информации об авторах и т.п.
Содержание является очень важным структурным элементом электронного учебника. С одной стороны оно должно быть достаточно подробным, чтобы обеспечивать оперативный доступ к сравнительно небольшим содержательным частям учебника, а с другой стороны - максимально обозримым, т. е. занимать на один - два экрана.
Кроме того, содержание (приложение А) должно обеспечивать доступ:
1) к системе самопроверки знаний;
2) к системе рубежного контроля;
3) к функции поиска части содержания учебника по текстовому фрагменту;
4) к словарю терминов и определений;
5) к списку дополнительной литературы, а также иметь органы управления, позволяющие:
- переходить к любой части учебника;
- заканчивать работу с учебником;
- возвращаться к титульному листу.
Необходимое условие создания хорошего электронного учебника - наличие в нем полного учебного материала, а именно: текста, графиков, таблиц, иллюстраций, анимационных и видео вставок, звуковых фрагментов. На каждой странице учебника в явном виде должны быть представлены только текст, небольшие графические элементы, вставленные непосредственно в текст, краткое содержание текущей страницы, а также элементы управления процессом изучения материала.
Возможно, было бы правильнее размещать все графические составляющие содержания непосредственно по контексту, но, во-первых, это зачастую недостижимо (даже для бумажных учебников), а во-вторых, это в значительной степени ухудшает формализацию процедуры формирования учебника и, следовательно, уменьшает степень автоматизации его разработки. Все крупные графические элементы страницы по возможности должны размещаться таким образом, чтобы не загораживать ту часть текста, которая относится к их описанию (рисунок 12, рисунок 13), либо, используя гипертекстовые технологии, могут служить гиперссылками на полноэкранное изображение.
Электронный учебник может «сопровождаться» и бумажным учебным материалом, дублирующим содержание электронного учебника. Однако, при непосредственной работе с электронным учебником и, в частности, с системой самопроверки может появляться необходимость оперативно находить ответы на вопросы, интересующие обучающегося. Кроме того, наличие в нем полного учебного материала может сделать его совершенно достаточным для процесса обучения.
Наличие в тексте гиперссылок на различные термины и определения, на иллюстрации, таблицы, графики и т.п. делает такой учебник гораздо более удобным для процесса обучения, чем бумажный материал, а его компактность и сравнительная дешевизна делают его предпочтительным для обучающихся с помощью электронно-вычислительной техники.
Еще раз возвратимся к гиперссылкам. Под этим термином в учебнике будем подразумевать некое выделение в тексте (цветом, шрифтом, формой курсора при наезде курсора на область гиперссылки), которое дает возможность получить на экране дополнительную или поясняющую информацию, которые в данный момент не могут присутствовать на экране из-за его перегруженности основной информацией. Еще одна причина использования гиперссылок в тексте - это многократное обращение к одним и тем же информационным объектам из разных мест в учебнике. Возможно, использовать гиперссылки для переходов на другие страницы учебника, которые возможно также содержат гиперссылки с переходами на третьи страницы и т.д. Чтобы это «удобство» не нарушало последовательность изложения материала учебника разработчику необходимо продумать систему навигации учебника, содержание и организация которых должны провести обучающегося по некоторому заранее определенному маршруту усвоения знаний. При этом необходимо придерживаться требованиям уменьшения семантической нагрузки на наиболее удаленные гиперссылки, т.е. чем дальше гиперссылка, тем к меньшей порции информации она приводит. Гиперссылка расположенная в конце большой «ветви» системы гипертекста может содержать определение, рисунок, видеоролик на 10-15 секунд, а не целый раздел. Иначе обучаемый забудет цель переходов по системе гиперссылок. Предельным количеством гиперссылок в одной «ветви» считается четыре [22, с. 94].
Размещение полного учебного материала в электронном учебнике чревато большим количеством страниц. Если создавать каждую страницу с индивидуальным оформлением, то такая процедура разработки электронного учебника потребует массу времени, поэтому для страниц надо использовать шаблон единого дизайна. Если же ограничиться простым размещением текста в текстовых полях страниц, то такая процедура может быть достаточно просто автоматизирована. Кроме того, достаточно легко автоматизировать создание в тексте гиперссылок. Маленькие графические фрагменты могут быть помещены непосредственно в текст.
