Обзор современного состояния темы

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.. 6

2 ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕМЫ... 8

2.1  Обусловленность и целесообразность использования компьютерных средств обучения в учебном процессе. 8

2.2  Электронные средства обучения и предъявляемые к ним требования. 12

2.2.1   Требования к электронным учебникам для самоподготовки в режиме очного и очно-заочного обучения 12

2.2.2   Требования к электронным учебникам для дистанционного обучения. 13

2.2.3   Требования к компьютерным контрольно-обучающим программам.. 14

2.2.4   Требования к педагогическим тестам в компьютерной форме представления. 15

2.3  Понятие «Электронный учебник» и требования к ним.. 16

2.3.1   Дидактические требования к электронным учебникам.. 19

2.3.2   Психологические требования к электронным учебникам.. 20

2.3.3   Информационно-технические требования к электронным учебникам.. 21

2.4  Создание ЭКУ.. 22

2.5  Содержание и структура ЭКУ.. 24

2.6  Технологии создания электронных учебников. 31

2.6.1   CASE- технологии. 32

2.6.2   Гипертекстовая технология. 33

2.6.3   Авторские средства для создания мультимедиа приложений. 33

2.7  Определение свойств и ограничений создаваемой обучающей программы.. 38

2.8  Требования, предъявляемые к содержанию учебного материала в разрабатываемой обучающей программе. 40

2.9  Краткое описание протоколов используемых для создания защищенных виртуальных каналов 41

2.10 Сведения о распределении криптографических ключей. 47

2.11 Сведения об организации безопасности удаленного доступа к локальной сети. 51

3 РЕАЛИЗАЦИЯ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ... 56

3.1  Выбор средства реализации. 56

3.2  Описание прикладной оболочки программы eAuthor 58

3.3  Реализация представления учебного материала. 59

3.4  Реализация системы тестирования. 62

3.5  Реализация поиска. 65

3.6  Реализация словаря. 66

3.7  Реализация учебного центра. 67

3.8  Структура диалога обучающей программы.. 68

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.. 70

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.. 79

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 95

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 96

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Новые возможности организации процесса обучения, возникшие как результат быстрого развития вычислительной техники и общей информатизации общества, вызывают необходимость пересмотра традиционных образовательных методик. Одной из наиболее перспективных возможностей является использование в учебном процессе компьютерных средств обучения. Использование компьютерных технологий постепенно становится новым образовательным стандартом, который внедряется во все структуры, проводящие подготовку и переподготовку специалистов (начиная от профессионально-технического и высшего образования и заканчивая ускоренными курсами по различным специальностям). В настоящее время перспективные модели образования базируются на широком использовании новых информационных технологий. Немаловажное значение имеют такие электронные средства поддержки обучения, как электронные учебники [1].

В этой связи актуальной является разработка адекватных современным идеям развития образования (открытое образование, дистанционное образование и др.) новых средств обучения, в частности электронных учебников и обучающих программ.

Электронные учебники позволяют индивидуализировать и дифференцировать процесс обучения, осуществлять контроль с диагностикой ошибок и обратной связью, осуществлять самоконтроль и самокоррекцию учебной деятельности, формировать умение принимать оптимальное решение в различных ситуациях, развивать определенный тип мышления (наглядно-образного, теоретического), усиливать мотивацию обучения, формировать культуру познавательной деятельности. Важным свойством современных компьютерных пакетов является их интерактивность. Диалог с компьютером, при всей его ограниченности и шаблонности, позволяет учащемуся самостоятельно определять темп обучения и разгружает преподавателя для решения более творческих задач, чем простая начитка материала.

Электронный учебник должен обеспечивать выполнение всех основных функций (предъявление теоретического материала, выполнение контрольных и тренировочных заданий, обратная связь и др.). Такой электронный учебник можно будет легко корректировать по мере необходимости, он хорошо впишется в систему образования и автоматически обеспечит непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения [2].

 

 

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Основной целью дипломного проектирования является разработка обучающей программы, которая помогла бы студентам в изучении дисциплины «Безопасность глобальных компьютерных технологий». Основные требования к создаваемой программе формулируются следующим образом:

1. Полное соответствие содержания электронного учебного пособия государственному образовательному стандарту и типовой учебной программе соответствующей учебной дисциплины.

