Глава 1. Методика проектирования и создания электронного пособия «Электронное пособие по языку программирования Pascal»

1.1. Отличительные признаки электронного пособия

Электронная энциклопедия, электронный справочник – средства обучения информационного типа, могут быть разработаны, также как учебники и пособия на основе мультимедиа, но они не предусматривают обратной интерактивной связи, перевода информации на уровень знаний и умений, а также не включают их контроля.

Электронный учебник – это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно или с помощью преподавателя освоить учебный курс или его раздел на уровне знаний, умений.

Для создания электронного учебника недостаточно взять хороший учебник, снабдить его навигацией (создать гипертексты) и богатым иллюстративным материалом (включая мультимедийные средства) и воплотить на экране компьютера. Электронный учебник не должен превращаться ни в текст с картинками, ни в справочник, так как его функция принципиально иная.

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, зрительную (связанную с движением предметов) и эмоциональную память.

Электронный учебник или курс обычно содержит три составляющих:1 - презентационная часть, в которой излагается основная информация по курсу; 2 – обучающая часть в виде упражнений (других обучающих форм), с помощью которых информация переходит в разряд знаний; 3 – контролирующая часть (тесты, видеозадачи, программ опросы и др.). Контролирующая часть позволяет проводить объективную оценку освоения студентом дисциплинарного курса. ЭУ – это средство обучения, содержание, которого основывается на классике дисциплины и соответствует образовательному стандарту. Учебник должен быть утвержден образовательным департаментом, т.е. иметь гриф Минобразования и сертифицирован согласно стандарту качества.

Электронное пособие (ЭП) – это электронное издание частично (полностью) заменяющее или дополняющее учебник. ЭП в отличие от учебника кроме трех обязательных частей, присутствующих в учебнике: классического предметного содержания, упражнений для закрепления материала и контроля знаний, предполагает наличие определенной методики, разрабатываемой в рамках педагогического подхода: проблемного, проектного, контекстного, эвристического и др. подходов. Для эксплуатации ЭП достаточно провести экспертизу на уровне учебного заведения. Экспертиза проводится при наличии внешней рецензии, данной данную работодателем или главным специалистом региона. После проведения экспертизы Э.П. утверждается на методическом (ученом) совете образовательного учреждения.

Электронная инструментальная среда (программа) электронное средство обучения, которое позволяет моделировать сложные технологические процессы, создавать проекты, чертежи, расчеты за счет использования трехмерной графики, анимации и других свойств компьютера («Autokad»), «Хирургия глаза», позволяет моделировать процесс производства оперативных вмешательств на глазах.

Электронная образовательная среда учебного заведения понятие более широкое должна включать различные электронные образовательные средства: курсы мультимедиа лекций, курсы семинарских занятий и комбинированных уроков, электронные учебники,

Электронная библиотека курса может включать электронную образовательную среду учебного заведения и образовательные ресурсы Интернета.

Компьютерные модели, конструкторы и тренажеры позволяют закрепить знания и получить навыки их практического применения в ситуациях, моделирующих реальные.

В отличие от вышеописанных компонент, компьютерные модели, как правило, не являются универсальными. Каждая из них рассчитана на моделирование достаточно узкого круга явлений. Основанные на математических моделях (которые содержат в себе управляющие параметры), компьютерные модели могут быть использованы не только для демонстрации трудно воспроизводимых в учебной обстановке явлений, но и для выяснения (в диалоговом режиме) влияния тех или иных параметров на изучаемые процессы и явления. Это позволяет использовать их в качестве имитаторов лабораторных установок, а также для отработки навыков управления моделируемыми процессами.

Компьютерные технологии позволяют не только работать с готовыми моделями объектов, но и производить их конструирование из отдельных элементов.

К тренажерам могут быть отнесены также и компьютерные задачники. Компьютерный задачник позволяет отработать приемы решения типовых задач, позволяющих наглядно связать теоретические знания с конкретными проблемами, на решение которых они могут быть направлены.

Электронный лабораторный практикум позволяет имитировать процессы, протекающие в изучаемых реальных объектах, или смоделировать эксперимент, не осуществимый в реальных условиях. При этом тренажер имитирует не только реальную установку, но и объекты исследования и условия проведения эксперимента. Лабораторные тренажеры позволяют подобрать оптимальные для проведения эксперимента параметры, приобрести первоначальный опыт и навыки на подготовительном этапе, облегчить и ускорить работу с реальными экспериментальными установками и объектами.

Многие понятия, связанные с электронным учебником, существенно изменялись в течение последних двадцати лет. Авторам данного документа неоднократно приходилось наблюдать, как в дискуссиях об ЭУ одни участники, исходя из устаревших представлений, выдвигали и отстаивали тезисы, давно ставшие очевидными для других. В практическом плане устаревшие концепции часто приводят к созданию электронных продуктов, выдаваемых за ЭУ, но на самом деле бесполезных ровно постольку, поскольку они ЭУ не являются. Поэтому представляется целесообразным начать изложение с уточнения основных понятий, относящихся к электронным учебником.