Для рядовой страницы учебника предлагается структура, в которой имеются: электронный гипертекстовый учебник пособие
- область отображения местоположения страницы в содержательной части учебника (номер страницы в учебнике или текущем подразделе, наименование учебной дисциплины, наименование раздела, наименование подраздела);
- одно или несколько текстовых полей. Желательно, чтобы эти поля не имели линеек прокрутки. Это затрудняет процесс чтения. Текст может включать небольшие графические вставки (формулы, графики, таблицы и т.п.). Текст в текстовых полях может содержать гиперссылки, шрифтовые и цветовые выделения и т.п.;
- область для краткого изложения учебного материала страницы (лучше в графическом виде - рисунка схемокурса);
- область для размещения органов управления на странице (кнопки перехода на предыдущую страницу, последующую страницу, в оглавление, вызова подсказки);
- большие иллюстрации и большие таблицы, относящиеся к тексту страницы хранятся либо в ресурсах учебника (если они вызываются на экран с разных страниц учебника) либо непосредственно на странице, но в скрытом виде и отображаются на экране через гиперссылки в тексте, либо с помощью специальных кнопок на текстовой странице.
Краткое изложение учебного материала имеет достаточно веские основания для существования в электронном учебнике наряду с полным учебным материалом. В последнее время стало модным представлять краткое содержание учебного материала в виде так называемого схемокурса, т.е. в графическо-текстовом виде, а точнее в виде структурных блок-схем.
Такое представление дает как бы другой ракурс для рассмотрения, изучаемого материала. Целесообразно на экране совмещать подачу полного учебного материала с соответствующим его кратким представлением. Естественно, что при этом накладываются довольно значительные ограничения на размер блок-схем. И, кроме того, текстовое поле с полным учебным материалом получается, как правило, с прокруткой, что может также является отрицательной чертой учебника. Зато наличие одновременно на экране и полного, и краткого содержания учебного материала позволяет изучать его как углубленно, так и быстро просматривать уже изученный материал для его повторения. Более того, такое размещение материала на странице позволяет автоматизировать процедуры внесения его в учебник.
Дополнительная литература может присутствовать не только в виде перечня. Предпочтительно иметь вместе с учебником на лазерном диске также и всю дополнительную литературу. Однако, этот вопрос весьма сложен не только из-за больших объемов информации, но и из-за проблем с соблюдением авторских прав.
В системе самопроверки знаний должно быть уделено особое внимание. Можно утверждать, что система самопроверки учебника должна быть всеохватывающей (конечно в пределах содержания учебника), хорошо контролирующей уровень знаний содержания учебника и одновременно обучающей. Сейчас же следует отметить, что система самопроверки знаний должна предоставлять обучающемуся все вопросы, имеющиеся в базе данных вопросов учебника, в форме, удобной как для их понимания, так и для ответа. Кроме того, система самопроверки должна оценивать качество каждого ответа, вести учет накопленного общего результата в ходе ответов на вопросы.
Наличие функции поиска текстовых фрагментов в учебнике совершенно обязательно. Принципы действия и интерфейс такой функции достаточно хорошо известны из множества системных и несистемных программ. Единственным дополнительным пожеланием является то, что такая функция должна допускать ввод довольно длинной строки символов или целого абзаца текста. В электронном учебнике «Информатика» функция запускается сочетанием клавиш Ctrl+F.
Список авторов, как правило, оформляется на отдельной странице учебника и содержит не только список авторов содержательной части учебника, но и список разработчиков его компьютерного варианта. На этой же страничке можно поместить полные реквизиты организации-разработчика учебника.
Наличие словаря терминов весьма желательно. Конечно, лучше дать все определения терминов с помощью гиперссылок в тексте, однако оформление любой гиперссылки связано с тем или иным ее выделением в тексте. Текст может оказаться чрезвычайно перегружен выделениями, поскольку в тексте могут присутствовать также и смысловые выделения и гиперссылки на иллюстрации, таблицы, графики и т.п. Чтение и осмысление такого текста будет весьма затруднено. Поэтому желательно оформить словарь терминов и определений на отдельной странице (или серии страниц). При этом, однако, необходимо обеспечить пользователю возврат из словаря терминов именно на тот же участок текста, с которого он обратился к словарю терминов. Обращение к словарю терминов необходимо оформить по кнопке, которая должна быть размещена на каждой странице учебного материала.
Справочная система по работе с управляющими элементами учебника может представлять собой текстовое поле с описанием всех экранных кнопок и наиболее общих способов манипулирования информацией с помощью указателя мыши и клавиатуры компьютера при изучении содержания учебника. Справочная система должна вызываться практически с любой страницы учебника и поэтому должна быть представлена на всех страницах учебника управляющей кнопкой на экране. Щелчок по кнопке должен вызывать на экран текстовое поле со справкой. Общепринято, что с экрана это текстовое поле убирается либо вторичным щелчком по вызывающей кнопке, либо щелчком непосредственно по самому текстовому полю.
