Главная База знаний "Allbest" Программирование, компьютеры и кибернетика Электронные учебные издания

Электронные учебные издания

Понятие электронных учебников и их классификация, общие требования к ним. Порядок разработки электронных учебников, обзор средств их создания и определение затрат. Основные требования к программному продукту. Разработка программы, описание интерфейса.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 07.05.2014
Размер файла 1,1 M

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.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

  • Введение
  • Глава 1. Аналитический обзор
  • 1.1 Понятие электронных учебников и их классификация
  • 1.2 Общие требования к электронным учебным изданиям
  • 1.3 Вопросы совершенствования электронных учебников в трудах ученных и практиков
  • 1.4 Порядок разработки электронных учебников
  • 1.5 Обзор средств создания электронных обучающих систем
  • 1.6 Основные этапы разработки электронных обучающих программ
  • Глава 2. Проект
  • 2.1 Основные требования предявляемые программному продукту
  • 2.2 Разработка программы, описание интерфейса
  • Глава 3. Технико-экономическое обоснование проекта
  • 3.1 Определение затрат на создание программного продукта
  • 3.1.1 Расходы на оплату труда разработчика программы
  • 3.1.2 Расчёт трудоёмкости создания программного продукта
  • 3.1.3 Расчёт затрат труда на подготовку описания задачи
  • 3.1.4 Расчёт затрат труда на разработку программы
  • 3.1.5 Расчёт затрат труда на отладку программы
  • 3.1.6 Расчет годового фонда времени работы ПЭВМ
  • 3.1.7 Расчёт полных затрат на эксплуатацию ЭВМ
  • 3.2 Амортизационные отчисления
  • 3.2.1 Расчёт затрат на электроэнергию
  • 3.2.2 Расчёт затрат на текущий ремонт
  • 3.2.3 Расчёт затрат на вспомогательные материалы
  • 3.2.4 Прочие затраты по эксплуатации ПЭВМ
  • 3.2.5 Годовые издержки на зарплату обслуживающего персонала
  • 3.2.6 Выводы
  • Глава 4. Вопросы охрана труда и техники безопасности
  • 4.1 Законодательство по охране труда
  • 4.2 Техника безопасности при работе за компьютером
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Введение

За последние десятилетия наблюдается существенное увеличение объемов и сложности учебных материалов. Большие трудности часто возникают при оперативной подготовке, изготовлении и распространении учебных пособий различных видов. Указанные факторы негативно сказываются на качестве подготовки обучаемых. В связи с этим большое внимание уделяется применению прогрессивных методик обучения, в том числе предполагающих использование вычислительной техники.

Целью данного дипломного проекта является создание программного продукта (информационно-обучающей программы) по ПДД. Программа должна предоставлять пользователю теоретический материал по данной теме, а также содержать систему тестирования для оценки уровня знаний пользователя в данной области науки.

Объектом исследования является автошкола "Тлек". Основной деятельностью организации является обучение вождения автотранспорта и правил дорожного движения.

В процессе проектирования программы были поставлены следующие задачи:

изучить понятие электронных учебников и их формы;

определить требования к разработке электронных учебников;

рассмотреть проблемы использования электронных учебников;

определить основные этапы разработки программного продукта;

описать инструментарии разработки электронного учебника;

описать процесс разработки информационного обеспечения электронного учебника;

описать процесс разработки блока проверки знаний в структуре электронного учебника.

Инструментом для создания программного продукта были выбраны языки: Borland Delphi, HTML.

Таким образом, вполне ясна и обоснована основная цель работы, показаны задачи и методы, используемые при их решении.

электронное учебное издание интерфейс

Глава 1. Аналитический обзор

1.1 Понятие электронных учебников и их классификация

Электронный учебник - компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное, в первую очередь, для предъявления новой информации, дополняющей печатные издания, служащее для индивидуального и индивидуализированного обучения и позволяющее в ограниченной мере тестировать полученные знания и умения обучаемого. Автоматизированная обучающая система - это также компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное, как для предъявления новой информации, так и для обучения навыкам и умениям, промежуточного и итогового тестирования (экзаменования).

Электронный учебник, как учебное средство нового типа, может быть открытой или частично открытой системой, т.е. такой системой, которая позволяет внести изменения в содержание и структуру учебника.

Рассмотрим некоторые элементы электронного учебника:

1. Электронный учебник должен содержать только минимум текстовой информации, в связи с тем, что длительное чтение текста с экрана приводит к значительному утомлению и как следствие к снижению восприятия и усвоения знаний. Существенное значение имеет размер и начертание шрифта. В отношении печатных учебных пособий исследования показывают, что наклонные шрифты (курсив) могут использоваться для акцента или в исключительных случаях для дополнительного текста. Электронный вариант учебника позволяет выделить отдельные слова или фразы цветом и фоном, что с одной стороны улучшает наглядность, позволяет акцентировать внимание на главном, но с другой стороны, излишняя "пестрота" или недостаточная контрастность могут рассеивать внимание или затруднить чтение.

