Исследование различных подходов в методике построения учебных пособий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Новомосковский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева»

Кафедра «Вычислительная техника и информационные технологии»

Пояснительная записка

К выпускной квалификационной работе

На тему: “Исследование различных подходов в методике построения учебных пособий”

Зав. кафедрой Воробьев В.И.

Руководитель Тюрина Т.П.

Студент Лунгу Бухендва Давид

Группа АС-04-2

Новомосковск 2008

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Новомосковский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Факультет Иностранный

Кафедра ВТИТ

Направление «Информатика и вычислительная техника»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

______________ /________/

«___» 20__г.

ЗАДАНИЕ

к выпускной квалификационной работе студента

Лунгу Бухендва Давид

1. Тема работы «Исследование различных подходов в методике построения учебных пособий»

Утверждена приказом по институту от «02 » июня 2008 г. №1142/85

. Срок сдачи студентом законченной работы 20 июня 2008 г.

. Исходные данные к работе специальная литература, рекомендации по созданию электронного учебника, методические разработки преподавателей кафедры, информация полученная из Интернета

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) Основные методики преподавание в высшей школе, методика обучающей деятельности преподавателя, требования к электронным учебникам и тестирующим программам, технологии создания разработка электронных учебников, проектирование комплексов автоматизированных дидактических средств, международные стандарты, иерархические структуры электронных средств обучения, создание многомерного электронного учебника

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) пример организации структуры учебного материала, концептуальная схема системы КАДИС, система дидактических показателей, предложенная В.П. Беспалько

6. Дата выдачи задания 19 мая 2008г.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Руководитель ___________

Задание принял к исполнению ___________

Реферат

Квалификационную работу выполнил Лунгу Бухендва Давид, группа АС-04-2, руководитель работы Тюрина Т.П., год защиты - 2008, тема: «Исследование различных подходов в методике построения учебных пособий».

методики преподавания, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ, ОБУЧАЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, УПРАВЛЕНИЕ, УЧЕБНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, Автоматизированные обучающие системы, Проектирование комплексов, дидактические средства, Психологические механизмы усвоения знаний, сценарии обучающих программ, Иерархические структуры, многомерный электронный учебника

В квалификационной работе исследованы вопросы методики преподавания в высшей школе, методика обучающей деятельности преподавателя, управление учебно-познавательной деятельностью, различных подходов в методике построения учебных пособий. Изучены требования к электронным учебникам и тестирующим программам. Рассмотрены вопросы построения автоматизированных обучающих систем, технологий создания электронных учебников, разработки и реализации электронных учебников и тестирующих систем, основные этапы проектирование комплексов автоматизированных дидактических средств, психологические механизмы усвоения знаний, рекомендации и международные стандарты по созданию электронных образовательных ресурсов. Представлены рекомендации по созданию многомерного электронного учебника.

Цель работы - изучение методик построения электронных учебных пособий на основе методик преподавания в высшей школе и существующих подходов построения электронных учебных пособий.

Результатом выполнения квалификационной работы стала выработка конкретных рекомендаций для создания электронных учебников на кафедре ВТИТ, которые представлены в практической части работы, с последующей перспективой внедрения в образовательный процесс.

Пояснительная записка состоит из 72 страниц, 11 рисунков, 19 источников. Графическая часть представлена 3 листами.

Содержание

Введение

. Теоретическая часть

.1 Основы методики преподавания в высшей школе

.2 Алгоритмы и программирование

.3 Методика обучающей деятельности преподавателя

.4 Управление учебно-познавательной деятельностью

.5 Требования к электронным учебникам и тестирующим программам

.5.1 Электронные учебники

.5.2 Электронные учебники программированного обучения

.5.3 Автоматизированные обучающие системы

.5.4 Тестирующие системы

.6 Технологии создания электронных учебников

.7 Разработка и реализация электронных учебников и тестирующих систем

. Практическая часть

.1 Проектирование комплексов автоматизированных дидактических средств

.1.1 Исходная концепция

.1.2 Целевые показатели

.1.3 Отбор и структурирование учебного материала

.1.4 Модель содержания учебного материала

.1.5 Модель освоения учебного материала

.1.6 Определение состава комплекса

.1.7 Основные этапы проектирования учебных комплексов

.2 Проектирование автоматизированных учебных курсов

.2.1 Предварительные замечания

.2.2 Психологические механизмы усвоения знаний

.2.3 Элементы управления в сценариях обучающих программ

.2.4 Состав типового фрагмента АУК

.2.5 Тесты

.3 Международные стандарты

.4 Иерархические структуры как основа создания электронных средств обучения

.5 Создание многомерного электронного учебника

Заключение

Список использованных источников

Введение

На сегодняшний день разработано множество электронных учебников на совершенно разные темы, начиная от простеньких небольших программок, заканчивая сложными и серьезными проектами, которые создавались годами.

В чем же причина такого большого количества электронных учебников?

Наверное, ответ очень прост: причина во всеобщей компьютеризации общества. Наряду с традиционными учебными пособиями стали использоваться, так называемые, электронные учебники, удобные и для домашнего обучения, и для использования в образовательных учреждениях.

Электронные учебники существенно повышают качество визуальной информации, она становится ярче, красочнее, а, как известно, чем интереснее представлен материал, тем интереснее его изучать. Поэтому возможности электронных учебников не ограничиваются только изложением и демонстрацией материала, они призваны заинтересовать ученика.