2. Комплексность, достаточная для самостоятельного изучения и практического усвоения учебного материала соответствующей дисциплины учащимися при консультационной поддержке и контроле со стороны преподавателей.

3. Предельная лаконичность текстового учебного материала, применение гипертекстовой разметки при его изложении.

4. Включение в состав электронных учебных ресурсов:

· средств контроля и самоконтроля полученных знаний, умений и навыков;

· средств регистрации учащихся, их действий и результатов, получаемых при изучении учебной дисциплины;

· средств оперативного взаимодействия с преподавателями и другими учащимися;

· методических рекомендаций по целесообразному порядку изучения, как всей учебной дисциплины, так и каждого объекта в ее составе.

· средств получения оперативной информации о каком-либо понятии, т. е. необходима поисковая система.

5. Удобство и наглядность навигации по электронным учебным ресурсам, простота и оперативность переходов к требуемым разделам, объектам и средствам обучения.

6. Типизация применения экранного пространства при организации пользовательского интерфейса создаваемых электронных учебных ресурсов.

7. Возможность применения на персональных компьютерах средней производительности с типовым набором аппаратно-программных средств.

8. Обеспечение переносимости электронных учебных ресурсов на различные вычислительные платформы.

При использовании разработанной обучающей программы, студенты становятся вольны от написания подробных конспектов. Это позволяет им больше сосредоточиться на объяснениях преподавателя. А затем, полностью разобравшись с материалом, и не пропустив ни чего важного, прочитать конспект и окончательно закрепить материал.

В качестве средства реализации программы выбрана программа eAuthor, разработанная компанией ГиперМетод в 2003 году, как специальное средство для создания дистанционных мультимедийных учебных курсов. Таким образом, второй целью дипломного проекта является протестировать программу eAuthor, понять насколько она подходит для применения в данной области, оценить ее слабые и сильные стороны, указать целесообразность ее использования при дальнейших разработках подобных учебных материалов.

 

 

Требования к электронным учебникам для дистанционного обучения

 

1. Электронный учебник должен отвечать требованию целенаправленности, обеспечивая обучающегося постоянной информацией о ближайших и перспективных целях обучения.

2. Содержание электронного учебника должно быть структурировано и представлено в виде укрупненных блоков или модулей, сохраняющих логику и взаимосвязи дидактических единиц изучаемого материала. 

3. Содержание электронного учебника должно быть представлено на различных уровнях трудности для индивидуализации дистанционного обучения.

4. Электронный учебник должен обладать системой входного контроля для диагностики обучаемого перед началом работы с целью оптимизации трудности учебного материала и обеспечения индивидуализации дистанционного обучения.

5. Электронный учебник должен обладать системой помощи, включающей различные уровни и обеспечивающей полное усвоение учебной информации.

6. Электронный учебник должен обладать возможностью получения обучаемым бумажной копии статических разделов, возможность копирования выбранной информации в личный электронный конспект.

7. Электронный учебник должен содержать блок учебных заданий для самоконтроля, обеспечивающего диагностику качества усвоения нового материала и стимулирующего высокую постоянную мотивацию обучаемых.

8. Электронный учебник должен обеспечивать возможность возврата назад, при самостоятельной работе над учебными заданиями должна быть предусмотрена отмена обучающимся ошибочных действий.

9. Электронный учебник должен позволять обучаемому самостоятельно принимать решение о выборе учебной стратегии, характере помощи со стороны преподавателя, последовательности и темпа подачи материала, доступа к ранее пройденному материалу, выходу из обучения.

10. Электронный учебник должен сопровождаться вспомогательными модулями, обеспечивающими возможность документирования хода обучения и его результатов.

 11. Электронный учебник должен сопровождаться интерактивными модулями, обеспечивающими подтверждение правильности действий обучаемого и дающими информацию для обратной связи с преподавателем.

Требования к компьютерным контрольно-обучающим программам

 

1. Содержание компьютерной контрольно-обучающей программы должно быть структурировано и представлено в виде укрупненных блоков или модулей, сохраняющих логику и взаимосвязи дидактических единиц изучаемого материала. 

2. Содержание компьютерной контрольно-обучающей программы должно быть представлено на различных уровнях трудности для индивидуализации обучения.

3. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна обладать системой входного контроля для диагностики обучаемого перед началом работы с целью оптимизации трудности учебного материала и обеспечения индивидуализации обучения.

4. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна обладать системой помощи, включающей различные уровни и обеспечивающей полное усвоение учебной информации.

5. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна содержать банк калиброванных заданий с устойчивыми оценками параметра трудности для самоконтроля,  диагностики качества усвоения нового материала и индивидуализации процесса обучения.

6. В компьютерной контрольно-обучающей программе должна быть предусмотрена отмена обучающимся ошибочных действий.

7. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна позволять обучаемому самостоятельно выбирать учебную стратегию, характер помощи со стороны преподавателя, последовательность и темп подачи материала, доступ к ранее пройденному материалу, выход из обучения.

8. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна сопровождаться вспомогательными модулями, обеспечивающими возможность документирования хода обучения и его результатов.

 9. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна сопровождаться интерактивными модулями, обеспечивающими подтверждение правильности действий обучаемого и дающими информацию для обратной связи с преподавателем.

10. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна накапливать результаты рефлексии обучаемых с целью корректировки обучающих воздействий.

11. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна, по возможности, обеспечивать сотрудничество в обучении, моделируя совместную объектно-субъектную деятельность.

12. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна обеспечивать возможность подведения итогов обучения путем оценивания и шкалирования результатов каждого обучаемого.

13. Компьютерная контрольно-обучающая программа должна иметь научно-обоснованные критерии остановки обучения.

 

Требования к педагогическим тестам в компьютерной форме представления

1. Общие положения

Педагогический тест – это система контрольных заданий в специальной (тестовой) форме, обладающих определенными статистическими характеристиками и обеспечивающая объективность измерений в соответствии с целями создания теста. Тест в обязательном порядке включает правила оценивания выполнения тестовых заданий и перевода результатов в рекомендованную оценочную шкалу.

2. Требования к педагогическим тестам

1) содержание теста должно полностью соответствовать цели его создания;

2) отображение требований ГОС в содержании теста должно быть по возможности полным;

3) содержание теста должно обладать правильными пропорциями в соответствии с документами, определяющими структуру содержания учебной дисциплины;

4) при конструировании теста следует отдавать предпочтение общепринятым формам тестовых заданий.

3. Требования к тестовым заданиям

1) содержание каждого задания теста должно быть логически корректным;

2) содержание инструкции (либо текста задания) должно однозначно определять форму тестового задания;

3) рекомендуется использовать задания следующих форм: с выбором ответа, с множественным выбором, на установление соответствия, на ранжирование, на дополнение (с открытым ответом), со свободным ответом (эссе).

4) при использовании специальной формы оценивания (не только 1 или 0), задание должно содержать инструкцию по кодировке.

2.3 Понятие «Электронный учебник» и требования к ним

 

Электронный учебник является ключевым моментом заочно-дистанционной формы обучения. Несмотря на то, что термин "Электронный компьютерный учебник" (ЭКУ) приобретает все большее распространение, единое общепринятое определение отсутствует, однако ясно, что его нельзя сводить только к одному из многочисленных видов обучающих программ. Довольно распространенным является взгляд на ЭКУ (работа [3]), как на программно-методический комплекс, позволяющий самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел и часто объединяющий в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.

В любом случае, он не альтернатива, а дополнение к традиционным формам обучения, и не заменяет работу студента с книгами, конспектами, сборниками задач и упражнений и т.п. Этот “электронный лектор” призван не только сохранить все достоинства книги или учебного пособия, но и в полной мере использовать современные информационные технологии, мультимедийные возможности, предоставляемые компьютером. К таким возможностям относятся:

1) представление физических, химических и т.п. процессов в динамике

2) наглядное представление объектов и процессов, недоступных для непосредственного наблюдения (процессы в микромире, космические процессы, процессы, обладающие очень малыми или очень большими характерными временами и т.п.)

3) компьютерное моделирование процессов и объектов, требующих для своего изучения уникальных или дорогостоящих оборудования, материалов, реагентов, а также опасных для жизни и здоровья человека, и их наглядное представление

4) аудио комментарий автора учебника, включение в учебный материал аудио- и видео сюжетов, анимации

5) организация контекстных подсказок, ссылок (гипертекст)

6) быстрое проведение сложных вычислений с представлением результатов в цифровом или графическом виде

7) оперативный самоконтроль знаний студента при выполнении им упражнений и тестов.