2. Такие учебники должны содержать большое количество иллюстративного материала. Как отмечает Мархель, "по сравнению с обычным учебником учебное пособие требует большего количества иллюстрированного материала, активизирующего мыслительную деятельность обучаемого … обеспечивающего практическую наглядность обучения". Ряд авторов также отмечают высокую дидактическую значимость иллюстраций. Для ограничения объема учебника (размеры файлов) и соответственно возможности его использования на более широком спектре компьютеров, целесообразно использование упакованных форматов графических файлов (GIF, JPEG и др.), использование ограниченной палитры цветов или векторных графических файлов, например WMF.

3. Электронный учебник должен содержать гиперссылки по элементам учебника и возможность иметь ссылки на другие электронные учебники и справочники. Желательно иметь содержание с быстрым переходом на нужную страницу.

4. Возможен, например, с помощью технологии OLE, запуск других компьютерных программ для показа примеров, тестирования и др. целей.

5. Исключительное дидактическое значение имеет компоновка текстового, графического и другого материала. Качество восприятия новой информации, возможность обобщения и анализа, скорость запоминания, полнота усвоения учебной информации в значительной мере зависят как от расположения информации на странице (экране компьютера), так и от последовательности идущих друг за другом страниц. Ведь, в отличие от печатного издания, в котором можно одновременно "заглядывать" в две страницы, держа промежуточные страницы в руках, в электронном учебнике это сделать невозможно.

Несмотря на то, что сообщающее обучение недостаточно развивает творческие способности обучаемых и не обеспечивает индивидуализации, но этот вид обучения занимает достаточно большой процент времени. Информационно-иллюстративное обучение способствует усвоению большого по объему и достаточно сложного материала. Электронный учебник, включающий в себя не только текстовую и графическую информацию, но также звуковые и видеофрагменты позволяет индивидуализировать обучение, а в отличие от обычного (печатного) учебника обладает интерактивными возможностями, т.е. может предъявлять необходимую информацию по запросу обучаемого, что приближает электронный учебник к обучению, проводимому под руководством преподавателя. И хотя вопросы, которые ставит компьютер перед учащимися, и особенно те, которые можно ставить компьютеру, пока намного уступают по своему разнообразию тем, что задаются при общении с учителем, их круг постепенно расширяется.

При проектировании и создании электронных учебников, также как и других обучающих программ, требуется соблюдать психологические принципы взаимодействия человека и компьютера. Нарушение проявляется чаще всего в следующем: "избыточная помощь, недостаточная помощь, неадекватность оценочных суждений, избыточность информативного диалога, сбои компьютера, недостаточная мотивированность помощи, чрезмерная категоричность". И может привести к увеличению, вместо предполагаемого сокращения, времени на обучение, снижению мотивации к учению и др.

Электронный учебник должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения.

Текстовая составляющая должна быть ограничена - ведь остаются обычный учебник, бумага и ручка для углубленного изучения уже освоенного на компьютере материала.

Применение электронных учебников целесообразно только в комплексе с другими обучающими системами, при этом, не отрицая, а, взаимно дополняя печатные издания.

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

Тест. Внешне, это простейшая форма электронного учебника. 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. Как правильно поставленный диагноз является первым шагом к выздоровлению, так и результаты объективного тестирования позволяют выбрать оптимальный путь к вершинам знаний. Энциклопедия. Это базовая форма электронного учебника. На содержательном уровне термин энциклопедия означает, что информация, сконцентрированная в электронном учебнике, должна быть полной и даже избыточной по отношению к стандартам образования. Ведь она должна удовлетворить каждого из тех, кто к ней обратится. Естественно, что информация должна быть представлена в адекватной форме. Для электронных энциклопедий характерен соответствующий сервис: ссылки, возможность повтора анимацией и звуковых записей, поиск по ключевым словам и т.д.

Креативная среда. Современные электронные учебники 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. С точки зрения программиста, креативная среда является одной из наиболее трудоемких составных частей электронного учебника. Очень сложно решить проблему интерфейса креативной среды. Здесь нужны и талант, и знания, и мастерство. Ведь изучение интерфейса креативной среды не должно быть дополнительным барьером, неожиданно возникающим перед учителем и учеником.

Невербальная среда. Традиционно электронные учебники вербальны по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий, вербальных по своей природе. По моему мнению, вербальные методы изложения информации после определенного порога приводят к перегрузке ученика. Ведь он должен сначала усвоить систему словесной кодировки знаний, запомнить информацию, описывающую знание в закодированной форме, раскодировать знание и научиться применять его для решения проблем, сначала учебных, а затем и реальных. При этом много сил и времени тратится на усвоение словесных описаний знаний и навыков. Современные компьютерные технологии позволяют существенно упростить эту работу для учащегося. Так в электронном учебнике, возможно, реализовать методический прием "делай как я". При этом многословные инструкции заменяются конкретными действиями над объектом изучения. Хочется подчеркнуть, что речь идет не об иллюстрациях в форме видео или кинофрагментов, а именно о совместной деятельности учителя и ученика. Подобного рода невербальные среды только появляются, но за ними большое будущее. Такая среда наделяет электронный учебник чертами живого учителя.