Сегодня, в процессе обучения наряду с традиционными печатными изданиями широко применяются электронные учебные пособия, которые используются как для дистанционного образования, так и для самостоятельной работы при очном и заочном обучении. Персональные компьютеры, оснащенные электронными учебниками, как показывает наш опыт, становятся ассистентами преподавателей, принимая на себя огромную рутинную работу, как при изложении нового материала, так и при проверке и оценке знаний студентов. Активное использование электронных пособий обусловлено и тем, что в государственных стандартах высшего образования в каждом цикле предусматриваются дисциплины национально-регионального компонента и предметы по выбору студентов, устанавливаемые советом вуза, а централизованное обеспечение учебной литературой по этим курсам, как правило, затруднено. В результате возрастает роль электронных пособий, разрабатываемых ведущими преподавателями для обеспечения этих курсов учебными материалами.

Электронное учебное пособие при грамотном использовании может стать мощным инструментом в изучении большинства дисциплин, особенно, связанных с информационными технологиями. Важно отметить, что электронное пособие - это не электронный вариант книги (PDF или HTML файл), функции которой ограничиваются возможностью перехода из оглавления по гиперссылке на искомую главу. В зависимости от вида изложения (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом адаптирован для достижения эффекта от использования такого пособия, а само пособие должно поддерживать те режимы обучения, для которых его используют.

В последние годы роль электронных изданий непрерывно возрастает. Педагоги, учёные уделяют большое значение процессу создания электронных учебников, выделяя несколько групп авторов-разработчиков, отвечающих за содержательную, технологическую, вспомогательную функции. Отмечаются и объективные недостатки: увеличение финансовых, организационных, временных затрат; слабая эффективность взаимодействия обозначенных групп и т. п. Назрела острая необходимость в создании программ, как позволяющих не сложно создавать готовые учебники, так и дающих возможность их самостоятельной доработки в конкретных условиях.

1. Теоретическая часть

.1 Основы методики преподавания в высшей школе

Учебный процесс в высшей школе - это система организации и управления познавательной деятельностью студентов. Как и всякая система, она исходит из системообразующих факторов. Для учебного процесса такими факторами являются: цели учебного познания, результаты обучения, средства и методы достижения этих результатов.

Учебный процесс, исходя из основного закона обучения, представляет собой взаимосвязанную деятельность студентов и преподавателей. От каждой стороны в этой деятельности требуются определенные знания, умения, навыки, мастерство и система выполнения своих задач. Такая система, иначе - методика учебной работы нужна как студентам, так и преподавателям. Особенно она необходима преподавателям. Каждый преподаватель высшей школы ведет свои занятия со студентами, исходя из своих знаний, своего индивидуального мастерства, со своими субъективными особенностями, создавая определенную систему преподавания на основе соединения научных и учебных задач.

Научный метод применительно к методике обучения в высшей школе требует определенной ступенчатой последовательности изучения предмета и одновременного развития творческой мыслительной деятельности студентов.

Наиболее целесообразная последовательность изучения на основе закономерностей теории обучения в высшей школе включает: пропедевтическое, предварительное изучение предмета; формирование закономерной системы знаний предмета, его основных понятий, определений, принципов, законов в определенных связях и отношениях; логически организуемое, алгоритмическое изучение предмета на основе правил, предписаний, использования доказательных средств и методов; эвристическое, поисковое изучение определенных разделов предмета путем самостоятельной работы с использованием аналитико-синтетических методов и средств; проблемное решение учебных задач с элементами научного поиска, с использованием моделирования и гипотетических построений [19].

Учебный предмет в высшей школе, как правило, представляет собой логически стройную систему знаний, с указанием путей их приложения к практике. По отношению к учебному процессу учебный предмет выступает как подсистема, с присущими системе структурой, функционированием компонентов и коммуникациями движения информации. Любая такая подсистема характеризуется системностью понятий, категорий и законов, методами познания, результативностью и связями с практикой.

Построение и усвоение содержательной системы предмета изучения можно рассматривать в виде структуры, состоящей из конечного множества (Т) дескрипторов и установленных на нем ассоциативных отношений. Определение такого множества понятий возможно путем описания его структуры априори или динамического поиска состава и отношений. Но так как каждая область знания (5) имеет некоторое семантическое поле (С), образуемое набором понятий (пг), то анализ отдельного материала изучения (Я/) позволяет выделять перечень понятий и связей, на основе которых и строится необходимое содержание для усвоения новой информации. Соответственно это содержание может быть оценено путем последовательного анализа разъясняющих фраз, отбора более частных сочетаний понятий, выявления типовых отношений и других сведений, вступающих в комбинации и служащих для восприятия информации на основе известного и неизвестного.

Результат построения и усвоения системы и ее отдельных компонентов определяется по тому, как студенты оперируют понятиями, выделяют в них существенные и несущественные признаки, как соотносят их между собой, какие устанавливают связи между общими, частными, фундаментальными и другими понятиями. Именно таким путем решается одна из важнейших задач обучения - умение выделять в предмете изучения основное и существенное, переносить приобретенные знания на другие предметы и виды учебной работы. Существенным показателем решения этой задачи является уверенное оперирование усвоенными понятиями при изложении фактических сведений и закономерностей изучения предмета. Уверенное оперирование понятиями в необходимых связях и отношениях приводит также к обоснованности и самостоятельности суждений и умозаключений. Через связи понятий, суждений, логических и других отношений между ними возникают самые многообразные контакты между предметами и видами обучения и другими информационными источниками- программируемые и непрограммируемые [19].

