Методика разработки и применения электронного учебного пособия

Технические средства обучения — носители учебной информации, для проявления которой требуются специальные технические устройства. Основные виды технических средств обучения:

• · материалы и устройства для программированного обучения;
• · звуковые пособия: магнитофонные записи, грамзаписи, радио;
• · учебное кино: кино, видео — фильмы, фильмы — фрагменты, фильмы — кольцовки;
• · статические и динамические экранные пособия: диафильмы, слайды, кодопозитивы, электронные учебники и учебные пособия и т. п.;
• · контролирующие и информационные устройства с соответствующими базами данных;
• · тренажеры и тренажерные устройства с необходимыми учебно-методическими материалами [2, с.43].

Учебные задачи, решаемые с помощью технических средств обучения:

• · Сообщение учащимся более полной и точной учебной информации, что способствует повышению качества обучения.
• · Повышение наглядности, доступности, темпа сообщения учебного материала.
• · Повышение интереса учащихся к учению, удовлетворение их запросов и любознательности.
• · Снижение утомляемости учащихся на уроке.
• · Освобождение преподавателя от чисто технической работы и возможность использования сэкономленного времени для творческой деятельности.
• · Увеличение доли времени самостоятельной работы учащихся.
• · Облегчение труда преподавателя и учащихся. [43, с.60]

Условия эффективности применения технических средств обучения.

Техническое средство обучения должны использоваться в органической связи и взаимодействии с другими дидактическими средствами обучения.

Техническое средство обучения должны применяться в ходе урока в учебном кабинете по соответствующему предмету. [10,с. 55].

Преподаватель должен в совершенстве знать дидактические возможности намеченного к использованию технического средства, уметь его применить.

Необходимо соблюдать оптимальные частоту и длительность применения технического средства обучения: учебное кино — не более 3−4 раз в неделю; фильмы — фрагменты — 4 — 6 мин в течение урока; диафильмы, слайды — 12 — 15 кадров за один раз.

Применение технического средства обучения существенно влияет на содержание и организацию познавательной деятельности учащихся, и руководство ею. Слово преподавателя, несмотря на его огромное значение в учебном процессе, в данном случае перестает быть основным источником информации, его во многом заменяют база данных и база знаний, заложенные в программно-педагогические средства учебных компьютеров. Уменьшается удельный вес устного опроса на уроке — его в значительной степени заменяет работа учащихся с применением контролирующих машин, экзаменаторов и др. Однако все это ни в коей мере не снижает роль преподавателя в руководстве учебным процессом. В процессе обучения не только усваиваются знания и умения учащимися, но и осуществляется сложное воздействие личности преподавателя на них, в результате чего формируются их мировоззрение, нормы поведения, происходит становление характера. Поэтому ведущей фигурой сложного и многогранного педагогического процесса был, есть и будет педагог. [13,с.63].

Особенности электронного пособия позволяют повысить эффективность обучения по следующим показателям:

• · возможность использования нескольких каналов восприятия в учебном процессе. Знаниями они становятся, лишь, будучи восприняты, осознаны и зафиксированы в памяти. Психологическая наука утверждает, что память человека состоит из двух функционально разных частей: одна часть фиксирует дискретную (знаковую) информацию, другая — информацию, представленную в виде образов, картин (ассоциативную). Оба вида информации возникают в результате сложных психических преобразований сведений, поступающих субъекту в процессе обучения. Отмечено, что образная (видео) информация формируется легче и в большем объеме (информационном), чем знаковая (текстовая). Недаром в народе говорят: лучше один раз увидеть, чем семь раз услышать;
• · представление материала различными способами, что позволяет актуализировать различные органы чувств; возможность подстраиваться под индивидуальный темп (стиль) обучения;
• · представление процессов в динамической форме;
• · моделирование сложных реальных экспериментов;
• · визуализация абстрактного содержания;
• · стимуляция познавательных мотивов обучения. [71,с.88]

Возникает вопрос, каким образом на практике реализовать преимущества электронного учебного пособия, какие аспекты этого пособия выбрать в качестве основных, какие — в качестве дополнительных? Дело в том, что процесс создания электронного учебного пособия более трудоемкий, а главное, более капиталоемкий, чем написание и издание учебника на печатной основе. При создании электронного пособия используются новые информационноемкие технологии, к тому же для эффективного представления и усвоения ряда учебных материалов (экспериментов, динамических процессов и др.) необходимо создавать специальное программное обеспечение. И не всегда разработанные по заявкам авторов учебников компьютерные программы оказываются эффективными и полезными при использовании их в учебном процессе.