Перечисленные архитектурные формы могут быть реализованы в виде отдельных электронных учебников либо сгруппированы в рамках единого архитектурного ансамбля. Все зависит от замысла "архитектора" электронного учебника. Архитектор должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных учебников.

1.2 Общие требования к электронным учебным изданиям

Требовании предъявляемые к электронным учебникам определяются государственным стандартом Республики Казахстан СТ 34.017-2005. Государственный стандарт определяет общие требования к электронным учебным изданиям и требования к его составу, функциям, содержанию, элементам обучения, оформлению, документации и выходным сведениям.

Объектом ЭУИ должна быть цифровая, текстовая, графическая, аудио, видео и другая обучающая информация, представляющая собой совокупность научно обоснованных фактов, утверждений и правил, а также свойств и отношений объектов, явлений и процессов, изучаемых в рамках данного учебного курса.

ЭУИ не должно содержать информацию, прямо не соответствующую достижению учебных целей, то есть не относящуюся к содержанию учебного курса, и отвлекающую внимание пользователя.

В ЭУИ интерфейс должен быть наглядным, понятным, однозначным и представлен в виде, способствующем пониманию логики функционирования ЭУИ в целом и отдельных его частей, чтобы не допускать неправильные действия пользователя и предоставлять ему возможности общаться в интерактивном режиме.

ЭУИ должно иметь возможности эксплуатации как в закрытом, так и в открытом окружении.

ЭУИ должно иметь возможность автоматической установки с учетом версии операционной системы, включая операционные системы с открытым кодом, не требующей дополнительных программных средств. В установочном комплекте должны быть все необходимые для независимой работы ЭУИ шрифты, драйверы и пакеты программ в соответствии с государственными или международными стандартами.

ЭУИ должно иметь возможность, которая обеспечивает простоту внесения необходимых изменений и доработок в содержание ЭУИ не изменяя исходных кодов программы после испытаний, и предотвращать несанкционированный доступ к учебным материалам и статистическим данным.

Требования к структуре содержания электронных учебных изданий.

Контент ЭУИ должно быть разбито на трехуровневые семантические единицы обучения: уровень 1 - модули, уровень 2 - блоки, уровень 3 - уроки.

1) Модуль является крупной синтаксической, семантической и прагматической единицей обучения и состоит из последовательности логически связанных блоков, имеющих смысловые связи по нарастанию объема и содержания информации от блока к блоку.

2) Блок является средней синтаксической, семантической и прагматической единицей обучения и состоит из последовательности логически связанных уроков, имеющих смысловые связи по нарастанию объема и содержания информации от урока к уроку.

3) Урок является минимальной синтаксической, семантической и прагматической единицей обучения и состоит из нескольких элементов обучения. Обязательными элементами обучения в уроке должны быть теоретический материал, примеры, задания, вопросы-ответы и тесты. Необязательными элементами обучения может быть справочник, графика, аудио и видео, которые позволяют осознать, осмыслить, запомнить учебную информацию и обеспечить информационную плотность.

Теоретический материал должен содержать актуальную информацию по выбранному учебному курсу и быть достаточным для самостоятельного изучения, выполнения заданий и прохождения контроля знаний без дублирования изложения уже приобретенных знаний на предыдущих уроках. Теоретический материал должен иметь специфические дидактические средства в виде подчеркивания и изменения цвета текста.

Примеры должны обеспечить детальный разбор отдельных важных аспектов теоретического материала в виде выполнения упражнений, решения задач, формулировки ответов на вопросы и т.п.

Задания должны быть направлены на выявление внутренних связей изучаемых объектов, процессов и явлений, на исследование их функциональных характеристик при различных внешних воздействиях и на приобретение практических навыков выполнения упражнений и решения задач. Формулировки заданий должны сопровождаться пояснениями порядка выполняемых действий, а также требований к ожидаемым результатам и форме их представления.

Тесты должны содержать вопросы и варианты ответов на них. Тесты не должны иметь вопросов, на которые можно дать ответ, не поняв их содержания, чтобы исключать метод простого угадывания при выборе правильного ответа. Неправильные ответы по своему содержанию должны быть близки к правильным ответам, чтобы только при глубоком знании учебного материала обучаемый смог бы найти правильный ответ. Тесты могут содержать предупреждения о типичных ошибках в действиях и ответах обучаемых и разъяснения об их недопущении и исправлении.

Справочник должен содержать текстовые, табличные, графические и другие учебно-методические сведения, касающиеся учебного материала, а также правила и указания по выполнению упражнений, решению задач и проведению эксперимента, подготовке курсовых, дипломных и других работ.