 

По мнению Зайнутдиновой (работа [4]), электронный (компьютерный) учебник должен обеспечивать выполнение всех основных функций (предъявление теоретического материала, выполнение контрольных и тренировочных заданий, обратная связь и др.) без помощи каких бы то ни было бумажных носителей, то есть только на основе компьютерной программы. Такой электронный учебник можно будет легко корректировать по мере необходимости, он хорошо впишется в систему образования и автоматически обеспечит непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения.

Дидактический цикл это структурная единица процесса обучения, обладающая всеми его качественными характеристиками, выполняющая функции максимально полной организации усвоения (в данных условиях) фрагмента содержания образования [4].

Дидактический цикл состоит из следующих звеньев:

1) Постановка познавательной задачи.

2) Предъявление содержания учебного материала.

3) Применение первично полученных знаний (организация
деятельности по выполнению отдельных заданий, в результате которой
происходит формирование научных знании).

4) Получение обратной связи, контроль деятельности учащихся.

5) Подготовка к дальнейшей учебной деятельности (задание
ориентиров для самообразования, для чтения дополнительной
литературы).

Реализация всех звеньев дидактического цикла с помощью единой компьютерной программы значительно упростит организацию учебного процесса, сократит затраты времени на обучение, автоматически обеспечит целостность дидактического цикла в пределах одного занятия (одного сеанса работы с электронным учебником).

С учетом вышесказанного, наиболее полным можно считать определение электронного учебника, сформулированное в [4]: «Электронный учебник - это обучающая программная система комплексного назначения, обеспечивающая непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения: предоставляющая теоретический материал, обеспечивающая тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное

моделирование с компьютерной визуализацией и сервисные функции при условии осуществления интерактивной обратной связи».

Для того чтобы программный продукт предоставлял возможность выполнения всех звеньев дидактического цикла, необходимо определить ряд требований, предъявляемых к электронным учебникам.

Все требования к электронному учебнику можно разделить на несколько основных групп:

1. как к дидактическому средству

2. психологические

3. как к средству новых информационных технологий

 

2.3.1 Дидактические требования к электронным учебникам

1. Научность обучения с использованием электронного учебника. Данное требование означает достаточную глубину и корректность изложения материала с использованием последних научных достижений. Содержание учебных материалов должно соответствовать Государственному образовательному стандарту.

2. Доступность обучения посредством электронного учебника. Означает определение степени сложности и глубины изложения материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям обучаемых.

3. Проблемность обучения. Данное требование обусловлено самой сущностью и характером учебно-познавательной деятельности. При столкновении с проблемной ситуацией, которую необходимо разрешить, у обучающегося возрастает мыслительная активность.

4. Наглядность обучения. Означает чувственное восприятие изучаемых объектов. Наглядность обучения при использовании электронного учебника имеет некоторые преимущества перед обучением с использованием традиционных учебников.

Во-первых, электронный учебник в состоянии обеспечить полисенсорное восприятие учебного материала. В программах с мультимедийным представлением информации появляется возможность создания не только зрительных, но и слуховых ощущений.

Во-вторых, электронные учебники существенно повышают качество самой визуальной информации, она становится ярче, красочнее, динамичней. Это достигается использованием трехмерной компьютерной графики, видео, анимации.

В-третьих, в электронных учебниках становится возможным создание «наглядной абстракции». Появляется возможность наглядно-образной интерпретации существенных свойств не только тех или иных реальных объектов, но даже и научных закономерностей, теорий, понятий.

5. Активность и сознательность учащихся в процессе обучения. С помощью электронного учебника возможно более четкое и наглядное представление целей и задач предстоящей учебной деятельности. Для повышения активности обучения электронный учебник может генерировать разнообразные учебные ситуации, формулировать разнообразные вопросы, предоставлять учащемуся возможность выбора той или иной траектории обучения, возможность управления ходом событий.

6. Систематичность и последовательность обучения. Означает обеспечение последовательного усвоения учащимися определенной системы
знаний в изучаемой предметной области.