Электронное издание (ЭИ) — это совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео–, фото– и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе — магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD–ROM, DVD, CD–R, CD–I, CD+ и др.), а также опубликовано в электронной компьютерной сети.

Учебное электронное издание (УЭИ) должно содержать систематизированный материал по соответствующей научно–практической области знаний, обеспечивать творческое и активное овладение студентами и учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области. УЭИ должно отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения.

Учебник (У)— учебное издание, содержащее систематическое изложение учебной дисциплины или ее раздела, части, соответствующее государственному стандарту и учебной программе и официально утвержденное в качестве данного вида издания.

Электронный учебник (ЭУ) — основное УЭИ, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины

Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой.

Учебное пособие (УП) — это издание, частично или полностью заменяющее или дополняющее учебник и официально утвержденное в качестве данного вида издания.

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

Гипертекст — это текст, представленный в электронной форме и снабженный разветвленной системой связей, позволяющей мгновенно переходить от одного его фрагмента к другому в соответствии с некоторой иерархией фрагментов.

Интеллектуальное ядро (ИЯ) — специальный комплекс программ, реализующих математические операции в численной и символьной формах.

Компьютерное объяснение — объяснение, использующее наглядность, индуктивные умозаключения и формирование понятий путем ответов на вопросы типа “да” и “нет”.

Компьютерное решение — решение таким методом, который, являясь наиболее простым и естественным, требует столь громоздких вычислений и преобразований, что без компьютера не применяется.

Визуализация — представление в наглядной форме с помощью рисунков, графиков и анимации.

При разработке структуры и содержания электронного учебного пособия необходимо ориентироваться на следующие принципы и технологические особенности:

Принцип приоритетности педагогического подхода: реализуется через постановку образовательной цели и разработку содержания образовательной деятельности на основе одного или комбинации нескольких дидактических подходов: системного, синергетического, проблемного, алгоритмического, программированного, проектного, эвристического, компетентностного и других подходов. Системный подход означает, что целесообразно разрабатывать комплексные пособия, включающие как лекционный материал, семинарские занятия, так и комбинированные уроки (практики, для гуманитарных и общеспециальных дисциплин). Т. е. пособие должно охватить дисциплинарную систему.

Принцип модуля: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.

Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты теоретическое ядро, контрольные вопросы по теории, примеры, задачи и упражнения для самостоятельного решения, контрольные вопросы по модулю с ответами, контрольные тесты по всему курсу, контекстная справка (Help), исторический комментарий.

Принцип наглядности. В основе принципа создания электронных средств обучения (ЭСО) лежит теория мультисенсорного обучения. Каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов. При подготовке иллюстраций выбирайте или обрабатывайте такие, которые выполняют не рекламную и развлекательную роль, а обучающую функцию. Лишь на обложке пособия или титульном листе раздела (модуля) возможно использование иллюстраций, украшающих интерфейс.

Используйте тот или иной вид иллюстраций в местах, трудных для понимания учебного текста, требующих дополнительного наглядного разъяснения; для обобщений и систематизации тематических смысловых блоков; для общего оживления всего учебного материала и рассредоточенного по всему полю текста как печатного, так электронного (гипертекста). Изобразительная наглядность, в которой значительное место занимают: репродукции картин; фоторепродукции памятников архитектуры и скульптуры; учебные картины - специально созданные художниками или иллюстраторами для учебных текстов; рисунки и аппликации; видеофрагменты; аудиофрагменты; видеофильмы (в т.ч. аудио- и видеосюжеты).

Условно-графическая наглядность: таблицы; схемы, блок-схемы, диаграммы, графики, карты, картосхемы. Таблицы по выполнению их функциональной роли разделяют на три вида.

1- Разъяснительные - в сжатом виде облегчают понимание изучаемого теоретического материала, способствуют сознательному его усвоению и запоминанию.

2 - Сравнительные - осуществляют сопоставление и противопоставление материала и являются одним из видов группировки его, то есть отражают специфику табличной формы. Сравниваться могут любые элементы: существенные сопоставимые признаки исторических, социальных, экономических и политических объектов, типы хозяйств, типы темперамента человека и т.п. При сравнении выделяют у них общее, особенное, единичное и т.д.

3 - Обобщающие или тематические - подводят итог изученному теоретическому материалу, способствуют формированию понятий. Обобщая что-либо, в логической последовательности перечисляют основные черты явлений, событий, процессов и т.п., самое существенное в них.