Графика, аудио и видео предназначены для представления дополнительных дидактических материалов, которые необходимы для раскрытия и демонстрации наиболее важных сторон и состояний объектов, процессов и явлений, изучаемых в учебном курсе.

Требования к обратной связи в электронных учебных изданиях

Обратная связь, предоставляемая ЭУИ пользователю, должна иметь формат и содержание.

Формат должен включать присутствие обратной связи, как и в каком объеме, она предоставлялась. Формат обратной связи должен описывать, в каком формате обратная связь предоставляется пользователю.

Содержание должно указывать на тип информации, которую пользователю предоставляет обратная связь. Содержание обратной связи должно описывать тип информации, предоставляемой ею.

Требование к оформлению электронных учебных изданий

Оформление ЭУИ должно способствовать эстетичному и удобному представлению учебного материала для его легкого усвоения. При этом количество слов должно быть ограниченным, чтобы объем текстового материала не утомлял обучаемого.

Шрифт текста должен подбираться с учетом требований к эргономическим показателям в соответствии с ГОСТ 7.83-2001. Страница ЭУИ должна содержать минимальное количество резко различных, контрастирующих шрифтов. Моноширинные и декоративные шрифты рекомендуется использовать в случаях, когда это необходимо. Кодировки всех шрифтов должны соответствовать стандартам кодировки букв.

Цвета в ЭУИ должны обеспечивать хорошее и неутомительное восприятие информации и помочь в эстетичном и легкоусвояемом представлении материала.

Основное содержание, непосредственно относящееся к целям и задачам ЭУИ, должно находиться в центре внимания. Фоновое содержание должно привлекать минимальное внимание. Абзацы в основном содержании не должны быть большими, что облегчит зрительное восприятия учебного материала.

Графика в ЭУИ должна иметь вспомогательное значение и способствовать легкому усвоению учебного материала, а не отвлекать от обучения. Необходимо очень тщательно отбирать рисунки при публикации религиозных, политических и других материалов, связанных с национальными и культурными особенностями. Аудио, видео материалы должны подключаться в контексте основного содержания по желанию обучаемого.

Элементы управления должны быть понятными, однозначными и простыми, не отвлекающими внимание обучаемого от основного учебного материала, с наличием всплывающей подсказки на языке ЭУИ.

В ЭУИ, издаваемого в открытом окружении, количество и размеры графических объектов и аудио-видео материалов должны быть минимальным, так как, они занимают много места в памяти компьютера, и критическим параметром при их получении является скорость канала связи между компьютерами в сети.

В ЭУИ любая анимация, требующая предельно точной скорости воспроизведения, не должна зависеть от стандартов компьютера.

Требования к документации электронных учебных изданий

ЭУИ должно сопровождаться понятной, непротиворечивой и полной документацией, подготовленной и оформленной в соответствии с СТ РК 1087, и предназначенной для автоматизированного включения сведений об ЭУИ в каталог электронной библиотеки.

Документация ЭУИ должна включать руководство по установке и работе, руководство для пользователя, руководство - содержание.

Аннотация относится к фактическому содержанию обучения, которое должно иметь вводную информацию обо всех необходимых условиях, краткое изложение содержания, чтобы преподаватель мог быстро оценить содержание ЭУИ и определить на сколько оно подходит для целей специального обучения.

Другие источники являются ссылками на другие материалы в руководстве пользователя. Все материалы, указанные в ссылке должны быть либо включены в это руководство, либо быть легко доступными в сети Internet.

Технические инструкции должны быть частью ЭУИ. Они могут быть либо в виде распечатки, либо в режиме On-line. Если технические инструкции размещены в режиме реального времени, например в файле, "Read me - Прочти меня", то этот файл должен прилагаться к ЭУИ. Инструкции в виде распечатки должны упоминать о существовании подробных инструкций в режиме On-line и давать описание доступа к ним. Если ссылки на Web-сайты встроены в ЭУИ, то для преподавателя должен быть приведен отдельный список. Это позволит ему проверить ссылки до использования продукта обучаемыми.

1.3 Вопросы совершенствования электронных учебников в трудах ученных и практиков

В литературе в последние годы активно используется термин для обозначения одного из педагогических программных средств. Попытаемся выяснить сущность понятия и выявить требования к нему как к средству обучения.

В.П. Беспалько рассматривает учебник как сложную, комплексную модель человеческого опыта, в которой отображен некоторый педагогический опыт, то есть в учебнике всегда моделируется определенная педагогическая система. Анализ всех средств обучения с позиций их дидактических функций позволил В.П. Беспалько выделить их общность: все они разновидности учебника, различающиеся между собой полнотой построения модели и материалом носителя информации. Учебные планы, программы, учебники - генеральный, эскизный и рабочие проекты учебно-воспитательного процесса, то есть постепенно конкретизируемые модели системы обучения. В любых средствах обучения всегда моделируется некоторая педагогическая система, и все эти модели - инварианты одного и того же средства - учебника независимо от используемого носителя информации. И.Я. Лернер и др, считая учебник обобщенной моделью учебного процесса, подчеркивают детерминирующий характер учебника по отношению к учебному процессу: учебник - сценарий учебного процесса.