7. Прочность усвоения знаний при использовании электронного учебника. С помощью электронного учебника становится возможной организация многократных повторений как разнообразной деятельности, повышается вариативность контролируемых индивидуальных учебных заданий.

8. Единство образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения в электронных учебниках.

2.3.2 Психологические требования к электронным учебникам

 

Для того чтобы преимущества компьютерных учебников "заработали" для конкретного учащегося, необходимо при создании компьютерных учебников уделять значительно больше внимания их конструкции и оформлению с точки зрения психофизиологии и сохранения здоровья пользователя такого учебника.

Можно сформулировать две группы психологических требований к электронным учебникам:

1. Представление учебного материала в электронном учебнике должно строиться с учетом особенностей таких познавательных психических процессов, как восприятие (преимущественно зрительное, а также слуховое, осязательное), внимание (его устойчивость, концентрация, переключаемость, распределение и объем внимания), мышление (теоретическое понятийное, теоретическое образное, практическое наглядно-образное, практическое наглядно-действенное), воображение, память (мгновенная, кратковременная, оперативная, долговременная, явления замещения информации в кратковременной памяти) и др.

2. Электронный учебник должен обеспечивать условия комфортного, производительного и безопасного для здоровья труда пользователей.

К сожалению, в настоящее время реализация этих требований осуществляется, в основном, на интуитивном уровне.

2.3.3 Информационно-технические требования к электронным учебникам

 

Исходя из существующего опыта различных вузов по созданию электронных средств поддержки обучения и применения их в учебном процессе, можно сформулировать следующие информационно-технические требования к электронным учебникам:

1. Адаптация к уровню подготовки обучаемого и набору изучаемых тем.

2. Использование различных типов мультимедиа данных для
представления учебного материала.

3. Обеспечение удобной системы поиска и навигации.

4. Наличие развитой системы контроля знаний в виде
интерактивного тестирования.

5. Возможность подключения к сетевому учебному серверу для
получения консультации, дополнительных учебных материалов и другой
сервисной поддержки.

Выполнение указанных требований позволит использовать учебный комплекс для индивидуальных и групповых (лекционных) занятий во всех формах обучения — очной, заочной и дистанционной.

Создание ЭКУ

 

Процесс создания ЭКУ требует одновременно знаний как в предметной области, для которой создается учебник, так и в области информационных технологий, что на практике чаще всего предполагает сотрудничество двух специалистов – “лектора-предметника” и “специалиста-программиста”. Можно выделить следующие основные этапы этой работы:

· подготовка чернового варианта текста учебника (крайне полезно иметь пособие по курсу лекций, хотя, быть может, оно будет радикально переделано в дальнейшем)

· разработка “сценария” взаимодействия отдельных частей ЭКУ (на основе рациональной структуры учебника и тщательно продуманной последовательности изложения материала организация возможных перекрестных ссылок и т.п.), а также начальная подготовка сценария аудио- и видео сюжетов, разнообразных иллюстраций, располагаемых в тексте статически, или появляющихся динамически в процессе чтения ЭКУ

· реализация составных частей ЭКУ на компьютере.

При этом любые знания по информационным технологиям “лектора-предметника” являются чрезвычайно полезными, но отнюдь не обязательными. Более того, на первых двух этапах большую (если не решающую) роль имеют квалификация автора в предметной области и его способности педагога и методиста. Причиной этого является то, что в процессе написания не только электронного учебника, но и обычного учебного пособия или книги, автору приходится сталкиваться с заметными трудностями, связанными с превращением знаний автора в знания читателя или обучающегося. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Процесс трансформации знаний реализуется опосредованно через текст по схеме "знания автора" - текст - "знания читателя" и, к сожалению, допускает необратимые потери на всех его стадиях. Так, уже на первом этапе, проходящем еще без читателя, созданный автором текст содержит не знания автора, а лишь определенную информацию о них. В очной форме обучения квалифицированный лектор обладает многими дополнительными ресурсами, позволяющими уменьшить эти потери. Правильно расставленные акценты речи, преимущества вербального общения дают возможность не только обратить внимание на наиболее важное в изучаемом разделе, но и оперативно выстроить обратную связь с аудиторией, менять план лекции в зависимости от степени усвоения материала. При этом нельзя недооценивать роль вопросов слушателей и “провокационных” вопросов лектора, общения студентов друг с другом.