Таблицы систематизируют изучаемый материал, облегчают возвращение к ранее пройденному материалу и могут быть размещены в форме выводов в конце параграфа или темы. Различают две группы таблиц: статичные, динамичные (анимационные), а также текстовые, числовые, таблицы – рисунки, таблицы – схемы, таблицы – круги. Динамичные (или анимационные) таблицы (анимация - реализация эффекта движения объекта) позволяют составлять самые различные варианты статичных таблиц. Основное преимущество динамичных таблиц - подача материала по частям, небольшим порциями, возможность видоизменять содержание таблицы, заменять одни элементы другими. Эти особенности подвижных таблиц и схем могут быть полезны не только при изучении учебного текста, но и на этапе закрепления (тренинга) изученного материала, поскольку облегчают понимание и запоминание его.

Схемы. По функциональному признаку схемы делятся на следующие типы: сущностные, которые отражают составные части понятий, явлений, процессов и т.п.; логические, устанавливающие логическую последовательность между частями; образные, улучшающие понимание трудных мест в тесте. Для создания у пользователя реалистического образа в ряде случаев целесообразно сопоставление схематического изображения с другими видами иллюстрации.

Анимация позволяет представить в динамике: процесс "порционной" подачи текстовой информации (эффект "электронного лектора"); процесс имитации движения частей иллюстрации;

имитацию движения рисунка; имитацию движений исторических сражений; физические и химические процессы; технологические процессы; техническое конструирование; процесс природных явлений;

процесс социальных явлений; процесс политических событий и т.д.

Анимация представляет практически неограниченные возможности по имитации ситуаций и демонстрации движения объектов. Существует несколько приемов реализации эффекта анимации.

Прием типа "наложения". Суть этого приема заключается в том, что автор, выбрав статичную иллюстрацию, разбивает ее на составные части, а затем описывает последовательность наложения этих частей друг на друга. Так реализуется эффект динамичного изображения и для рисунков. Заметим, что объект не движется в пространстве, но "живет".

Динамические иллюстрации, полученные по такому принципу, уместно использовать для такого текста, где необходимо проиллюстрировать в компактной и образной форме суть процесс построения какого-то ряда, изложить последовательность происходящего (или происходившего) события, явления, изменение человека и т.д.

Этот прием успешно применяется для реализации подачи теоретического материала по частям (например, постепенно составить таблицу, а не давать ее сразу заполненной, что особенно важно при объяснении сложного теоретического материала). Такие таблицы очень эффективны на этапе обобщения и систематизации учебного материала в конце темы, раздела и курса в целом.

Порционную подачу материала можно осуществить и с помощью другого приема - типа "каширования". Суть этого приема заключается в том, что заполненная текстом таблица сначала закрыта (т.е. замаскирована), а затем происходит постепенное ее раскрытие. Создается иллюзия, что какая-то невидимая "черная бумага", передвигаясь по таблице, как бы раскрывает ее по частям (объектами могут быть схемы, блок-схемы или просто "порционные" части текста).

Прием типа "движения в пространстве". Отличие его от приема "наложения" заключается в том, что в этом случае надо описать последовательность шагов, которые "будет совершать" по пространству экрана выбранный объект для иллюстрирования (эффект мультипликации).

Возможность выборочного использования фрагментов анимации или видеокадров очень удобна для пояснения теоретических положений учебного материала. Предположим, имеется фрагмент анимации, состоящий из трех рисуночных кадров, иллюстрирующих смысловое содержание какого-нибудь абзаца. В ходе чтения данного абзаца последовательно вызываются на экран три рисуночных кадра. В случае необходимости обучаемый может приостановить на любое время тот или иной анимационный кадр. По ходу изучения теоретического материала обучаемому можно в качестве иллюстрации выдавать из арсенала анимационных кадров или видеоряда проблемные вопросы, сравнительные таблицы, блок-схемы, две фотографии (для сравнения) и т.д.

Иллюстрации или видеофрагменты могут сопровождаться лаконичным комментарием, то есть таким комментарием, который направляет внимание только на изображение, или без сопроводительного текста.

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. Принцип ветвления позволяет регулярно повторять пройденный материал при этом процесс запоминания основывается на возникновении взаимосвязи между процессом и объектом, между пройденным и новым материалом. Необходимо помнить о словаре терминов - глоссарии. В электронных пособиях это не просто список терминов и их разъяснение, даваемое в конце учебника - это своеобразная динамичная система справки. Пользователь должен иметь возможность, встретив в тексте незнакомый или малопонятный термин, тут же обратиться к его толкованию. Наилучшим образом такая система может быть реализована с помощью гиперссылок.

Принцип регулирования: учащийся самостоятельно управляет сменой кадров. Не следует забывать, что пользователь должен чувствовать себя при работе с ЭСО комфортно. Для этого необходимо предусмотреть всевозможные элементы управления. Нужно просто представить, что обучающийся понятия не имеет, как пользоваться интернет-браузером, и реализовать на каждой страничке учебника все возможные подсказки, стрелки и другие элементы навигации.

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.