49057 (Создание программного обеспечения электронного учебника)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра общей информатики

Дипломная работа

Создание программного обеспечения электронного учебника

студента 5 курса заочной

формы обучения

Сергеев Денис Николаевич

Москва 2010

Введение

Стремительный процесс компьютеризации образования на основе современных компьютерных систем, поступающих в учебные заведения страны, открывает в образовании путь электронным учебникам. Этот термин в настоящее время наиболее устойчив, и к этому типу разработок относятся все в большей или меньшей степени целостные компьютерные курсы учебного назначения. Учебник, в классическом понимании, это книга для учащихся или студентов, в которой систематически излагается материал в определенной области знаний на современном уровне достижений науки и образования.

Необходимо четко определить отличительные признаки электронного учебника от печатного.

1) Каждый печатный учебник (на бумажном носителе) рассчитан на определенный исходный уровень подготовки учащихся и предполагает конечный уровень обучения. По многим общеобразовательным предметам имеются учебники обычные (базовые), повышенной сложности, факультативные и др. Электронный учебник по конкретному учебному предмету может содержать материал нескольких уровней сложности. При этом он будет весь размещен на одном лазерном компакт-диске, содержать иллюстрации и анимацию к тексту, многовариантные задания для проверки знаний в интерактивном режиме для каждого уровня.

2) Наглядность в электронном учебнике значительно выше, чем в печатном. Так в учебнике по географии России на бумажном носителе обычно представлено около 50 иллюстраций. В новом мультимедийном учебнике по этому же курсу имеется около 800 слайдов. Наглядность обеспечивается также использованием при создании электронных учебников мультимедийных технологий: анимации, звукового сопровождения, гиперссылок, видеосюжетов и т.п.

3) Электронный учебник обеспечивает многовариантность, многоуровневость и разнообразие проверочных заданий, тестов. Электронный учебник позволяет все задания и тесты давать в интерактивном и обучающем режиме. При неверном ответе можно давать верный ответ с разъяснениями и комментариями.

4) Многие электронные учебники являются по своей структуре открытыми системами. Их можно дополнять, корректировать, модифицировать в процессе эксплуатации.

5) Для обеспечения многофункциональности при использовании и в зависимости от целей разработки электронные учебники могут иметь различную структуру. Например, для использования на уроках можно создавать электронный учебник, поддерживающий учебную программу по конкретному предмету и учебный материал подавать согласно имеющемуся тематическому планированию. Можно разрабатывать электронный учебники без привязки к тематическому планированию, а просто следуя учебному плану по конкретному курсу. Можно создавать электронные учебники по принципу вертикального изучения учебного материала. Так, например, функции и графики изучаются в школе с 7 по 10 классы. На бумажных носителях имеется четыре учебника для соответствующих классов, в каждом из которых имеется наряду с другими темами и учебный материал по функциям и графикам. Электронный учебник может объединить весь изучаемый материал по этой теме с 7 по 10 классы. Такой ЭУ можно использовать и для самостоятельных занятий, для подготовки к сдаче экзаменов, на уроках.

Оценка качества создаваемых и используемых в образовательном процессе электронных мультимедийных учебников и пособий на сегодняшний день является очень актуальным, так как единого научно-методического обеспечения и стандартов в данной области не существует, что отрицательно сказывается на качестве программного обеспечения учебного назначения, существующего на современном рынке программного обеспечения. В то же время они вызывают к себе повышенный интерес как к современному научно-методическому обеспечению учебного процесса и способу самообразования.

Таким образом, в данной работе объектом исследования являются автоматизированные обучающие системы. А сам процесс усвоения учебного материала учащимися выступает предметом исследования.

В соответствии с требованиями к автоматизированным обучающим системам, таким как наличие обучающей части, возможность корректировки и дополнения материала, наличие части для самопроверки, а также в соответствии с особенностями усвоения учебного материала учащимися, формируется цель – разработать программное обеспечение электронного интерактивного учебника.