Учитывая указанные проблемы, необходимо максимально облегчить работу обучающегося с ЭКУ. По каждому разделу (за исключением редких чисто описательных) обучающийся должен не только ясно представлять его цель и постановку задачи, но и осознавать конфликтность ситуации, суть возникших проблем (зачем это нужно? почему это не было сделано ранее на основе старого аппарата?) и лишь затем механизм разрешения этой конфликтности. Так как объем и оперативность консультаций с преподавателем ограничены по сравнению с очной формой обучения, полезно использовать в ЭКУ представления преподавателя о типовых наиболее вероятных вопросах обучающихся, “провокационные” вопросы, небольшие внутренние тесты для контроля усвоения материала.

Важным моментом при подготовке ЭКУ является подготовка сценария взаимодействия отдельных частей ЭКУ и сценария аудио- и видео сюжетов, когда особенно, могут быть задействованы мощные аудио- и видео возможности компьютера. Слабые знания о программном обеспечении у “лектора-предметника”, как уже отмечалось, не являются препятствием, однако необходимо ознакомиться с существующими учебниками и обучающими программами не только в своей предметной области, но и в других областях. Основная цель – изучить возможности современных информационных технологий, обратив особое внимание на аудио- и видео фрагменты, способы визуализации формул, графиков, рисунков, таблиц и пр. Главное здесь – сами средства передачи знаний обучающемуся, а не то, как их программно реализовать.

Следующим шагом должна стать совместная работа “лектора-предметника” и специалиста по информационным технологиям, когда все указанные выше фрагменты предварительной работы многократно корректируются для воплощения в ЭКУ.

Содержание и структура ЭКУ

 

Как уже было отмечено ранее, единого научно-методического обеспечения и стандартов в области создания и применения электронных учебников не существует. Поэтому первым шагом к решению данной проблемы являются исследования в области классификации и типизации функций, компонентов электронных учебников.

Классификация компонентов электронного учебника может быть произведена по разным признакам: по выполняемой функции, по форме представления информации, по степени активности при диалоге с пользователем, по сложности представляемых знаний, по виду обучения и др. [5].

Для примера приведем две наиболее наглядные классификации.

 

Основное содержание ЭКУ должно включать:

1) опорный конспект

2) конспект лекций

3) детализированный курс

4) углубления отдельных разделов курса.

На начальном этапе работа ведется с первыми двумя конспектами. Заменой третьего может служить выбранный учебник ("твердая копия" и различные ссылки на нее).

Четвертый служит для углубленного (“профессионального”) изучения ряда разделов.

И сам учебник, и его разделы обязательно перед изложением основного материала содержат вводную часть. В ЭКУ, кроме того, присутствуют список литературы и глоссарий, на которые обеспечиваются соответствующие ссылки из основного текста.

Вводная часть. Особенно в этой части материал должен быть тщательно

структурирован (отражен состав раздела и всего курса, а также связи между ними).

Она содержит:

· краткую программу курса, согласованную с гос. стандартами, перечень и

· иллюстрацию основных задач курса, значимость и актуальность их решения

· перечень базовых дисциплин, знание которых необходимо для усвоения курса

· перечень дисциплин, изучение которых основано на знании изучаемого курса

· структуру курса (раздела), функциональные и логические связи

· общие рекомендации по порядку изучения курса (в том числе, какие разделы можно изучать независимо)

· указания, где следует искать развитие и углубление задач курса, выходящих за рамки учебной программы, и изучение каких разделов курса необходимо для отдельных групп специальностей, ссылки на литературу с комментариями.

Основной материал. В каждый раздел (тему) помимо вводной части рекомендуется включить:

· постановку задачи (существо проблемы)

· иллюстрации основных задач и значимость их решения

· геометрические, физические иллюстрации, мультипликации, клипы по различным положениям курса, раздела

· аудио фрагменты

· перечень разделов, использующихся в решении, и разделов, которые используют данное решение

· методы, способы, приемы с демонстрацией их практического использования

· "физическую" интерпретация результатов (без формул), условия, когда установленный факт имеет место и его значимость в курсе

· там, где это возможно и имеет смысл, другие методы решения данной задачи

· наиболее часто встречающиеся технические приложения, использующие данные результаты

· ссылки на необходимые знания предшествующего материала

Каждая тема должна сопровождаться примерами и задачами:

· иллюстрирующими изложение (с подробными решениями)

· для самостоятельного решения (с указаниями и ответами)

· для контрольного решения (с последующим указанием необходимости повторного изучения пройденных разделов курса или решением об аттестации)

· контрольными вопросами на связь пройденных разделов курса.