Система управления работой с учебником представляет собой совокупность экранных кнопок и текстовых полей с пояснительными текстами, которые обеспечивают обучающемуся доступ ко всем частям информации учебника, а также выполнение необходимых действий при работе с системой самоконтроля. Основные требования к элементам управления - это привычная понятность, наличие на экране нужных подсказок в нужный момент и главное - минимальное (только необходимое) количество элементов управления на каждой странице. Следует помнить, что учебником зачастую могут пользоваться учащиеся, пока слабо владеющие вычислительной техникой. Поэтому система управления работой с учебником ни для кого не должна представлять трудностей. Перечислим только основные элементы управления:
- кнопки перехода из оглавления на начало темы;
- кнопки перехода со страницы на страницу вперед и назад;
- кнопка возврата в оглавление;
- кнопка вызова подсказки;
- подсвеченные другим цветом фрагменты текста (так называемые гиперссылки) для вывода на экран иллюстраций, таблиц, графиков и пр.
Элементы управления учебником, имеющие не очевидную и не очень понятную символику должны обеспечиваться всплывающими подсказками [22, с. 12].
При использовании электронного учебника для самостоятельной работы необходимо особенное внимание уделить системе контроля знаний, в данном случае самоконтролю знаний. Для усиления контролирующих функций учебника несколько изменим схему процесса обучения.
При обучении объектом управления является обучаемый. Управляющими объектами выступают преподаватель и учебник (т.к. он не заменяет, а дополняет преподавателя) [29, с. 94].
Целью обучения, т.е. целью работы обучаемого с учебником является получение:
- знаний по конкретной предметной области;
- умений применять различные методы и алгоритмы;
- навыков решения задач;
- оценки приобретенных знаний, умений и навыков.
Цель и результат деятельности обучаемого образуют учебную деятельность [32]. Учебная деятельность организуется не субъектом деятельности (обучаемым), а объектом (преподавателем). Для того чтобы цель и результат совпадали, необходимо управление учебной деятельностью. Результат учебной деятельности является свойством самого субъекта.
Исходя из этого, учебная программа должна включать в себя 3 основные части [9, с. 44]:
- теоретическую;
- тренирующую;
- контролирующую,
а процесс обучения можно представить схемой, в которую на наш взгляд, разработку электронного учебника, необходимо включить элемент контроля выработки практических умений.
Рассматривая систему контроля можно выделить множество методов контроля и самоконтроля учеников во время учебного процесса. Виды контроля зависят от вида обучения. Наш учебник рассчитан на самообучение, что отразилось на структуре системы контроля знаний. Однако в данном электронном учебнике мы использовали систему самоконтроля с помощью электронных тестов. Удобство электронных тестов заключается в их размещении после каждого раздела теоретического материала, что способствует моментальному определению уровня и качества полученных знаний. После проведения тестов и определения результатов выявляются ошибки учащихся, которые он может устранить путем повторения, изучения и закрепления в ходе работы с теоретическим материалом электронного учебника.
2.3 Анализ практического использования электронного учебника «Информатика»
Основой дипломной работы послужил электронный учебник по информатике, в котором применялось следующее программное обеспечение:
- Borland Delphi 7.0;
- HTML редактор Macromedia DreamWeaver 8;
- Графические редакторы Adobe Photoshop CS2 и Corel Draw 12.
Электронный учебник представляет собой электронную оболочку, написанную на языке программирования Delphi 7.0, в которой размещены HTML страницы, обеспечивающие основную информацию электронного учебника. Контент учебника взят с сайта http://media.karelia.ru [31] и был дополнен нами в разделах «Алгоритмы» и «Информация» с учетом уровня подготовки современных школьников [43].
Для удобства использования был создан самораспаковывающийся архив, который непосредственно устанавливает программу на жесткий диск персонального компьютера.
Для определения качества работы с электронным учебником, а также удобства его использования в практических целях был проведен эксперимент, состоящий из двух частей: апробации электронного учебника и анализа результатов обучения с помощью электронного учебника с традиционными учебными пособиями.
Цель эксперимента:
- определение эффективности электронного учебника «Информатика»;
- возможность практического использования в системе образования.