Учебные предметы высшей школы представляют собой системы компонентов (выступающие при обучении как подсистемы), характеризующих результаты отбора фактического материала науки, его анализа и обобщения, данных эксперимента и доказательных решений. И все это каждый предмет обучения фиксирует в понятиях, выражаемых языком соответствующей науки. В процессе изучения того или иного предмета предварительные и неточные понятия уточняются, переосмысливаются, дополняются понятиями других предметов, и в результате появляется основа того, что составляет знание предмета.

Учебный процесс, как известно, включает формы, средства и методы выражения содержания рассматриваемых понятий, и все они имеют свою специфику отражения существа вопроса в решении общих задач. Необходимо только, чтобы существовала рациональная обоснованность введения каждого из этих способов выражения при комплексном рассмотрении предмета изучения.

Методика преподавания и научный поиск в высшей школе неизбежно связаны с правилами логического обоснования доказательств и установлением связей и отношений понятий на основе суждений. Логическое суждение в данном случае рассматривается как форма организации и выражения научного содержания, где утверждается или отрицается что-либо относительно предметов изучения, их свойств, связей и отношений.

.2 Алгоритмы и программирование

Существенная роль в учебном процессе и в организации познавательной деятельности принадлежит алгоритмам обучения. Обучающие алгоритмы и другие их виды представляют собой однозначные поэтапные предписания или правила решения конкретных задач определенного типа[19].

Алгоритмизация процесса научного поиска теснейшим образом связана с проблемой разрешимости, т. е. с проблемой нахождения алгоритма, с помощью которого определяется, разрешима ли данная формула, теорема, задача или нет. Большой интерес представляют алгоритмы при решении проблемных задач, проблемно-модельных и проблемно-гипотетических построений.

Дидактически и методически обоснованный учебный процесс требует непременного соединения алгоритмических и неалгоритмических форм обучения и научного поиска. Основной формой применения алгоритмов в учебном процессе является программирование и программированное обучение, охватывающее способы составления программ, заданий, формы занятий, по этим программам, установление путей и способов оценки состояния занятий по программированным заданиям.

В задачу программирования учебного процесса входит обоснование связей, отношений и оптимальных действий в установлении содержания и функционирования всех компонентов системы обучения, и главным образом ее генеральных составляющих: содержания и последовательности обучения, средств и форм направления учебной деятельности преподавателей, методов обучения, направления учебной работы студентов.

При программировании учебного процесса предусматривается упорядочение структуры и содержания всего учебного материала, а также разработка взаимосвязанных программ, предметов и видов обучения, т. е. указывается план действия для оптимального решения основных задач подготовки специалистов.

Общее программирование учебного процесса дополняется разработкой обучающих программ для каждого предмета, вида обучения. В этих программах также предусматривается планирование изучения содержания, объема знаний, умений, навыков, методов их формирования и других способов оптимального ведения занятий.

В задачу программирования входит установление связи и сочетаний элементов множеств друг с другом, выбор форм, средств и методов изучения тех или иных разделов учебных предметов. В какой-то мере программирование требует учета и таких факторов, как разделение учебного материала на задаваемый, указательный и находимый студентами для изучения по собственной инициативе. Программированное обучение является одной из форм самостоятельной работы студентов. Характерным для этой формы обучения является изучение предмета по специальным программированным заданиям. Материал заданий расчленен на элементарные составляющие, их усвоение проверяется тотчас же после изучения. Контроль обучения, таким образом, является непрерывным и проводится либо путем выбора ответа из ряда вариантов и сверки его с правильным, либо путем ввода символа ответа в контрольно-сигнальную машину.

Таким образом, о программированном обучении можно говорить как о некоторой частной форме алгоритмизуемого обучения, требующей сочетания с другими видами и формами учебного процесса.

ЭВРИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ПРИЕМЫ

Эвристические методы, приемы позволяют студентам организовывать этот поиск и осуществлять его проведение. С помощью этих приемов студенты приобретают навыки оригинального решения задач, нахождения необходимой научной информации, самостоятельного раскрытия существа некоторых положений изучаемого предмета [19].

Эвристические методы и приемы дают ответы на следующие вопросы: что дано? что необходимо найти? что неизвестно в этом поиске? Какие в обучении решались задачи, аналогичные поставленной, и есть ли возможность воспользоваться этой аналогией? какие следует ввести дополнительные, вспомогательные данные, чтобы рационально решить поставленную задачу?

МЕТОДЫ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ

Назначение проблемного обучения в высшей школе заключается в постановке и решении студентами теоретических или практических задач, ранее ими не решаемых. Предлагаемые задачи (проблемы) имеют широкий диапазон сложности от достаточно простых учебно-предметных задач до исследования и решения оригинальных научно-прикладных вопросов комплексного характера.

Проблемное обучение требует от студентов аналитико-синтетической деятельности, то есть самостоятельного научного поиска. Они должны уметь пользоваться приобретенными знаниями, различными литературными источниками, справочниками, таблицами и другими выносными источниками информации.