Всячески поощряется и рекомендуется, где это возможно, "проблемно ориентированное" (“case study”) изложение материала, когда студент знакомится с проблемой, фактом или явлением не по традиционной схеме (теоретический материал - методы решений - иллюстрирующая задача), а в результате постановки и решения конкретной задачи (примера).

По характеру работы обучающегося с ЭКУ каждый раздел последнего может содержать следующие части:

· теоретическая часть, в основе которой гипертекст с внедренными в него рисунками, таблицами, аудио- и видео сюжетами и т.п. Дополнением к гипертексту являются наглядные компьютерные модели, иллюстрирующие в динамике изучаемые объекты или процессы, с возможностью варьирования тех или иных параметров с целью изучения их влияния на объект или процесс

· практическая часть, где представлены пошаговые решения типичных задач и упражнений по данному учебному курсу с выдачей минимальных пояснений и ссылками на соответствующие разделы теоретического курса. В качестве аналога традиционных лабораторных работ предлагаются наглядные компьютерные модели (лабораторный практикум может быть выделен в самостоятельный программный продукт)

· контрольная часть - набор тестов, включающий как вопросы по теоретической части, так и решение задач и упражнений (возможно введение подсказок при неправильном ответе с предложением снова попытаться решить задачу);

· справочная часть, которая может включать в себя: предметный указатель (система поиска);

· таблицы основных констант, размерностей, физико-химических свойств и т.п.;

· сводки основных формул; другую необходимую информацию в графической, табличной или любой другой форме;

· система помощи, содержащая описание правил работы с компьютерным учебником и методические рекомендации.

На основании такой классификации ЭКУ превращается в целый учебно-методический комплекс, разработка которого требует привлечения серьезных как материальных, так и человеческих ресурсов. Ниже изложенная классификация позволяет этого избежать.

Приведем классификацию компонентов электронных учебников, создаваемых, в соответствии с предъявляемыми к ним информационно-техническими требованиями (Рисунок 2.1).

 

Рисунок 2.1 Компоненты электронного учебника

1. Учебные материалы

Основным обучающим разделом в любом учебнике является раздел лекций. Дидактический материал лекций представляется в виде гипертекста. Использование гиперссылок позволяет в явной форме представить ассоциативные связи между элементами дидактического материала. В гипертекст внедряется разнообразный иллюстративный материал, включающий схемы, графики, диаграммы, карты, фотографии, анимированные и озвученные схемы, видео.

Применение разнообразных форм представления информации позволяет существенно увеличить эффективность обучения за счет воздействия на различные типы памяти учащихся.

Помимо основного лекционного материала целесообразно использовать справочные материалы: словарь терминов, персоналии, список литературы, интернет-адреса журналов, библиотек, центров обучения и т.д.

2. Поиск и навигация.

Современный электронный учебник немыслим без развитой системы поиска, поскольку именно возможности поиска и навигации делают электронный учебник наиболее привлекательным средством обучения.

Удобно использовать сразу два вида поиска: индексный и полнотекстовый. При индексном поиске используется набор указателей (именной указатель, категориальный указатель, указатель схем, указатель видеофрагментов и др.), каждый из которых содержит собственный набор ключевых слов. Полнотекстовый поиск предназначен для поиска информации, удовлетворяющей маске. Маска может содержать логические операторы AND, OR, NOT, NEAR и специальные символы. Полнотекстовый поиск может производиться по всем разделам, либо по указанному разделу. Все эти возможности хорошо знакомы по поисковым системам Internet.

Наиболее удобной является система навигации, основанная на структурировании всей информации с использованием единой иерархии раздел/тема/подтема/иллюстрация. На экране отображаются названия подразделов всех уровней, и существует возможность навигации по подразделам. Для обеспечения переходов между логически связанными элементами иерархии используются гиперссылки.

3. Организация процесса обучения.