Ответом на этот вопрос выступают принципы создания электронного учебного пособия, включающие в себя:

• v Принцип квантования: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.
• v Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты:
  • · теоретическое ядро,
  • · контрольные вопросы по теории,
  • · примеры,
  • · задачи и упражнения для самостоятельного решения,
  • · контрольные вопросы по всему модулю с ответами,
  • · контрольная работа,
  • · контекстная справка (Help),
  • · исторический комментарий.
• v Принцип наглядности: каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.
• v 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.
• v 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), 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.
• v Принцип адаптивности электронного учебного пособия 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.
• v 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.
• v Принцип собираемости электронного пособия должен быть выполнен 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 ученика (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя или исследователя. [7, с.11]

Методические рекомендации по разработке электронного учебного пособия.

На первом этапе разработки электронного пособия 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 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 электронные издания и называют электронным пособием. Оно практически не имеет шансов на коммерческий успех, потому что учащиеся 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 интеллектуальное ядро; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра электронного пособия для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с интеллектуальным ядром).

В результате создается работающее электронное пособие, которое обладает свойствами, делающими его необходимым для учащихся, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такое электронное пособие 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 электронное пособие готово 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 электронного пособия и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации электронного учебника может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.

Несмотря на то, что создание электронного учебного пособия представляет собою свободный творческий процесс преподавателя и программиста, необходимо все же придерживаться определенных методических требований. [70, с.60].

Методические рекомендации по применению электронного учебного

пособия. Подготовка электронного учебного пособия к эксплуатации включает следующие этапы работы: тестирование, написание инструкций по применению электронного издания, разработка методического обеспечения, подготовка материалов для регистрации и получения грифа Минобразования. [33,с.80].

Ш Тестирование.

Тестирование электронного учебного пособия идет на каждой фазе производства, чтобы итоговый продукт совпадал с намеченными дидактическими целями. Также важно техническое тестирование программы, направленное на выявление программных ошибок.

Итоговое тестирование пособия должно проводиться в экспериментальных группах под непосредственным наблюдением авторов, методистов и разработчиков. Ее цели:

ь проверить работу всех функциональных модулей обучающей программы в реальном режиме (не наблюдается ли зависаний программы, насколько быстро она работает и.т.п.).

ь выявить не замеченные ранее неточности в изложении учебного материала и программной реализации. В этой работе не обойтись без студентов. Их необходимо стимулировать к тому. Чтобы они фиксировали и передавали авторам (разработчикам) замеченные ими ошибки;

ь оценить эффективность организации интерфейса пособия, фиксируя, что именно вызывает затруднения у студентов при работе с ней;

ь оценить среднюю продолжительность работы студента с каждым курсом, что ляжет в основу составления учебных планов;

ь накопить базу результатов выполнения тестовых заданий для осуществления проверки их валидности. [22, с. 176].

Ш Разработка методического обеспечения.

Если создание электронного пособия не будет сопровождаться разработкой надлежащих методических материалов, затраченные силы и средства пропадут даром, поскольку тогда электронное пособие не будет воспринят системой образования. Поэтому методическое обеспечение пособия имеет принципиальное значение для успеха проекта в целом. Исходя из этого, мы уделяем данному вопросу особое место.

Очевидно, что с появлением и совершенствованием различных электронных изданий должны принципиально измениться учебные программы и планы лекций и практических занятий, а также роль преподавателя в учебном процессе.

Роль методического обеспечения. Важно понять, что если электронные пособия будут разработаны в соответствии с принципами, изложенными выше, то можно будет считать компьютеризацию математического образования состоявшейся. По разным причинам, и не только материального характера, никогда не будет так, чтобы компьютеры были в каждом доме, в каждой аудитории и в каждой комнате общежития. Это не только невозможно, но и, как будет показано ниже, не нужно.

Однако даже самые лучшие электронные средства обучения осядут мертвым грузом на компьютерах, если их использование не будет методически обеспечено, если не будет создано компьютерное учебно-информационное пространство, единое для преподавателей и учащихся.

Успешная компьютеризация образования зависит не от количества компьютеров, а от качества средств обучения и методического обеспечения их использования (здесь уместно вспомнить термин «внедрение»).

По мнению Зиминой О. В., отсутствие полного комплекса методических материалов, а также удобных и эффективных форм повышения квалификации, оперативной и полной информации о появлении и содержании новых компьютерных учебных пакетов, вынуждают преподавателя не только не использовать в своей профессиональной деятельности достижений компьютеризации, но иногда даже запрещать студентам использовать компьютер при выполнении домашних заданий и типовых расчетов.

Все сказанное вовсе не означает, что преподавателей надо немедленно усадить за компьютеры, а занятия перенести в компьютерные классы. Это не только невозможно, но и вредно (хотя такие попытки систематически предпринимаются).

Требования к современному методическому обеспечению. Прежде чем перейти к описанию содержательной части методического обеспечения, попытаемся сформулировать некоторые положения, без выполнения которых принципиально изменить содержание и форму математического образования и превратить его в образование 21-го века, на наш взгляд, невозможно:

• · Нельзя проводить занятия в компьютерном классе в течение всего семестра, но студенты всех групп должны иметь равные возможности получить 3−4 занятия в компьютерном классе в соответствии с сеткой расписания.
• · Каждое занятие в соответствии со стандартными программами должно быть оснащено методической разработкой, не зависящей от того проходит ли занятие в компьютерном классе или в обычной аудитории (изменится лишь соотношение вопросов и задач, рассмотренных в аудитории, и заданных на дом). Это возможно, если учесть, что компьютерная среда в компьютерном классе и на домашнем компьютере одна и та же.
• · Преподаватель за компьютер не садится — он ведет занятие по информатике, а компьютеры служат лишь подспорьем, позволяющем сэкономить время и сделать работу более эффективной: решить большее количество задач (и уменьшить домашнее задание), проанализировать результаты, воспользоваться графическими возможностями компьютера.
• · При чтении лекций и проведении занятий в обычной аудитории преподаватель учитывает наличие у всех студентов электронного учебника и других компьютерных пособий (на домашнем компьютере или в специальных аудиториях, оборудованных для самостоятельной работы студентов) и, следовательно, имеет возможность ограничиться наиболее существенными вопросами, а остальное передать студентам для самостоятельного изучения. (Для обеспечения полноценной самостоятельной работы студентов в компьютерных классах, может быть, целесообразно вернуть в расписание т.н. «День самостоятельных занятий» или в некоторые дни проводить занятия лишь до обеда.)
• · В компьютерных классах очень удобно проводить контрольные работы. Учитывая экономию времени, которое студенты тратят на решение задач с помощью компьютера, можно контрольную работу провести за половину занятия, разделив группу пополам и проводя параллельно занятие (с одной частью группы) и контрольную работу (с другой частью), причем компьютер выдает результаты контрольной немедленно. Очень важно, что преподаватель сам вызывает нужную ему контрольную работу в необходимом количестве вариантов и выбирает уровень ее сложности (группу также можно разделить по уровню подготовки).

Компьютерная поддержка позволяет индивидуализировать работу со студентами особенно в части, касающейся домашних заданий и контрольных мероприятий, таким образом, чтобы каждый студент ощущал, что задания ему по силам и он продвигается от успеха к успеху. Это стимулирует интерес к предмету и делает учебу осмысленной и эффективной. Нравственное и воспитательное значение индивидуализации заданий трудно переоценить.

Содержание методического обеспечения. Самые скромные требования к содержательной части методического обеспечения преподавания информатики предполагают наличие основных элементов:

• 1) Новые планы лекций и практических занятий, разработанные с учетом компьютерной поддержки.
• 2) Методические пособия (печатные и электронные), содержащие подробные рекомендации по каждому занятию.
• 3) Подробная информация о наличии, содержании и возможностях компьютерных пакетов учебного назначения вместе с методическими рекомендациями по их использованию в аудитории, при выдаче домашних заданий и проведении контрольных мероприятий.
• Ш Подготовка материалов для регистрации и получения грифа Минобразования.

Получение грифа осуществляется в два этапа:

На первом этапе специализированной секцией Федерального экспертного совета по учебным электронным изданиям (ФЭС) проводится научно-техническая экспертиза (платная) и составляется экспертное заключение, утверждаемое ФЭС.

На втором этапе на основе экспертного заключения Министерством образования РФ принимается решение, защита и распространение электронного учебника.

Вопросы защиты электронного пособия 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.

В процессе разработки первой главы было изучено состояние проблемы изучения методики создания электронного учебного пособия в условиях профессионального образования.

Рассмотрены труды по проектированию целостного учебного процесса Н. А. Алексеева. Изучены работы по информационным технологиям и программно-педагогическим средствам О. В. Зиминой, В. С. Томасова, И. А. Морева, Г. В. Можаевой, В. Ю. Матыкина. Исследованы проблемы компьютеризации процесса обучения и создания автоматизированных систем обучения в работах Е. И. Машбица, С. Пайперта, Е. С. Полата,, В. П. Иванова, Е. В. Трубниковой, Н. В. Стабровской, И. И. Мархеля, Ю. О. Овакимяна.

Были рассмотрены понятие, значение и особенности электронного учебного пособия по специальной дисциплине.

Рассмотрены преимущества и недостатки электронного пособия и печатного. Приведена сравнительная таблица возможностей печатного и электронного пособия.

В результате была определена методика разработки и применения электронного учебного пособия по дисциплине в условиях профессионального образования.

В данном параграфе приведено определение технических средств обучения, рассмотрены основные виды и учебные задачи, решаемые с помощью технических средств обучения.

Особое внимание уделено принципам создания, методическим рекомендациям по разработке и применению электронного учебного пособия.

Таким образом, электронное учебное пособие — это обучающая программа, осуществляющая дидактический цикл процесса обучения, обеспечивающая интерактивную учебную деятельность и контроль уровня знаний. Главное преимущество электронного учебного пособия — это возможность интерактивного взаимодействия между студентом и его элементами.