Проблемное обучение является формой самостоятельного получения новых знаний не только по книгам, но и путем использования измерительной аппаратуры, приборов, путем проведения расчетов и проектирования.

В процессе такой работы выявляются склонности студентов к определенной сфере деятельности, их творческая одаренность и, что особенно существенно, формируются навыки самостоятельного научного поиска [19].

1.3 Методика обучающей деятельности преподавателя

Преподавание в высшей школе требует обращения не только к содержанию изучаемого предмета, но и к творческому мышлению, воображению, вниманию, памяти, к организации мыслительной работы студентов. Изучение любого предмета связано с общими методами диалектического познания в их конкретном преломлении. Принципы и законы обучения охватывают все стороны учебного процесса: содержание, методы, организацию учебной работы, формы и средства обучения.

Преподавание в высшей школе ставит целью не просто рассмотреть, изложить содержание данного предмета изучения, но и одновременно обучить мышлению в данной научной области и связанных с ней областях знания и практических задач.

Для успеха преподавания важное значение имеют определенное изящество формы выражения содержания, закономерностей и связей изучаемого предмета, высшая внутренняя стройность системы в соединении структурного и функционального, логика и симметрия в построении. Изящество формы и стремление к совершенствованию существа выражения науки являются важнейшими условиями привития уважения к науке и стремления к работе в; данной области.

Задача преподавания в высшей школе не натаскивание студентов в области содержания каких-то курсов, а подведение их к глубокому пониманию закономерностей явлений изучаемого предмета и к самостоятельному расширению знаний. В результате изучения учебных предметов студенты должны достаточно хорошо разбираться в соответствующих областях науки и техники, глубоко понимать основное и существенное этих областей, уметь пользоваться языком и аппаратом науки и все это уметь применять в соответствующей практической деятельности.

В задачу методики преподавания входят три компонента оптимальности: изучение психолого-педагогических оснований, организация и подготовка учебной работы, проведение занятий на высоком педагогическом уровне.

Одним из важных показателей результатов обучения является активность студентов в аудиторной или лабораторной работах, а также их самостоятельная внеаудиторная работа в изучении данного предмета. Показательны также вопросы студентов, их выступления на семинарах, ответы на устные и письменные вопросы преподавателя и т. д. Одним из существенных показателей рациональности применяемых методов обучения является проявление интереса к предмету изучения, и особенно к самостоятельному размышлению и деятельности в области этого предмета. Не менее важным является установление и систематизация причин отрицательного отношения и безразличия студентов к изучаемому предмету, с тем, чтобы изменить это отношение на противоположное. У каждого студента всегда есть свои интересы, при изучении любого предмета эти интересы не только должны учитываться, но и сближать цели студентов и преподавателей.

Методика преподавания в высшей школе требует постоянного обращения к активной мыслительной работе студентов, и особенно умения моделировать аудиторию (группу, поток, курс) и каждого отдельного студента. Преподавателю следует знать не только уровень их подготовки, интересы, отношение к предмету, но и личные психологические характеристики.

Такое акцентирование позволит преподавателю лучше представить картину отношения студентов к получаемым знаниям, к предмету изучения и к нему, преподавателю.

Методика преподавания и педагогическое мастерство требуют дидактической гибкости с учетом особенностей содержания и назначения предмета изучения, аудитории, условий, применяемых средств и форм обучения.

Методический экстремизм, когда ради одного метода или средства вытесняются другие, наносит только дидактический вред. Более того, каждый такой метод, средство теряют свою функциональную значимость, если они не входят в связи и отношения с другими методами и средствами обучения.

Существенно изменяют методы учебной работы технические средства обучения: информационные, контролирующие и обучающие. Технические средства конкретизируют понятия, явления и события, они организуют и направляют восприятие, объективизируют содержание [19].

Обучение с помощью ЭВМ - это принципиально новый вид учебного процесса, требующий новых форм и новых методов учебной и обучающей деятельности. Использование ЭВМ принципиально изменяет функции преподавателя. Ему надо предварительно предусмотреть, определить пути и разработать алгоритмы оптимального управления учебным процессом.

Следовательно, от педагога требуется умение « не попасть » под влияние техники, а знать ее и подчинить своему влиянию. Иначе и преподаватель, и техника зайдут в дидактический тупик. Внешне все может казаться хорошо, обстановка будет современной, «индустриально-электронной», но качество обучения будет снижаться.

Система учебного процесса с ЭВМ может обеспечить выбор и принятие решений в условиях сложных ситуаций и неопределенности исследуемых состояний, но для этого в нее должны быть заложены программа выбора решений и соответствующие алгоритмы поиска и распознавания оптимальных решений.

Использование ЭВМ позволяет хранить основные показатели учебной деятельности каждого студента, все этапы формирования его знаний и умений, отмечать особенности и склонности его мыслительного и профессионального становления.

Существенной дидактической особенностью обучения с использованием ЭВМ является установление непосредственных диалогов между студентом и машиной, или диалогического треугольника: студент - машина - преподаватель. Такие диалоги помогают разобраться во всех трудностях, возникающих в процессе изучения предмета, при самостоятельном решении учебных задач, и позволяют преподавателю наблюдать и контролировать качественное состояние обучения.