Задачи эксперимента:
- определение контрольной и экспериментальной группы;
- изучение и проверка полученных знаний с помощью традиционного метода в контрольной группе;
- изучение и проверка полученных знаний с помощью электронного учебника «Информатика» в экспериментальной группе;
- проведение анкетирования в экспериментальной группе;
- анализ и выводы проведенного эксперимента.
Сроки проведения эксперимента: во время прохождения педагогической практики с 23 января по 18 марта 2006 года в школе № 10 города Нижнекамска.
Ход эксперимента
В проведении эксперимента принимали участие две группы, учащихся 10 классов: контрольная и экспериментальная. В контрольной группе использовался традиционный метод изучения материала и проверка знаний, в экспериментальной группе - экспериментальный метод изучения материала с использованием электронного учебника.
При традиционном методе изучения материала используются уроки объяснения материала, актуализации знаний, контроль знаний, конспекты, рефераты и др.
За основу экспериментального метода было взято самостоятельное изучение и закрепление раздела школьной информатики с помощью электронного учебника «Информатика», с последующим самоконтролем полученных знаний с использованием электронных тестов.
Эксперимент был приурочен к итоговому зачету по нескольким разделам информатики. Для экспериментальной работы по инициативе учащихся двух групп из предложенных тем была выбрана тема «Измерение информации». В последствии с учащимися контрольной группы было проведено обобщающее занятие, состоящее из частей: лекционной, практической и дано традиционное домашнее задание этой работы, целью которой являлось закрепление пройденного материала. Затем был предложен тест в качестве раздаточного материала, при помощи которого были проверены полученные знания. Обобщение материала с учениками экспериментальной группы проводилось с использованием электронного учебника «Информатика», при этом роль учителя была сведена к ознакомлению работы с учебником и целеполаганию по данной работе. В качестве домашнего задания была работа с электронным учебником и самоконтроль по предложенным в нем тестовым заданиям. Ученики выполнили самоконтроль с помощью электронного теста для определения качества и оценки полученных знаний, при этом многие из них положительно отмечали возможность многократной самопроверки для достижения положительных результатов и возможность свободного повторения материала. После чего ученики были уверены в своих знаниях.
По завершении работы с электронным учебником экспериментальной группе было предложено анкетирование. Анкета (приложение Б) была разработана для определения интереса учащихся к электронному учебнику «Информатика» и возможностью его использования в учебных целях.
Результаты проведения анкетирования показали следующее:
1) учащиеся не пользуются электронными учебниками по причине отсутствия данных программ в системе обучения, хотя они существуют;
2) все ученики после использования электронного учебника сказали, что такие программы являются качественными носителями информации, не уступающие традиционной обучающей литературе, а так же отметили возможности использования электронного учебника в качестве обучающей литературы;
3) после ознакомления с электронным учебником «Информатика» учащиеся отметили большие возможности - познавательность, удобство и компактность, возможность сразу определить качество полученных знаний;
4) учащиеся отметили недостатки электронного учебника:
- невозможно использовать без персонального компьютера;
- учебник должен быть более иллюстрированным;
5) учащиеся пожелали работать с интерактивным учебником;
6) ко всему учащиеся считают необходимым создать электронные учебники для большинства предметов в учебных заведениях.
Проведение эксперимента контролировала учитель информатики призер городского конкурса «Учитель года - 2005» Мельникова Светлана Владимировна. Мельникова С. В. непосредственно наблюдала за ходом эксперимента и по окончании педагогической практики в отзыве написала стороннюю оценку (приложение В):
«В 10 «Г» классе была проведена апробация электронного учебника, в результате которой было сделано много выводов: ученикам интересно работать с таким видом носителей информации, данный учебник выполнен в хорошем оформлении, методически грамотно построен, его можно использовать как на уроках, так и в индивидуальном обучении. На мой взгляд, такие учебники, которых нам так не хватает, помогут учителям не только привлечь учащихся к предмету, но и закреплять знания и умения учеников».
В итоге анкетирования и сторонней оценки Мельниковой С.В. было определено, что электронные учебники можно использовать в учебных заведениях, так же как и традиционные учебники. Но электронные учебники должны обладать необходимым уровнем и качеством в соответствии с требованиями системы образования.
По результатам тестирования учащимся были поставлены следующие оценки (рисунок 17):
- контрольная группа - «отлично» 65%, «хорошо» 30%, «удовлетворительно» 5%;
- экспериментальная группа - «отлично» 85%, «хорошо» 15%, «удовлетворительно» 0%.