В связи с компьютеризацией обучения возникают проблемы определения того, какие же педагогические системы допускают реализацию в компьютере, а какие нет. В.П. Беспалько указывает, что при решении этого вопроса необходимо четко вести линию от педагогического процесса к компьютеру, а не наоборот, подчеркивая при этом большие дидактические возможности компьютера: при использовании ЭВМ скорость усвоения может увеличиться во много раз благодаря хорошо структурированному и управляемому дидактическому процессу. Аналогичную мысль высказывает В.М. Монахов, говоря о том, что исследование проблемы взаимодействия учебника и компьютера на уроке требует пересмотра структурной компоновки учебника и особенностей его управляющей функции. Вышесказанное позволяет сделать вывод, что главным критерием приписывания некоторому средству обучения статуса учебника является не носитель информации, а соблюдение в его содержании и конструкции ряда педагогических требований. Учебник может быть и электронным, отвечая при этом требованиям, предъявляемым к традиционным учебникам, одновременно реализуя новые по сравнению с ним возможности и решая новые задачи. В частности, отвечая требованиям последовательного, систематичного изложения информации и педагогически проработанного содержания, электронный учебник может осуществлять еще и диагностическую функцию, что весьма трудно реализовать в традиционном учебнике.

В настоящее время получила распространение идея антропоцентричной школы, в которой на первом плане оказываются интересы ребенка. Реализация этой идеи требует нового подхода ко всем компонентам учебно-воспитательного процесса. М.А. Холодная предлагает изменить психологический статус учебника и превратить его в интеллектуальный самоучитель. Это позволит облегчить работу учителя по подготовке урока и соответственно высвободит ему время для индивидуальной работы с детьми, расширит сферу учебной деятельности ребенка, обеспечит индивидуализацию учебной деятельности в соответствии с его складом ума. Создание такого учебника требует учета психологических механизмов интеллектуального развития ребенка, особенностей состава и строения его ментального опыта и ориентации интеллектуальной деятельности ученика на развитие компетентности, инициативы, творчества, саморегуляции и уникальности склада ума.

По мнению большинства авторов, электронный учебник представляет собой программно-методический комплекс, содержащий сведения по конкретному учебному предмету, курсу или разделу, позволяющий самостоятельно или с помощью преподавателя освоить данный.

Достаточно подробно в литературе освещены требования к электронному учебнику. Все требования условно можно разделить на несколько групп. Первая и важнейшая - требования к учебному материалу. Обращается внимание на полноту его изложения, позволяющую изучить соответствующий учебный курс, и необходимость особого способа изложения - структурирования материала. Последнее согласуется с точкой зрения В.В. Краевского и И.Я. Лернера, считающих структурирование информации в учебном материале важным дидактическим основанием не только успешного усвоения знаний, но и отбора их в заданной или принятой автором учебника системе. Первый признак структурирования состоит в том, что знания предъявляются в их ближайших взаимосвязях с другими, уже усвоенными знаниями; другой признак требует изложения изучаемых объектов как системы взаимосвязанных элементов, а каждого объекта - как элемента системы с определенной структурной связью. Логическое строение учебного материала является эталоном мышления для учащихся. По Ж. Пиаже, для школьника логика школьного учебника - "мораль мысли". Поскольку в массовой школе логике специально не обучают, то необходима передача принципов и методов логического мышления в содержании и структуре учебника. Как отмечает Д.Ш. Матрос, структурное представление содержания материала в учебнике служит основой для развития общеучебных интеллектуальных умений учащихся. Структурирование учебной информации позволяет учесть психологические особенности формирования понятий, поскольку, по Л.С. Выготскому, каждое понятие существует только в системе понятий, а система суждений, в которых раскрывается содержание понятия, содержится в свернутом виде в его структуре.

Другая группа требований относится к организации обучения с помощью электронного учебника. Должна быть гарантия того, что ребенок в строгой последовательности проработает весь текст. Учебник должен предоставлять учащимся различные варианты изучения курса, обеспечивать индивидуализацию обучения, содержать инструкции по его использованию, предоставлять возможность имитации различных форм учебных занятий, включая объяснение нового при минимизации текста и использовании голосовых и визуальных образов.

В третью группу мы включаем требования, относящиеся к организации обратной связи, контроля усвоения, тестирования учащихся. Учебник должен обеспечивать как непрерывный, так и пошаговый режим обучения: каждый фрагмент должен заканчиваться упражнениями и контролем, в том числе и тематическим.