.4 Управление учебно-познавательной деятельностью

Управление в учебном процессе заключается в том, чтобы направит:, мыслительную деятельность студентов в сторону более активного и глубокого понимания существа изучаемого вопроса и на подготовку соответствующего базиса знаний для новой информации, с мобилизацией таких психических свойств, как сообразительность, любознательность, находчивость, динамичность применения знаний в решении учебных и научных задач.

Надежность обучения представляет собой качественное свойство системы, вернее, качество всей подготовки. Надежность подготовки зависит от того, как построена, функционирует и управляется система учебного процесса, как она определяется количеством и качеством входящих в нее компонентов, их взаимосвязью и взаимодействием. Надежность обучения, как и всякая надежность, находится в зависимости от принципов определения состояния системы.

Надежность - качество синтетическое, которое определяется состоянием надежности всех компонентов, входящих в систему обучения. Однако подготовка специалиста в высшей школе представляет собой такую систему, в которой допускается некоторая неравнозначность надежности ее отдельных компонентов.

Управление обучением ставит своей задачей оптимизацию учебного процесса, т. е. сокращение непроизводительного учебного и обучающего труда, повышение эффективности усвоения знаний и надежности обучения, более глубокое развитие мыслительных способностей студентов.

Перед управлением ставятся две взаимосвязанные цели: первая - поддержание процесса в заданном состоянии; вторая - изменение состояния процесса и приведение его к заданному.

Учебный процесс по своей природе требует большего внимания ко второй цели управления. Задачей обучения всегда является изменение содержания знаний, форм их изучения на основе последовательного совершенствования мыслительной деятельности студентов.

Учебный процесс имеет дело с системой, состоящей из людей, средств обучения, информационных потоков, оборудования, форм, методов изучения и контроля и т. д. Поэтому преподавание и управление такой системой осуществляются на основе детальных целевых программ, в отражающих «дидактическую стратегию», а выполнение их обеспечивает «методическая тактика».

Дидактическая стратегия рассматривается как система руководства и управления учебным процессом в его главных общих направлениях, исходя из целей и задач обучения.

Методическая тактика устанавливает порядок пути, средство оптимального ведения каждого конкретного акта обучения, исходя из различных ситуаций, определяет характер действий педагога и студентов в конкретной обстановке, осуществляет замену одних средств, форм и методов другими, более целесообразными, а также указывает способы оперативного руководства учебным процессом, в том числе самостоятельной работой студентов. Сопоставление данных дидактической стратегии с обоснованием выбора решений путем методической тактики позволяет: достаточно оперативно оценивать суть возникающего явления; определять основные, возникающие при этом задачи, устанавливать методы и средства для оптимального решения этих задач; избежать типичных ошибок, характерных для данных ситуаций; определять преемственность решенных задач с новыми задачами обучения[19].

.5 Требования к электронным учебникам и тестирующим программам

Цели:

·        Повысить эффективность и качество обучения

·        Повысить объективность оценивания

·        Повысить динамичность модификации учебного материала

·        Обеспечить оптимальное тиражирование

.5.1 Электронные учебники

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. 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. При этом, естественно, должно быть ограничение от несанкционированного изменения учебника, таким образом, чтобы, во-первых, не нарушался закон "Об авторских и смежных правах", а для защиты электронного учебника от несанкционированного изменения должен применяться пароль или система паролей. Во - вторых, изменения, если предусмотрена такая возможность, должны быть разрешены только опытному преподавателю, чтобы не нарушалась общая структура и содержание электронного учебника. Модификация электронного учебника может потребоваться, в первую очередь, для адаптации его к конкретному учебному плану, учитывающему специфику изучаемой дисциплины в данном ВУЗе, возможности материально-технической базы, личный опыт преподавателя, современное состояние науки, базовый уровень подготовленности обучаемых, объем часов, выделенных на изучение дисциплины и т.д. [15]

Следует отметить, что электронный учебник должен не просто повторять печатные издания, а использовать все современные достижения компьютерных технологий.

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, т.е. компьютер может давать ответ не по существу решаемой задачи, либо заданного вопроса, недостаточная мотивированность помощи, чрезмерная категоричность. Это может привести к увеличению времени на обучение, снижению мотивации к учению и др.

.5.2 Электронные учебники программированного обучения

Программированный учебник, книга, в которой, кроме учебного материала (что учить), содержатся указания о том, как учить - как сочетать чтение (прослушивание) материала с контролем усвоения знаний и навыков, как находить и устранять расхождения между намеченным и достигнутым уровнем усвоения знаний. Программированный учебник реализует линейную, разветвленную или комбинированную обучающую программу.

В зависимости от характера шагов программы различают следующие основные системы программированного обучения.

. Линейная система программированного обучения, первоначально разработанная американским психологом Б. Скиннером в начале 1960-х годов. Согласно этой системе обучаемые проходят все шаги обучаемой программы последовательно в том порядке, в котором они приведены в программе.

. Разветвленная программа программированного обучения, основоположником которой является американский педагог Н. Краудер. Контрольные задания в шагах этой системы состоят из задачи или вопроса и набора нескольких ответов, в числе которых обычно один правильный, а остальные неверные, содержащие типичные ошибки. Обучаемый должен выбрать из этого набора один ответ.