Результаты тестирования отражены в диаграмме:
Рис. 17. Результаты тестирования контрольной и экспериментальной групп
Из этого следует, что экспериментальный метод более эффективен по отношению с традиционным методом изучения материала. При работе двух экспериментальных групп, мы заметили повышенный интерес к электронному учебнику, нежели традиционному. Следовательно, учащиеся наиболее заинтересованы в получении информации, с помощью электронного учебника.
Таким образом, после проведения эксперимента были определены положительные и отрицательные стороны традиционных и электронных учебников.
Преимущества и недостатки традиционного учебника:
- при работе с традиционным учебником учащийся может изучать книгу без наличия персонального компьютера;
- традиционный учебник в отличие от электронного наиболее удобен для конспектирования;
- при конспектировании учебника учащиеся лучше усваивают информацию, так как работает зрительная и механическая память;
- большой объем, который заключает в себе неудобство хранения информации;
- сложность передачи информации другим лицам, заключающаяся в необходимости бумажного копирования информации;
- сложность в поиске необходимой информации.
Преимущества и недостатки электронного учебника:
- информация хорошо структурирована, и представляет собой законченные фрагменты курса с основным числом новых понятий;
- возможности интерактивных свойств в электронном учебнике;
- текстовая информация электронного учебника обеспечивает возможность распечатки необходимых фрагментов текста, существует возможность копирования выбранной информации, а так же её редактирование;
- текстовая часть строится на основе перекрестных ссылок, позволяющих сократить время поиска необходимой информации;
- в электронном учебнике «Информатика» сигналы, указывающие на правильность действий, отсутствуют, т.к. их наличие не требуется;
- удобство в хранении на электронных носителях;
- возможности быстрой проверки знаний с помощью электронных тестов;
- удобство поиска необходимой информации с помощью поисковой системы;
- невозможность использовать электронный учебник без персонального компьютера;
- возможность просмотра исходного кода при электронном тестировании, требуются средства защиты.
Итак, электронный учебник - это совершенно новая технология в самостоятельном обучении, которую можно активно использовать для современных учебных заведений.
Электронные учебники, обладают принципиально новыми качествами по сравнению с традиционным пособием, а именно отсутствием бумажного материала, сочетанием в себе аудио, видео и графического комментария, при этом электронный учебник не занимает много места (в отличие от книг и учебников), что придает ему мобильность, как в хранении, так и в использовании.
1. Этапы построения электронного учебника можно разделить на группы:
- методическая обработка контента;
- создание структуры учебника;
- создание учебника на основе выбранных информационных технологий и наполнение его контентом;
2. Структура электронного учебника должна удовлетворять схеме процесса обучения;
3. Изучение материала учебника необходимо организовать посредством навигации по системе гиперссылок;
4. Использование учебника на практике показало эффективность создания электронного учебника на базе гипертекстовых технологий.
Заключение
В современной школе учебный процесс представляет собой сложную структуру образования. Являясь одним из основных элементов образования верный выбор структуры учебного процесса, влияет на правильность восприятия учебной информации, её усвоения, а значит, увеличивается процент уровня образования обучающихся. На учебный процесс влияет множество факторов, таких как:
- мастерство преподавателя;
- принципы обучения;
- учебный материал (учебная информация);
- средства обучения.
Каждый фактор очень важен, потому недоработки по любому из них уменьшают уровень качественной передачи учебной информации, качество знаний учащихся.
В данной работе рассмотрены компьютерные средства обучения - электронные учебники.
Существующие программные средства в основном предназначены для использования в домашних условиях и не пригодны для использования в учебном процессе, не совпадающие с заранее запланированными при разработке. Предлагаемые средства не имеют возможностей для адаптации к учебному процессу. Вместе с тем, можно отметить наличие практически во всех этих средствах информационной и инструктивно-обучающей компоненты, связанных между собой в соответствии с концепцией программированного обучения. При этом чем более современным и развитым является программное средство, чем лучше отзывы оно получает, тем больше места в нем отводится информационной компоненте и тем больше возможностей для адаптации и разнообразной активной работы пользователей оно имеет [29, с. 87].
В соответствии с изложенными положениями можно определить требования к электронному учебнику по информатике как открытой информационной системе, имеющей средства как представления и поиска информации, так и разработки и интеграции дополнительных компонентов. Как программное средство учебник должен соответствовать эргономическим требованиям.