Наконец, четвертую группу составляют требования к собственно программному обеспечению. О.А. Кривошеев пишет, что элементы электронного учебника должны отвечать требованиям, предъявляемым к программному обеспечению учебного назначения. М.Р. Меламуд приводит более конкретное требование применения методически обоснованного экранного дизайна и интерфейса. Практически все авторы отмечают необходимость интерактивного, диалогового режима. Очевидно требование доступности учебника для неквалифицированного пользователя. С.А. Христочевский подробно описывает требования к мультимедийному обеспечению электронного учебника. Наряду с предъявлением текста учебник рассказывает, показывает, моделирует. Одним из эффективных элементов электронного учебника С.А. Христочевский считает фрагменты "живых" лекций лучших преподавателей в сочетании с наглядностью, дополнительной видео - и аудиоинформацией, анимацией, голосом. К числу эффективных возможностей электронного учебника следует отнести возможность регулировать шрифт, получать мгновенную помощь в виде иллюстраций, а также многооконный интерфейс, перекрестные ссылки и гипертекст, копирование выбранной информации, ее редактирование и распечатку. Таким образом, учебник позволяет учитывать индивидуальные познавательные стили за счет разнообразных способов выражения информации.

В Челябинском педагогическом университете реализуется проект создания электронных учебников для средней школы, удовлетворяющих выявленным выше требованиям. В основе разработанных нами электронных учебников лежит выделение логической структуры учебного материала, то есть связей между входящими в его состав логическими элементами. Каждый учебник имеет естественную структуру: главы, параграфы, пункты и т.д. Ее принимали в качестве основы для проведения логического анализа, сохраняя условно две степени дробления учебника - на главы и параграфы. В тексте учебника выделяются структурные единицы. Для учебника математики характерны такие виды структурных единиц как понятия, задачи, примеры, теоремы, таблицы и т.д. Каждая структурная единица учебника состоит из двух окон: содержания и рисунка. При разработке иллюстраций мы опирались на известные из психологии восприятия положения. В частности, движущиеся изображения использовались в случае, когда необходимо показать учащимся анализ понятия или ход решения задачи; при этом динамическое изображение структурировано, то есть состоит из отдельных шагов, каждый из которых можно рассмотреть сколько угодно раз. В статических иллюстрациях осуществлялся синтез имеющихся признаков, выделялось главное с помощью цвета, ракурса и т.д.

Выделение основного содержания - отбрасывание вспомогательных утверждений - позволяет выявить логический "скелет" учебника. Затем устанавливаются взаимосвязи между структурными единицами. Структурная формула фрагмента учебного материала (параграфа или главы) изображается в виде ориентированного графа. Наиболее важные элементы содержания объединены в ней в соответствии с их внутренними логическими связями, что увеличивает эффективность предъявления визуальной информации. Одним из средств организации учебного материала является заголовок к каждой структурной единице, кратко и точно определяющий сущность отображаемого в ней понятия или утверждения. Особенностями структурной формулы являются ее содержательная насыщенность, позволяющая в компактной форме представить значительный объем информации, и наглядность, дающая ясное представление о внутреннем устройстве учебного материала. В результате применения электронного учебника на различных этапах обучения у учащихся формируется целостный обобщенный образ подлежащего усвоению содержания.

Электронная модель учебника содержит все его базисные положения и все имеющиеся связи между ними, то есть по сути представляет собой учебный тезаурус. Структурная формула позволяет существенно углубить и расширить представления о содержании и структуре учебника, об отношениях, связывающих логические элементы текста. Использование электронного учебника позволяет учителю увидеть узловые моменты курса, связанные наибольшим числом отношений.

Электронный учебник применяется непосредственно в работе с учащимися на уроках для изучения нового материала, организации самостоятельной работы, повторения и обобщения знаний, а также для самостоятельных занятий, ликвидации пробелов и т.д. во внеурочное время.

Одной из функций электронного учебника является мониторинг, то есть отслеживание и интерпретация текущих и итоговых результатов процесса обучения. Для создания системы контроля нами были выбраны тесты как наиболее оперативная, массовая и объективная форма проверки. Электронный учебник дает возможность создавать тесты как для текущего, так и для тематического контроля. В основу первых были положены структурные формулы соответствующих параграфов, а для тематического контроля использовались введенные нами в состав учебника обобщающие параграфы.

Тесты содержат несколько заданий для проверки усвоения каждой структурной единицы, что обеспечивает надежность и полноту проверки знаний и умений учащихся. Таким образом, сама технология разработки тестов обеспечивает их валидность: каждое задание проверяет именно те знания и умения школьников, которые должно проверять.

Тесты были созданы в трех вариантах с возрастанием уровня сложности, причем первый вариант соответствует обязательному уровню подготовки учащихся, описанному в государственном образовательном стандарте. Согласно теории тестирования использовались тестовые задания четырех типов: закрытого, открытого, на соответствие и на знание последовательности.

Итак, главными особенностями разработанных нами электронных учебников являются структурирование учебного материала и наличие мониторинга процесса обучения, основу которого составляет созданная в соответствии со структурной формулой система тестового контроля.