По степени адаптации к индивидуальным особенностям обучаемых различают следующие виды программированного обучения:

) адаптивные только к темпу работы обучаемых; 2) адаптивные к темпу и уровню обученности без самосовершенствования. Многочисленные системы программированного обучения не имели первоначально особого психологического обоснования и разрабатывались в основном эмпирически. В дальнейшем отдельные элементы программированного обучения получили то или иное психологическое обоснование, однако полная теория программированного обучения до сих пор не создана [4].

1.5.3 Автоматизированные обучающие системы

АОС - функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых - индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей [9].

При разработке АОС необходимо решать целый комплекс различных проблем, включающих учебно-методические, психологические, организационные, технические, экономические аспекты, тесно связанные между собой.

Рассмотрим подробнее поставленные вопросы в порядке очередности.

Учебно-методические вопросы:

1.       Постановка целей, достигаемых в процессе обучения.

2.       Выбор различных способов управления учебной деятельностью.

.        Моделирование учебных ситуаций.

.        Тщательный отбор, структурирование практического материала, формулировка вопросов и тестовых заданий и др.

.        Учет ранее усвоенных знаний, умений и навыков.

.        Выбор или разработка аппарата оценки полученных знаний и уровня подготовленности обучаемых.

Психологические вопросы:

1.       Учет возможного негативного отношения к применению компьютерных средств как со стороны обучаемого, так и со стороны преподавателя.

2.       Диагностика индивидуальных особенностей обучаемого для обеспечения индивидуализации обучения.

.        Разработка основных и вспомогательных диалогов "человек-компьютер", необходимых для активизации познавательной деятельности обучаемых, обеспечении обратной связи, адекватной помощи в случаях возникновения затруднений и т.д.

.        Обеспечение мотивации в обучении, интереса к познанию.

.        Анализ эстетического восприятия внешнего вида, формы предоставления информации и др. в обучающей программе.

Организационные вопросы:

1.       Обеспечение взаимодействия в коллективе авторов АОС, в который обязательно должны входить профессиональный дидакт, специалист-предметник, программист, кроме того, желательно наличие психолога, художника-дизайнера, а также других специалистов.

2.       Оценка эффективности обучающей программы.

.        Проведение тестирования с целью устранения ошибок или улучшения качества разрабатываемой АОС.

Технические вопросы:

1.       Выбор и обоснование программно-аппаратных средств для реализации поставленных целей.

2.       Разработка ядра системы (компьютерной программы или комплекса программ).

.        Наполнение АОС конкретным информационным материалом (ввод в компьютер текстовой, графической, аудио- и видеоинформации). Установление логических связей между различными частями (кадрами) АОС.

.        Разработка системы электронной помощи и печатной документации.

.        Создание для преподавателей, обучаемых и администратора инструкций и рекомендаций по использованию и настройке АОС.

.        Предусматривание возможности модификации системы в связи с изменением внешних факторов, например, развитием науки, изменением учебной программы. Возможность адаптации к различным аппаратным ресурсам компьютеров и личным вкусам обучающих и обучаемых.

Экономические вопросы:

1.       Сравнение экономических, технических, дидактических и других показателей разрабатываемой АОС с другими обучающими программами и АОС для оценки целесообразности ее использования.

2.       Анализ минимальных и рекомендуемых аппаратных ресурсов компьютера или компьютерных систем.

.        Оценка дополнительных затрат, связанных с внедрением и дальнейшим использованием разрабатываемой АОС.

Наиболее широко АОС применяются в реализации систем дистанционного обучения. В настоящий момент в сети Internet существует несколько сот сайтов различных учебных заведений (даже виртуальных) реализующих платное или бесплатное дистанционное обучение (ДО) по программам высшей школы. Обучаемый имеет доступ к электронным учебникам и обучение происходит под кураторством прикрепленного специалиста - “тьютера”.

Создать и внедрить в реальный учебный процесс высшей школы ДОП одномоментно совершенно невозможно. Это очень трудоёмкий процесс, требующий высокого профессионализма и соответствующего финансирования. Можно только постепенно, переводя один предмет за другим с обычной формы обучения на дистанционную.

.5.4 Тестирующие системы

Тестирующие системы представляют собой последовательность заданий (наборов вопросов) с проверкой правильности исполнения и вычисления интегральной оценки усвоения материала.

.6 Технологии создания электронных учебников

Дистанционное обучение - это не форма обучения, а, прежде всего, технология, которая может вполне успешно использоваться и при очном, и при заочном, и при очно-заочном обучении.

Под дистанционным обучением предлагается понимать такую технологию образовательного процесса, при которой взаимодействие преподавателя и обучающегося реализуется с использованием компьютерных сетей, а также иных современных средств аккумулирования, хранения, передачи и приема учебной информации на расстоянии, при которой между ними осуществляется устойчивый, оперативный и регулярный дистанционный диалог[2].

Технология дистанционного обучения (ТДО) не является самодостаточной. Она не отменяет и не заменяет традиционные педагогические технологии, а лишь дополняет их.

Выделяются следующие три основные, взаимосвязанные формы организации ДО:

кейс-технология

локально-сетевая технология

глобально-сетевая технология.

“Кейс-технология” включает в себя применение комплектов специальных учебных материалов (пособий, методических указаний, задачников), оформленных в твердых копиях (на дискетах или лазерных дисках), а также учебные, аудио- и видеоматериалы. Они используются студентами в ходе самостоятельной работы, при выполнении контрольных заданий, курсовых проектов, при подготовке к семинарам, зачетам, экзаменам.

Локально-сетевая технология представляет собой различные формы групповой учебной работы, проводимой преподавателем со студентами на базе локальной компьютерной сети. В этом случае диалог преподавателя и обучающихся происходит в компьютерном классе с использованием как непосредственных контактов и традиционных вербальных контактов, так и специальных материалов, оформленных в виде дистантных курсов.

Глобально-сетевая технология предполагает осуществление дистанционного диалога с помощью ресурсов глобальной сети, опосредованное взаимодействие преподавателя с обучающимися, которые находятся на расстоянии. В этом случае основой общения служат специально подготовленные и оформленные дистантные курсы.

Внедрение и освоение ТДО может происходить постепенно и поэтапно: кейс - технология - локальная сеть - глобальная сеть.

Последовательное использование ТДО сокращает сферу применения сложившейся за многие годы классно-урочной, классно-лекционной формы обучения. Процесс учения приобретает подлинно индивидуализированный характер, становится самообучением под руководством преподавателя. Усиливается активная роль учащихся в собственном образовании, для них создаются более комфортные, по сравнению с традиционным обучением, условия для творческого самовыражения.

Дистанционное обучение отличается от общепринятой формы тем, что оно ориентировано главным образом на самостоятельную работу обучающегося.

На учебно-методические пособия (УМП) ложится особая функциональная нагрузка. Обычные учебники и учебные пособия, которые использовались ранее сложно применять при дистанционном обучении, т.к. они достаточно трудны для самостоятельного изучения предмета, а специально разработанных учебно-методических, учебно-практических пособий просто еще не существует или только-только предпринимаются попытки их создания[2].

При разработке УМП для каждого курса может использоваться как дисциплинарный подход, так и проблемный. УМП и процесс обучения строится с учетом особенностей обучения практикующих педагогов.

Рабочие учебники могут составляться из двух частей: теоретической и методической.

Теоретическая часть (научный обзор) - это текст реферативно-обзорного характера, раскрывающий основные темы и понятия по дисциплине, обобщающий представленные в новейшей литературе материалы:

) содержит систему важнейших сведений не по отдельным вопросам курса, а по предмету в целом;

) включают аппарат усвоения и поддержания;

) способствует мотивированию изучению предмета;

) стимулирует возникновение интереса к дальнейшему, более углубленному изучению данной отрасли знаний.

Методическая часть - это совокупность упражнений задач и т. д. на воспроизведение знаний, их систематизацию и обобщение, на выработку умений. При составлении заданий для самостоятельного усвоения и закрепления знаний, умений и навыков используется ряд дидактических приемов.

Учебно-методический комплекс, включает в себя: “Руководство по курсу” (пояснительная записка), “Содержание курса”, “Глоссарий”, “Список литературы”, “Приложения” и др.

Справочная информация и дополнительный материал должны быть представлены в объеме, необходимом и достаточном для обеспечения работы студента с основным учебным материалом.

В качестве дополнительного (справочного) материала могут выступать:

глоссарий - терминологический словарь;

поясняющие расшифровки по тексту;

нормативная база и ссылки на рекомендуемую дополнительную литературу;

справочные данные;

примеры из практики;

ситуационный анализ;

деловые игры.

Основная форма работы студента - самостоятельные занятия с учебными материалами. При этом предполагается их изучение в соответствии с учебным планом. Фрагменты информационных материалов (учебных модулей) чередуются с вопросами и заданиями, отвечая на которые студент контролирует степень усвоения материала и анализирует свою рабочую ситуацию, а также вопросами, требующими дополнительных знаний.

Учебный модуль- это небольшой, но логически завершенный фрагмент учебного материала, посвященный рассмотрению конкретной проблемы.

Последовательность модулей, их содержательное наполнение имеет строгое внутреннее обоснование, обеспечивает последовательное усвоение материала темы.

Объем конкретного учебного модуля задан автором. Однако, учитывая некоторые особенности зрительного восприятия информации, получаемой с ПК, можно рекомендовать разработчикам размер модуля установить в пределах 3-8 стандартных страниц.

Типовой учебный модуль включает в себя следующие структурные элементы;

Ключевые понятия;

Основные положения;

Контрольные вопросы

Задания для самостоятельной работы

Ключевые понятия и определения. Во вступительной части учебного модуля приведены ключевые понятия (слова), связанные с рассмотрением данной проблемы. К их отбору авторы должны подходить особенно тщательно.

Основные положения. В данной части учебного модуля излагаются основные теоретические позиции по рассматриваемой проблеме. Дается научное объяснение изучаемым явлениям, раскрываются существенные связи и закономерности, приводятся доказательства основных положений.

Контрольные вопросы. От качества включенных в курс контрольных вопросов во многом зависит успех всего дистанционного обучения.

Задания для самостоятельной работы. Они предназначены для того, чтобы сформировать у обучающихся необходимые практические умения и навыки

“Глоссарий” - перечень новых понятий по данной дисциплине с определениями.

“Список литературы и ссылок” - это отсылки к рекомендуемой литературе и к иллюстративному материалу, вспомогательным документам, адресам в сети Интернет, необходимой для качественного усвоения учебного курса.

Рисунок 1 - Пример организации структуры учебного материала

Построение теста:

Предполагается, что тест строится для достаточно замкнутой области знаний. Практически все учебные дисциплины обладают этим свойством. Тестирование обучающихся должно обеспечивать проверку усвоения определенных знаний или овладения конкретными навыками.

Технология обучения. Обучение проводится посредством сетевой технологии - электронных учебников и обращения к серверу. УМП публикуется на сайте ЯРЦДПКП ИПКРО или передается слушателям в дискетах. Итоговый контроль в виде тестов или рефератов. Темы рефератов заранее отражаются в УМП. Рефераты высылаются по электронной почте на адрес преподавателя. Итоговые тесты отправляются на сервер.

.7 Разработка и реализация электронных учебников и тестирующих систем

электронный учебник автоматизированный дидактический

Средства разработки электронных обучающих комплексов появились в середине 70-х годов прошлого века. Первоначально они были рассчитаны на работу в многопользовательском режиме с разделением времени на универсальных и мини-ЭВМ. Использование в то время алфавитно-цифровых дисплеев существенно ограничивало возможности графической поддержки учебных курсов. Обучение возможно было лишь в специальных дисплейных классах учебного заведения.

Однако в это же время появляется понятие гипертекста, что позволило снизить трудозатраты на разработку разветвленных программ обучения. Резкий рост инструментальных средств разработки электронных учебных комплексов наблюдается с конца 80-х, начала 90-х годов в связи с широким распространением персональных компьютеров, в составе которых уже графические дисплеи. Одной из наиболее распространенной в это время в нашей стране была адаптивная диалоговая информационная система АДОНИС. Она была предназначена для организации автоматизированного обучения и контроля знаний по различным дисциплинам, а также информационного обеспечения учебного процесса. Система функционировала в среде MS DOS IBM PC-совместимых компьютеров. В системе АДОНИС не использовались средства гипертекста, но структурные элементы ее были организованы удачно. Вся информация представлялась кадрами двух видов: информационных и контролирующих. Каждый кадр имел свой идентификационный номер по которым осуществлялся переход от кадра к кадру как по условию, так и безусловно. Контролирующий кадр сравнивал ответы обучаемого с эталонными ответами и позволял осуществлять переход к следующему кадру по той или иной степени (устанавливаемой разработчиком) соответствия. Система АДОНИС обладала своим встроенным графическим редактором для разработки иллюстративного материала.

К сожалению, данная система не была адаптирована к ОС WINDOWS, и в настоящее время не используется. Однако, идеи АДОНИС, нашли свое воплощение в других современных системах, например системах "TrainingWare" <#"587424.files/image002.gif">

Рисунок 2 - Концептуальная схема системы КАДИС

Термин АУК введен разработчиками и пользователями авторских систем универсальных АОС, см. например [9]. Здесь и далее будем называть этим термином определенным образом подготовленные знания (структурированную информацию и систему упражнений для ее осмысления и закрепления), сценарии учебной работы и реализующие их программы для ЭВМ, предназначенные для самостоятельного изучения учебного материала с помощью компьютера. Основное назначение АУК в системе КАДИС - осмысление и закрепление теоретического материала, контроль знаний по изучаемой теме. АУК содержит не только информационную часть, но и программные средства, позволяющие проводить обучение и контроль по сценариям, заданным преподавателем, разработчиком АУК.

Тренажеры комплексов системы КАДИС предназначаются для формирования и развития практических умений и навыков, развития интуиции и творческих способностей, ускоренного накопления профессионального опыта. Обучение на тренажерах ведется в ходе решения специально подобранных задач с использованием математических моделей изучаемых объектов и процессов в режиме управляемого детерминированного исследования.

Учебные ППП, в состав которых могут входить элементы систем автоматизации профессиональной деятельности (САПР, ЭС, АСНИ и т.п.) используются для решения учащимися различных задач по тематике комплекса, возникающих, например, в ходе курсового или дипломного проектирования. Процесс учебной работы проходит при этом в режиме свободного учебного исследования и близок по своему характеру к профессиональной деятельности специалиста.

Рациональная, дидактически обоснованная последовательность усвоения учебного материала предполагает следующий порядок работы с комплексами системы КАДИС:

изучение теоретического материала по пособию;

осмысление и закрепление теории с помощью АУК;

приобретение и развитие практических умений, ускоренное накопление профессионального опыта на тренажерах;

решение задач по тематике комплекса с помощью ППП.

Таким образом, различным компьютерным средствам поддержки процесса обучения в системе КАДИС определена своя дидактическая ниша в соответствии с их возможностями.

Комплексы системы КАДИС представляют собой своеобразные компьютерные учебники, которые могут разрабатываться по темам учебных дисциплин, по учебным дисциплинам, по отдельным отраслям знаний. Физически каждый комплекс упаковывается в специальной книге-обложке, в карманах которой размещают учебное пособие, дискеты с АУК, тренажерами, учебными ППП. Такая упаковка удобна для хранения, транспортировки, презентации, тиражирования комплекса.

Важная роль при проектировании учебных комплексов отводится показателям, определяющим дидактические цели. Рассмотрим эти показатели.