Большой поток информации различного рода, качества и уровня сложности создал проблему увеличения объема книжных учебных пособий, в которых с каждым годом «утопает» учащийся. Соединение технического прогресса и учебной информации привело к появлению гипертекстовых электронных пособий. Гипертекстовые электронные учебные пособия соединили в себе текстовую, звуковую и графическую информацию, что придает им расширенные возможности восприятия учебной информации.
За небольшой промежуток времени было создано множество различных гипертекстовых электронных пособий, разнообразие которых привело к появлению разрозненной системы их создания. В результате различные электронные учебники стали содержать в себе более сжатый или слишком обобщенный материал, что привело к потере главной информации среди маловажных деталей. Поэтому при подготовке и анализе необходимо отбирать и использовать информацию, выделяя первостепенное, системообразующее, концентрируя внимание на основных понятиях и законах. На наш взгляд, при разработке такого средства, нужно учитывать следующие обстоятельства:
- электронное учебное пособие предназначено не только для обучения собственно предмету, оно должно служить средством изучения методов и способов работы с другими информационными системами;
- электронное учебное пособие должно соединять в себе существующие возможности и справочно-информационных систем, и систем автоматизированного контроля и обучения;
- электронное учебное пособие, в отличие от бумажного, позволяет точнее учитывать индивидуальные особенности каждого учащегося за счет вариативного изложения материала и организации обратной связи;
- основная цель применения компьютеров - повышение эффективности за счет автоматизации механических операций, таких как самопроверка решения типовых заданий, поиска нужной информации и т.п.;
- необходимы средства адаптации электронного учебника к конкретному учебному процессу, поскольку невозможно предсказать, каким именно образом разработка будет использоваться во время обучения;
- электронное учебное пособие должно предоставлять возможности разработки дополнительных компонентов самого разного назначения и их интеграция в среду пособия.
Итак, электронные учебные пособия должны отвечать следующим требованиям: научность, доступность, проблемность, наглядность, систематичность обучения, последовательность обучения, обеспечение активности учащихся, обеспечение сознательности учащихся, прочность усвоения знаний, единство образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения, обеспечение индивидуальности обучения, интерактивность обучения, адаптивность обучения, системность и структурно-функциональная связанность представленного учебного материала, обеспечение целостности и непрерывности дидактического цикла обучения, максимальная реализация возможностей компьютерной визуализации учебного материала и другие.
Таким образом, данный этап создания электронного учебника сводится к необходимости предварительной разработки структуры учебного материала в гипертекстовых электронных пособиях. Структуризация электронного пособия позволяет четко разделять поставленные задачи в учебном процессе, создает целенаправленное размещение информации, необходимой для полно-объемного восприятия материала.
Благодаря структурированию появляется возможность создать для различных видов электронных пособий определенную структуру, которая будет направлена на более эффективный учебный процесс.
Данное исследование на примере создания электронного учебника по достаточно узкой теме может служить некоторым образцом практической разработки структуры любого учебного материала для представления в виде гипертекстового электронного учебного пособия.
По результатам проведенного эксперимента можно сделать вывод, что в образовательном процессе необходимо применять образовательные электронные издания и ресурсы. Так же надо отметить, что повысить эффективность учебного процесса можно за счет заинтересованности самих учащихся (результаты показали высокий уровень заинтересованности), что подтверждает анкета-опросник.
Таким образом, можно сказать, что поставленные задачи были решены, цель научной работы достигнута.
Список литературы
1. Агеев, В.Н. Современные электронные учебные издания / В.Н. Агеев. - М. : МГУР, 2003. - 236 с.
2. Александров, Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения / Г.Н. Александров // Информатика и образование. - 1993. - № 5. - С. 7-24.
3. Аленичева, Е.В. Этапы создания электронного учебника / Е.В. Аленичева // Высшее образование в России. - 2001. - № 5. - С. 103-105.
4. Брановский, Ю. Работа в информационной среде / Ю. Брановский // Высшее образование в России. - 2002. - № 1. - С. 81-87.
5. Башмаков, А.И. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем / А.И. Башмаков, И.А. Башмаков. - М. : Филинъ, 2003. - 616 с.
6. Голицына, И.Н. Эффективное управление учебной деятельностью с помощью компьютерных информационных технологий / И.Н. Голицына // Education Technology & Society. - 2003. - № 6. - С. 77-83.
7. Горнова, Н.В. Формирование готовности студентов к использованию информационных технологий в профессионально-педагогической деятельности / Н.В. Горнова. - Саратов : Сателлит, 2004. - 132 с.
8. Гречихин, А.А. Типология, стандартизация, компьютеризация : учебник / А.А. Гречихин. - М. : Логос, 2000. - 255 с.
9. Гутгарц, Р.Д. Компьютерная технология обучения / Р.Д. Гутгарц, В.П. Чебышева // Информатика и образование. - 2000. - № 5. - С. 44-45.
10. Гершунский, Б.С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы / Б.С. Гершунский. - М. : Педагогика, 2002. - 264 с.
11. Далингер, В. Диалоговые обучающие программы и требования к ним / В. Далингер // Информатика и образование. - 2002. - № 6. - С. 35-40.
12. Деревнина, А.Ю. Принципы создания электронных учебников / А.Ю. Деревнина, М.Б. Кошелев, В.А. Семикин // Открытое образование. - 2001. - № 2. - С. 14-17.
13. Деревнина, А.Ю. Расширение образовательного пространства регионального университета на основе информационных технологий / А.Ю. Деревнина // Открытое образование. - 2001. - № 6. - С. 47-49.
14. Дружинин, Г.В. Основные проблемы обеспечения качества данных : учебник / Г.В. Дружинин. - М. : МИИТ, 1999. - С. 4-6.
15. Дружинин, О.Г. Электронный учебник для студентов по химии и химической технологии / О.Г. Дружинин, А.Ф. Егоров, Ю.И. Капустин // Открытое образование. - 2001. - № 3. - С. 24-30.
16. Ефимова, О. Курс компьютерной технологии с основами информатики: учебник / О. Ефимова. - М. : АСТ, 2000. - 432 с.
17. Журбина, Н.А. Информационно-коммуникационные технологии в образовании / Н.А. Журбина // Информационное общество. - 2001. - № 2. - С. 5-6.
18. Зайнутдинова, Л.Х. Создание и применение электронных учебников : учебник / Л.Х. Зайнутдинова. - Астрахань : ЦНТЭП, 1999. - 364 с.
19. Зотов, А.А. Создание интегрированных программных продуктов на базе гипертекстовых технологий / А.А. Зотов // Информатика и образование. - 2004. - № 5. - С. 7-11.
20. Зимина, О.В. Кому адресовано обучение, основанное на информационных технологиях? / О.В. Зимина // Педагогическая информатика. - 2004. - № 1. - С. 35-40.
21. Зимина, О.В. Печатные и электронные издания в современном высшем образовании: теория, методика, практика / О.В. Зимина. - М. : МЭСИ, 2003. - 178 с.
22. Захарова, И.Г. Информационные технологии в образовании / И.Г. Захарова. - М. : Академия, 2003. - 192 с.
23. Иванов, В.Л. Структура электронного учебника / В.Л. Иванов // Информатика и образование. - 2001. - № 6. - С. 12-15.
24. Иванов, В.Л. Структура электронного учебного пособия: лекции // http: // www.crelbo.narod.ru/site_p1.htm.
25. Кривошеев, А.О. Разработка и использование компьютерных обучающих программ: учебник / А.О. Кривошеев // Информационные технологии. - 2001. - № 2. - С. 14-17.
26. Кисилев, Б.Г. Архитектура электронного учебника // Электронные учебники и электронные библиотеки в открытом образовании: материалы II-ой ежегодной Всероссийской конференции / Б.Г. Кисилев. - М. : МЭСИ, 2001. - 56 с.
27. Козлов, О.А. Некоторые аспекты создания и применения компьютеризованного учебника / О.А. Козлов, Е.А. Солодова // Информатика и образование. - 1995. - № 3. - С. 97-99.
28. Кривошеев, А.О. Компьютерные обучающие программы / А.О. Кривошеев, С.С. Фомин, А.С. Демушкин // Информатика и образование. - 1995. - № 3. - С. 15-22.
29. Калинин, И.А. Принципы создания и методика использования электронного учебного пособия как открытой информационной системы (на примере курса «Алгебра-7»): дис. … канд. пед. наук / Калинин Илья Александрович. - М., 2003. - 147 с.
30. Костин, А.В. Рефлексивный анализ электронных средств обучения / А.В. Костин // Право и образование. - 2002. - № 4. - С. 110-116.
31. Лаборатория Петрозаводского Государственного Университета // http: // www.media.karelia.ru.
32. Лапчик, М.П. Методика преподавания информатики : учебник / М.П. Лапчик. - М. : Академия, 2003. - 624 с.
33. Лаврентьев, В.Н. Электронный учебник / В.Н. Лаврентьев, Н.И. Пак // Информатика и образование. - 2000. - № 9. - С. 91-97.