Электронный учебник представляет собой педагогическое программное средство, реализуя мультимедийные возможности компьютера: цветные динамические иллюстрации, звук, фрагменты уроков и т.д. Он обладает необходимыми атрибутами учебника: систематичным изложением содержания обучения, наличием таких структурных элементов как собственно учебный текст, аппарат ориентировки (оглавление и система ссылок), иллюстрации, аппарат организации усвоения (образцы решений задач).

1.4 Порядок разработки электронных учебников

Процесс разработки электронных учебников предусматривает следующие этапы:

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

5. Реализация гипертекста в электронной форме

6. Разработка компьютерной поддержки

7. Подготовка материала для визуализации

8. Визуализация материала

На первом этапе разработки ЭУ 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 учебником. 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 ЭУ для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ).

В результате создается работающий электронный учебник, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭУ 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 учебник 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.

На одиннадцатом этапе производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что анимация стоит очень дорого).

На этом заканчивается разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.

Подготовка электронного учебника к эксплуатации

Содержанием этого этапа работы являются:
1. тестирование;
2. написание инструкций по эксплуатации;
3. разработка методического обеспечения;
4. Защита и распространение электронного учебника.
Вопросы защиты ЭУ от нелегального копирования требуют специального решения в каждом конкретном случае, в зависимости от условий финансирования его разработки и порядка распространения. Эти вопросы требуют специального изучения.
Некоторые принципы, которыми следует руководствоваться при создании электронного учебника
1. Принцип квантования: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.
2. Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты
o теоретическое ядро,
o контрольные вопросы по теории,
o примеры,
o задачи и упражнения для самостоятельного решения,
o контрольные вопросы по всему модулю с ответами,
o контрольная работа,
o исторический комментарий.
3. Принцип наглядности: каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.
4. Принцип ветвления: каждый модуль должен быть связан гипертекстными ссылками с другими модулями так, чтобы у пользователя был выбор перехода в любой другой модуль. Принцип ветвления не исключает, а даже предполагает наличие рекомендуемых переходов, реализующих последовательное изучение предмета.
5. Принцип регулирования: учащийся самостоятельно управляет сменой кадров, имеет возможность вызвать на экран любое количество примеров (понятие ``пример" имеет широкий смысл: это и примеры, иллюстрирующие изучаемые понятия и утверждения, и примеры решения конкретных задач, а также контрпримеры), решить необходимое ему количество задач, задаваемого им самим или определяемого преподавателем уровня сложности, а также проверить себя, ответив на контрольные вопросы и выполнив контрольную работу, заданного уровня сложности.
6. Принцип адаптивности: электронный учебник должен допускать адаптацию к нуждам конкретного пользователя в процессе учебы, позволять варьировать глубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность в зависимости от будущей специальности учащегося, применительно к нуждам пользователя генерировать дополнительный иллюстративный материал, предоставлять графические и геометрические интерпретации изучаемых понятий и полученных учащимся решений задач.
7. Принцип компьютерной поддержки: в любой момент работы учащийся может получить компьютерную поддержку, освобождающую его от рутинной работы и позволяющую сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач. Причем компьютер не только выполняет громоздкие преобразования, разнообразные вычисления и графические построения, но и совершает математические операции любого уровня сложности, если они уже изучены ранее, а также проверяет полученные результаты на любом этапе, а не только на уровне ответа.
Принцип собираемости: электронный учебник (и другие учебные пакеты) должны быть выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам (например, для кафедральных компьютерных классов) или личные электронные библиотеки студента (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя или исследователя.

1.5 Обзор средств создания электронных обучающих систем

В качестве средства разработки была вибрана объектно - ориентираванная система программирования Delphi и язык гипертекстовой разметоки HTML.

Delphi - оптимальный инструмент для создания приложений, т.к. поддерживает технологию визуальной разработки, которая позволяет существенно сократить время разработки (снизить стоимость, соответственно), при сохранении хорошего качества и надежности программного продукта.

Delphi - это система программирования, базирующаяся на языке программирования (Object Pascal), имеющая свой редактор, компилятор и отладчик. Написание приложения на Delphi сводится к компоновке на экране объектов, имеющих определенную графическую интерпретацию, и подключению строк кода, как и в программе на любом другом языке. Другими словами, Delphi просто реализует визуальную концепцию программирования.

В течение многих лет людей занимающихся разработкой приложений устраивали традиционные средства программирования, включающие редактор, компилятор и отладчик. Windows-ориентированные системы разработки, такие как Action, Multimedia ToolBook добавили к этому набору визуальные методы создания интерфейса программ и автоматическую генерацию соответствующего программного кода. Delphi, вобрав в себя все эти черты, идет еще дальше. Например, интерфейс прикладного программирования (API) позволяет писать такие утилиты, которые включаются в интегрированную среду разработки Delphi.