Для реализации цели необходимо выполнить ряд задач:

1) Разработать требования к программному обеспечению

2) Разработать программное приложение

3) Разработать учебный материал

4) Разработать тестовую информацию

5) Разработать выходную таблицу результатов

1. Программное обеспечение электронного учебника

1.1 Современный электронный учебник

В соответствии с Инструкцией Минобразования, электронное издание представляет собой совокупность текстовой, графической, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное учебное пособие может быть выполнено на любом электронном носителе или размещено в локальной или глобальной компьютерной сети. В зависимости от содержания, объема и полноты представления учебного материала электронные учебные издания делятся на электронные учебники, электронные учебные пособия, электронные задачники, электронные практикумы и т.д.

Определение электронного учебника приводится в Приложении 2 к приказу № 1646 Минобразования России: “Электронный учебник – основное электронное учебное издание, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемое дидактическими единицами стандарта и программой”.

Современный электронный учебник – это целостная дидактическая система, основанная на использовании компьютерных технологий и средств Интернет, ставящая целью обеспечить обучение студентов по индивидуальным и оптимальным учебным программам с управлением процессом обучения.

Выделим следующие критерии, позволяющие оценить степень прогресса электронных учебников в сравнении с традиционными методами обучения:

• формы представления учебной информации:

• способы навигации и поиска;

• методы контроля знаний;

• организация обратной связи с преподавателем.

• Сформулируем принципы разработки современных электронных учебников:

• представление информации с использованием всего спектра мультимедиа-данных: текста, графики, аудио, видео, анимации;

• развитые возможности поиска и навигации в сочетании с обширной информационно-справочной информацией;

• объективная и всесторонняя система контроля знаний;

• возможности интерактивной связи ученика и преподавателя с использованием сетевых технологий.

Отличия электронного учебника от традиционных курсов обучения:

1. специфическая система управления процессом обучения, включающая средства нелинейного структурирования и оптимизации учебного материала, средства диагностики и коррекции знаний, разветвленную сеть обратной связи и т.п.;

2. словесные методы, позволяющие значительно ускорить познавательные процессы;

3. графические средства, обеспечивающие процессу обучения высокий уровень наглядности;

4. средства мультимедиа, позволяющие организовать лабораторный практикум.

Электронный учебник позволяет решать следующие основные задачи:

• получать сведения об учебной программе и тематическом плане учебной дисциплины, последовательности занятий и логике изучения тем;

• индивидуально просматривать, изучать или повторять учебный, методический и информационно-справочный материал;

• наглядно представлять на дисплее компьютера весь дидактический материл и наглядные пособия (схемы, рисунки, таблицы, графики, текст и т.д.);

• осуществлять самоконтроль (с автоматизированным выставлением оценок) усвоения содержания учебных тем;

• получать информацию о рекомендованной учебной, научной и методической литературе;

• распечатывать образцы планов проведения и методические разработки по всем темам и видам занятий;

• размножать раздаточные материалы (планы, таблицы, задания и т.д.) необходимые для проведения занятий со слушателями;

• получать методические рекомендации по проведению тех или иных форм учебных занятий (частные методики);

• узнавать сведения о некоторых технологиях, применяемых в информационной деятельности и другие сведения.

Конечно, здесь перечислены не все задачи, которые составляли бы необходимый и достаточный уровень для электронного учебника, но эти являются наиболее актуальными.

Достоинства и недостатки электронного учебника

ЭУ, являясь гипертекстовым документом, сталкивает пользователей и создателей с рядом следующих сложностей:

• Желательно предусмотреть возможность работы по локальной сети с учебником, возможность размещения его в сети Интернет.

• Защита системно-обучающей функции, чтобы случайные ошибки пользователей не меняли содержание учебника.

• Необходимость ужесточения требования к психолого-педагогическим аспектам, обратить внимание на коммуникативные режимы.

Главным недостатком электронным учебников является - трудность чтения больших текстов с экрана компьютера, в результате чего ухудшается восприятие информации. Для решения этой проблемы во многих учебниках реализованы два режима обучения: текстовый и звуковой. Текстовый режим можно назвать усовершенствованным аналогом книги, а звуковой – аналогом хорошо проиллюстрированной лекции или учебного видеофильма. Оба режима являются различными способами представления одного и того же материала

Выделяют еще целый ряд недостатков, которые приписывают электронному учебнику:

• необходимость владения определенной информационной культурой как студентами, так и преподавателями;

• при использовании сетевых образовательных технологий необходимо наличие локальной сети или доступа в сеть Интернет;

• необходимость наличия сравнительно дорогостоящей компьютерной техники или возможность доступа к современному персональному компьютеру каждого члена общества, желающего получить образование;

• отсутствие в большинстве случаев концепции, которая лежит в основе издания электронного учебника или иного пособия;

• мультимедийные средства, используемые в большом количестве при создании электронных учебников, часто являются избыточными.

Несмотря на такое обилие недостатков, электронный учебник имеет большое количество преимуществ.

Достоинства электронного учебника:

• Повышается производительность труда преподавателя.

• Работа с электронными учебниками активизирует самостоятельное мышление студентов.

• Индивидуальный темп обучения. Под этим подразумевается не только «индивидуализация» по времени, так как обучение при классно-урочной системе подчинено жестким временным рамкам, но и вариантность развернутости учебного материала, учет типа памяти, темперамента и мышления учащегося.

• Режим электронных конференций позволяет эффективно производить чтение проблемных лекций.

• Электронный учебник восприимчив к новой информации, оперативно можно вводить нововведения, связанные с реформированием общественно-политической, экономической жизнью.

• Обеспечение каждого студента несколькими альтернативными учебниками по каждому курсу, включая зарубежные источники.

• Существенное повышение эффективности обучения за счет использования информационных технологий.

• Осуществление широкого контроля учебной деятельности, в том числе и самостоятельной работы обучающихся.

• Приобщение к использованию современных информационных технологий как обучающихся, так и преподавателей.

• Использование мультимедийных возможностей, позволяющее сделать содержание более наглядным, понятным.

• Возможность снабдить учебный материал динамическими рисунками, использование которых позволяет студенту экспериментировать, рассматривать изучаемое явление с разных сторон.

• Возможность моделировать.

• Возможность быстро и эффективно тестировать или как-нибудь иначе проверять знания студентов.

• Возможность организовывать самостоятельную работу студентов, давать подсказки, справки и многое другое.

• Использование гипертекстовых ссылок, позволяющее мгновенно отыскать нужное понятие, в считанные доли секунды «перелистать» многие страницы изучаемого текста.

• Пожалуй, одно из самых главных достоинств – возможность организовывать виртуальную лабораторную работу, которую по тем или иным причинам невозможно провести в реальной обстановке.

Электронный учебник аккумулирует в себе все основные дидактические, методические, научные и информационно-справочные материалы, необходимые преподавателям для подготовки и проведения всех видов и форм занятий, а так же слушателям для самостоятельного изучения учебных тем или подготовки к занятиям, проводимым под руководством преподавателя, и получения дополнительных информационно-справочных сведений по учебной дисциплине. Кроме того, он предоставляет возможность слушателям качественно решать задачи самоконтроля усвоения материалов по учебной дисциплине, а преподавателям - объективно осуществлять текущий и итоговый контроль за успеваемостью студентов.

Таким образом, существует большое количество преимуществ электронного учебника над печатным, поэтому проблема создания качественного электронного учебника является актуальной в настоящее время проблемой. На сегодняшний день создано достаточно большое количество электронных обучающих пособий, лидерами в этой области являются производители “Физикон”, КиМ, 1С, “Кирилл и Мефодий”, TeachPro. Если говорить о конкретных учебниках, то стоит отметить книгу Платонова Ю.М., Уткина Ю.Г., Иванова М.И. “электронный экзаменатор у вас дома. Информатика”[10]. Авторы учебника в своей книге попытались создать пособие, которое даст читателю общее представление об устройстве персонального компьютера, о работе с ним и некоторыми программами, а, кроме того, создать систему, позволяющую осуществлять самоконтроль знаний по пройденным темам. К сожалению их работу никак нельзя назвать идеалом электронного интерактивного пособия - в книге присутствует большое количество фактических ошибок, да и сам электронный экзаменатор имеет ряд недостатков.

Так же следует сказать об On-line пособии Батищева П.С. - электронный учебник по курсу “информатика” и тесты по курсу “информатика”[1]. Учебник предназначен для обучения в сети Internet. Учебник входит в состав учебно-методического комплекса по предмету “Информатика”, тесты предназначены для проведения аудиторных занятий и самостоятельного обучения. Они дополняют электронный учебник, обеспечивая наилучшее усвоение материала.