34. Методы и средства разработки электронных изданий // http: // www.mi.ru/~dupliksv/pauk/soder.html.
35. Матрос, Д.Ш. Электронная модель школьного учебника / Д.Ш. Матрос // Информатика и образование. - 2000. - № 8. - С. 40-43.
36. Максимов, Г.Н. Электронный учебник - что это? / Г.Н. Максимов, А.В. Вишняков // Открытое образование. - 2002. - № 2. - С. 19-22.
37. Наумов, В.В. Разработка программно-педагогических средств / В.В. Наумов // Информатика и образование. - 1999. - № 3. - С. 36-40.
38. Оре, О. Теория графов : учебник / О. Оре. - М. : Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 336 с.
39. Околелов, О.П. Электронный учебный курс / О.П. Околелов // Высшее образование в России. - 1999. - № 4. - С. 126-129.
40. Полат, Е.С. Дистанционное обучение / Е.С. Полат. - М. : Владос, 1998. - 192 с.
41. Поспелов, Д.А. Искусственный интеллект : учебник / Д.А. Поспелов. - М. : Радио и связь, 1998. - 304 с.
42. Пастухова, Е.В. Роль структурно-логической схемы при написании компьютеризованного учебника / Е.В. Пастухова // Информатика и образование. - 2001. - № 4. - С. 44-48.
43. Проблемы компьютерного образования: форум // http: // www.ifets.ieee.org/russian/
44. Полат, Е.С. Интернет в гуманитарном образовании : учебник / Е.С. Полат. - М. : Владос, 2001. - 272 с.
45. Романченко, Т.Н. Проектирование обучающего воздействия в электронных учебных пособиях по информатике // Актуальные проблемы информатики и информационных технологий: материалы II-ой Всероссийской научно-практической конференции / Т.Н. Романченко. - Тамбов : ТГУ им. Г.Р. Державина, 2003. - 167 с.
Подобные документы
Структурные элементы электронного учебника. Основные этапы разработки электронного учебника. Варианты структуры электронного образовательного издания. Подготовка электронного издания к эксплуатации. Методическое обеспечение электронного учебника.
презентация [506,5 K], добавлен 28.12.2014Создание одной из форм обучения с использованием средств новых информационных технологий - электронного учебника. Администрирование электронного учебного пособия на тему "Линейное программирование". Проектирование структуры электронного учебника.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.06.2010Особенности электронных учебных пособий и основные принципы их создания. Сбор и подготовка исходного материала для электронного учебного пособия. Разработка структуры электронного пособия. Выбор программ и разработка интерфейса электронного учебника.
дипломная работа [738,5 K], добавлен 27.06.2012Использование программы Microsoft Word 2010 при создании электронного учебника. Структура учебника, навигация, полнотекстный поиск, защита информации от изменений. Алгоритм разработки программного продукта. Описание технологических средств учебника.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 06.05.2014Электронный учебник как средство самообразования. Основные принципы самообразования. Этапы проектирования электронного учебника, построение интерфейса системы. Язык гипертекстовой разметки HTML. Структура электронного учебника по "Численным методам".
дипломная работа [5,9 M], добавлен 15.03.2012Электронный учебник как средство самообразования. Основные этапы проектирования электронного учебника. Методика использования электронных учебников. Язык гипертекстовой разметки HTML. Структура электронного учебника по дисциплине "Численные методы".
дипломная работа [4,9 M], добавлен 02.05.2012Внедрение информационных технологий в систему образования. Понятие, отличительные признаки, виды, структура и предназначение электронного учебника. Принципы его создания и основные этапы разработки в интегрированной среде программирования Delphi.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 03.07.2015Описание электронного учебника, требования к его внутренней структуре и элементам. Технические характеристики и основные программные средства, используемые в процессе разработки. Формирование руководства пользователя, информационный интерфейс учебника.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.08.2015Понятие электронного учебного пособия. Виды электронных учебных изданий, дидактические требования к ним. Компонент основной формы "Button1". Поэтапная разработка мультимедийного электронного учебника по дисциплине "Компьютерные сети", его интерфейс.
курсовая работа [613,6 K], добавлен 31.01.2016Краткий обзор и анализ ныне существующих программно-педагогических средств обучения. Методика и порядок разработки электронного учебника по предмету "Язык программирования C++". Общая характеристика и основные формы входных и выходных данных программы.
курсовая работа [232,6 K], добавлен 10.09.2010