Многие языки и среды разработки приложений являются псевдообъектно - ориентированными - они используют объекты и методы, но не поддерживают основные концепции объектно-ориентированного программирования, таких как инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Delphi - это объектно-ориентированный язык, который позволяет объединять данные и код в один класс, создавать дочерние классы и обращаться с классами-потомками, как с родительскими классами.

Компоненты хранятся в библиотеке компонентов, содержащей все объекты, необходимые для создания полноценных программ, использующих интерфейс Windows.

Объектно-ориентированная природа Delphi делает библиотеку компонентов гибкой. Если объекту требуется дополнительная функциональность либо требуется модифицировать поведение компонента, можно наследовать новый компонент из того, который уже храниться в библиотеке, и добавить ему новых свойств.

Теперь, когда программирование стало заключаться в простом манипулировании компонентами и объектами, появляются шаблоны, которые даже эту задачу делают тривиальной. Delphi оперирует четырьмя типами шаблонов: формами, приложениями, компонентами и кодами. Шаблоны формы, приложения и компонента дают возможность повторно использовать созданные ранее коллекции объектов либо в отдельных программах, либо в качестве основы для новой программы. Шаблон кода - это новое средство, которое значительно уменьшает потребности во вводе повторяющихся фрагментов кода.

У Delphi есть еще одно приятное отличие. Многие системы разработки приложений для Windows либо вовсе не генерируют исполняемый код, либо р-код, который не может быть выполнен процессором без дополнительной трансляции во время работы самой программы, что существенно снижает производительность компьютера. Преобразование графических файлов замедляет работу процессора. Delphi же использует компилятор и компоновщик и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что особенно важно для масштабных мультимедийных программ, которые требуют наличия высокопроизводительных систем.

Использование стопроцентной компиляции дает еще одно преимущество, заключающееся в создании библиотек динамической компоновки (DDL), которые могут содержать любые компоненты из библиотеки компонентов. Затем эти библиотеки можно использовать в собственных приложениях Delphi или распространять как независимые компоненты для других программ.

При разработке на других языках программирования приходится сталкиваться с необходимостью обработки ошибок и защиты ресурсов. Прежний подход к решению этих задач состоял в выполнении функции с последующим анализом результата. В случае получения кода успешного завершения операции выполнялись некоторые действия и вновь анализировался результат. Этот процесс продолжался до тех пор, пока не исчерпывался исходный код программы. Delphi искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключительных ситуаций. Вместо того чтобы работать в предположении, что каждый шаг может привести к сбою, потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Delphi позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Delphi вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой, причем от разработчика в этом случае требуются минимальные усилия.

1.6 Основные этапы разработки электронных обучающих программ

Создание любого компьютерного приложения, а особенно обучающих мультимедиа-систем, сегодня не мыслится без тщательно продуманного плана разработки. В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных обучающих систем. Как и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов. Каждый из них обладает определенными временными рамками, исчисляемыми в процентах от общего времени разработки приложения. Рассмотрим эти этапы и цели, которые на них реализуются:

1 этап: техническое предложение, сделанное на основе учебных потребностей и целей обучения - на этом этапе подвергается анализу ситуация с использованием компьютерных обучающих систем, сложившаяся в образовании. В настоящее время на рынке компьютерных обучающих систем появилось множество программных продуктов довольно высокого качества, предназначенных для применения в процессе обучения. Они выпускаются как отечественными, так и (в большинстве) зарубежными производителями.

2 этап: планирование разработки, решение вопросов об установке сроков, финансирования и составе группы разработчики - здесь устанавливаются сроки реализации отдельных этапов разработки и всего продукта в целом, назначается конечная дата его выпуска. В дальнейшем, составленный график позволяет гибко реагировать на возникающие в процессе разработки трудности, контролировать отставание или опережение, подключать или высвобождать ресурсы и перераспределять их между отдельными стадиями разработки.

Вопрос о финансировании проекта является одним из самых важных в процессе создания любого программного продукта.

3 этап: разработка содержания курса - на этом этапе проводится анализ учебного плана и состав слушателей, происходит определение стратегии курса, разрабатывается сценарий и интерактивное взаимодействие программы с пользователями.

Разрабатываемый электронный учебник предназначен для самостоятельной работы студентов младших курсов по изучению логических основ теории компьютеров в рамках университетского курса. Его создание имеет своей целью предоставить студентам, изучающим курс весь теоретический материал, предусмотренный программой курса, а также практические задания и контрольные вопросы для самопроверки.

Мною был проведен анализ теоретического материала по "Основам теории компьютеров", раздел "Логические основы" с целью определения степени пригодности предлагаемого теоретического материала к компьютерной реализации в виде электронного учебника и эффективности такой реализации.

В ходе анализа было выявлено, что данный теоретический материал пригоден к компьютерной реализации и может быть эффективно представлен в виде электронного учебника. Этот вывод основывается на том, что этот теоретический материал четко структурирован, имеет резко выраженную практическую направленность и предоставляет студентам большой простор для самостоятельной работы.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены