Введение
Актуальность темы. В настоящее время активно разрабатываются компьютерные инструментальные средства для ведения учебных курсов. Практически по всем направлениям учебных дисциплин создаются электронные учебники и самоучители.
Однако создание и организация учебных курсов с использованием электронных обучающих средств, в особенности на базе Интернет - технологий, является непростой технологической и методической задачей Тем не менее индустрия компьютерных учебно-методических материалов расширяется в силу их востребовательности и социальной значимости. К примеру, компьютерные средства обучения полезны при самостоятельной и индивидуальной работе, они очень важны для личностно - ориентационной системы обучения.
В этой связи актуальной является разработка адекватных современным идеям развития образования концепции построения и использования компьютерных обучающих средств, в частности электронных учебников.
Учебник - это основной инструмент обучения, «книга, предназначенная для обучения определенному учебному предмету, содержащий систематическое изложение знаний, подлежащий обязательному усвоению учащимися».
Электронный учебник - в большей степени инструмент обучения и познания, а его структура и содержание зависят от целей его использования. Он и репетитор, и тренажер, и самоучитель. Особую значимость он приобретает при использовании в линейных технологиях и коммуникационных системах.
В отличие от классического «бумажного» варианта учебника, электронный учебник предназначен для иного стиля обучения, в котором нет ориентации на последовательное, линейное изучение материала. Учебно-информационный текст электронного учебника должен быть четко иерархически сконструирован по содержанию. Верхний уровень иерархии отражает основные понятия и концепции предметной области. Более низкие уровни должны последовательно детализировать и конкретизировать эти понятия. При этом необходимо четко обозначить определения, примеры, объекты и утверждения. Многоуровневость позволит изучать предмет с различной степенью глубины.
Выбранная тема дипломной работы «Разработка электронного учебника на примере дисциплины «Компьютерные сети и телекоммуникации» для овладения навыками создания электронно - информационных ресурсов» является актуальной в силу того, что потребность в таком электронном учебнике несомненно есть, а самих учебников по данной дисциплине либо совсем нет, либо их количество крайне недостаточно.
Цель работы: разработать электронный учебник на примере дисциплины «Компьютерные сети и телекоммуникации» для овладения навыками создания электронно - информационных ресурсов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) изучение проектирования и использования электронного учебника в процессе обучения;
2) создание электронного учебника по дисциплине «Компьютерные сети и телекоммуникации».
Объект исследования: методика создания электронного учебника.
В зависимости от уровня знаний обучающегося по различным темам учебного курса синтезируется алгоритмом обучения, представляющего собой последовательность изложения учебного материала различного уровня сложности.
Предмет исследования: содержание курса Компьютерные сети и телекоммуникации.
Научная и практическая ценность работы. Научная и практическая ценность работы заключается в создании электронного учебника и его использование для изучения курса по дисциплине «Компьютерные сети и телекоммуникации».
Положения, выносимые на защиту. Компьютерный электронный учебник является универсальной и необходимой формой для обучения студентов. При помощи программы на деле осуществляется индивидуальный подход к каждому студенту. Многоуровневость позволяет изучать предмет с различной степенью глубины. И наконец, использование нетрадиционных форм подачу и контроля материала оживляет и создает благоприятную обстановку в учебной группе.
Структура дипломной работы. Дипломная работа в соответствии с целью и задачами исследования состоит из введения, двух глав, заключения и приложения.
Глава I. Методика проектирования и использования электронного учебника в процессе обучения
Электронный учебник как средство самообразования
Давно, была обнаружена зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около четверти его, если информация была представлена визуально - около трети, при комбинированном воздействии (зрительном и звуковом) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе обучения, то усвоение материала повышалось до 70%. Активные методы обучения, используемые в электронных учебниках применяют эту зависимость.[1] Основное отличие электронного учебника от традиционных печатных изданий заключается в обязательном наличии интерактивного взаимодействия между студентом и компьютером.
Термин «самообразование» означает такую организацию учебного процесса, при которой преподаватель разрабатывает учебную программу, главным образом базирующуюся на самостоятельном обучении студента. Такая среда обучения характеризуется тем, учащийся в основном, а зачастую и совсем отделен от преподавателя в пространстве или во времени, в то же время, студенты и преподаватели имеют возможность осуществлять диалог между собой с помощью средств телекоммуникации. Самообразование позволяет учиться жителям регионов, где нет иных возможностей для профессиональной подготовки или получения качественного высшего образования, нет университета нужного профиля или преподавателей требуемого уровня квалификации.
Электронным учебником называется продукт образовательного характера, который может быть воспроизведен (использован) только с помощью средств информатики (в том числе и компьютера), соответствующий утвержденной программе обучения или программе, разработанной автором для предложенного курса.[2]
Начиная с 1998 г., появилось много работ, в которых рассматриваются проблемы разработки электронных учебников, несколько меньше - использование электронных учебников в учебном процессе. До сих пор основными создателями электронных учебников являются программистские коллективы, для которых важно заявить о себе в качестве разработчиков мультимедийных продуктов. Они вовсе не задумываются о том, как можно использовать разработанный продукт в учебном процессе. Им кажется, что они вложили в продукт все, что могли: электронный учебник богато иллюстрирован, есть гипертекст, гипермедиа, индексы, разнообразные средства навигации и т.д. Удивляет только одно: разработанный продукт почему-то не используется ни учителями, ни школьниками.
Важнейшее условие повышения эффективности обучения - психологическая, теоретическая и практическая готовность студентов к самостоятельной работе. В то же время известно, что уровень довузовской подготовки студентов очень низкий. Поэтому от преподавателей высшей школы требуется доучивание их методам самостоятельной работы путем формирования культуры учебного труда, что позволит будущему специалисту не только адаптироваться к Вузовским условиям обучения, но и создаст предпосылки постоянного профессионального роста в течение всей трудовой деятельности. Сложность решения этой задачи требует постоянного совершенствования учебного процесса и, в частности, постановки самостоятельной работы студентов (СРС) на научную основу.
Электронный учебник, наиболее часто встречающаяся форма представления нового материала. Кроме этого электронный учебник может включать одновременно тренажеры, лабораторные работы, а также тесты; т.е. одновременно - это и программное обеспечение по предоставлению знаний и по их контролю.[3] Электронный учебник представляет из себя совокупность параграфов определенных типов. Эти типы - определения, теоремы, пояснения, примеры, доказательства, алгоритмы и др. В данном проекте разработанная система работает с двумя основными типами параграфов - с определениями и теоремами.
Электронный учебник должен предоставлять аналогичные (близкие к реальности) возможности. В нем, например, можно использовать на порядок больше иллюстраций, чем в обычном учебнике, фрагменты видеофильмов, а можно использовать панорамы виртуальной реальности, с помощью которых на экране компьютера можно получить полное представление об окружающей обстановке, в том числе и об источниках звука, рассмотреть подробнее определенные предметы и даже прочитать их описание или прослушать (продолжая их рассматривание) эту же информацию.
Этот способ представления информации может быть широко использован в учебных дисциплинах, в которых присутствует описательная информация: география, история, в определенной степени - литература, представление различных экспериментальных установок (физика и химия) и др.
Основные принципы самообразования: установление интерактивного общения между обучающимся и обучающим без - обеспечения их непосредственной встречи и самостоятельное освоение определенного массива знаний и навыков по выбранному курсу и его программе при заданной информационной технологии.
Главной проблемой развития самообразования является создание новых методов и технологий обучения, отвечающих телекоммуникационной среде общения. В этой среде ярко проявляется то обстоятельство, что учащиеся не просто пассивные потребители информации, а в процессе обучения они создают собственное понимание предметного содержания обучения.
На смену прежней модели обучения должна прийти новая модель, основанная на следующих положениях: в центре технологии обучения - учащийся; суть технологии - развитие способности к самообразованию; учащиеся играют активную роль в обучении; в основе учебной деятельности - сотрудничество.[4]
В связи с этим - требуют пересмотра методики обучения, модели деятельности и взаимодействия преподавателей и обучаемых. Автор считает ошибочным мнение многих российских педагогов - практиков, развивающих технологии самообразования, что учебный курс можно представить, просто переведя в компьютерную форму учебные материалы традиционного очного обучения.
Успешное создание и использование учебных курсов должно начинаться с глубокого анализа целей обучения, дидактических возможностей новых технологий передачи учебной информации, требований к технологиям самообразования с точки зрения обучения конкретным дисциплинам, корректировки критериев обученности.
Дидактические особенности курса самообразования обусловливают новое понимание и коррекцию целей его внедрения, которые можно обозначить следующим образом:
1) стимулирование интеллектуальной активности учащихся с помощью определения целей изучения и применения материала, а так же вовлечения учащихся в отбор, проработку и организацию материала;
2) усиление учебной мотивации, что достигается путем четкого определения ценностей и внутренних причин, побуждающих учиться;
3) развитие способностей и навыков обучения и самообучения, что достигается расширением и углублением учебных технологии и приемов.
К числу дидактических принципов, затрагиваемых компьютерными технологиями передачи информации и общения, в первую очередь следует отнести:
1) принцип активности;
2) принцип самостоятельности;
3) принцип сочетания коллективных и индивидуальных форм учебной работы;
4) принцип мотивации;
5) принцип связи теории с практикой;
6) принцип эффективности.
В связи с этими принципами средства учебного назначения, которые используются в образовательном процессе самообразования, должны обеспечивать возможность:
1) индивидуализировать подход к ученику и дифференцировать процесс обучения;
2) контролировать обучаемого с диагностикой ошибок и обратной связью;
3) обеспечить самоконтроль и самокоррекцию учебно-познавательной деятельности учащегося;
4) демонстрировать визуальную учебную информацию;
5) моделировать и имитировать процессы и явления;
6) проводить лабораторные работы, эксперименты и опыты в условиях виртуальной реальности;
7) прививать умение в принятии оптимальных решений;
8) повысить интерес к процессу обучения;
9) передать культуру познания.
Подчеркнем особую важность определения целей курса. Для построения четкого плана курса необходимо:
1) определить основные цели, устанавливающие, что учащиеся должны изучить;
2) конкретизировать поставленные цели, определив, что учащиеся должны уметь делать;
3) спроектировать деятельность учащегося, которая позволит достичь целей.
Очень важно добиваться того, чтобы поставленные цели помогали определить, что ожидается от учащихся после изучения этого курса.[5] Конкретизация целей позволяет дать представление о том, что учащийся в состоянии будет, сделать в конце каждого урока. Фактически необходима постановка целей для каждого урока курса.
Цели помогают сконцентрироваться на развитии познавательной деятельности учащихся и определить, на какой стадии познания он находится.
Правильно сформулированные цели позволят учащимся:
1) настроить мышление на тему обучения;
2) сфокусировать внимание на наиболее важных проблемах;
3) тщательно подготовиться к тестам, заданиям и другим средствам оценивания.
Деятельность должна быть спроектирована в соответствии со сформулированными целями.
При планировании и разработке самообразования необходимо принимать во внимание, что основные три компонента деятельности педагога, а именно изложение учебного материала, практика, обратная связь, сохраняют свое значение и в курсах самообразования.
Разработанный и реализованный подход к самообразованию заключается в следующем:
1) перед началом самообразования производится психологическое тестирование учащегося с целью разработки индивидуального подхода к обучению;
2) учебный материал представлен в структурированном виде, что позволяет учащемуся получить систематизированные знания по каждой теме;
3) контроль знаний осуществляется с помощью полной и валидной системы тестового контроля по каждой структурной единице и содержанию в целом.
Изучение, таким образом, предметов школьного курса может быть использовано школьниками, имеющими сложности при традиционном обучении, в качестве своеобразного репетитора по конкретным предметам и темам.[6]
Содержание предлагаемого к освоению курса самообразования педагогически отработано и систематизировано и состоит из комплекса психологических тестов, программы обучения и электронного учебника, который удовлетворяет вышеизложенным принципам.
Программа обучения - одна из наиболее важных видов раздаточных материалов для учащихся. Учащиеся обращаются к ней для получения точной и ясной информации. Такое руководство включает в себя:
1) информацию о системе самообразования, методах самообразования;
2) биографическую информацию о преподавателе;
3) технологию построения учебного курса;
4) цели курса;
5) критерии окончания обучения;
6) часы телефонных консультаций;
Описание экзаменов, проектов, письменных работ.
Электронный учебник, содержащий собственно учебные материалы для самообразования, разделен на независимые темы - модули, каждая из которых дает целостное представление об определенной тематической области, что способствует индивидуализации процесса обучения, т. е. обучающийся может выбрать из вариантов обучения: изучение полного курса по предмету или изучение только конкретных тем. При выборе первого варианта учащемуся по мере освоения материала высылается следующий модуль, и, таким образом, по завершении курса учащийся имеет целостный электронный учебник по данному предмету.[7]
Каждый модуль содержит:
1) наименование темы;
2) учебные вопросы и их нормативную трудоемкость;
3) цели уроков;
4) методические указания о порядке и последовательности изучения темы модуля;
5) используемые учебные материалы;
6) упражнения и тесты для самопроверки, а также ссылки на правильные ответы, чтобы обучающиеся могли проверить свое понимание учебного материала и управлять своим обучением;
7) упражнения и тесты для итогового контроля.
Курс рассчитан на определенный срок изучения, в зависимости от его трудоемкости. Руководствуясь учебной программой и методическими указаниями, обучающийся составляет персональный план обучения, т. е. расписание своих собственных учебных занятий. Таким образом, обучающийся определит, в какой конкретно день какой учебный вопрос модуля учебной программы он будет изучать, и сможет регулярно отмечать в этом персональном плане результаты своей учебы.
Далее следует этап изучения теоретического материала, изложенного в электронном учебнике.
Выбрав пункт в содержании, необходимо рассмотреть структурную схему параграфа, определить вид каждой структурной единицы и рассмотреть связи между ними внутри параграфа. [8]Учитывая связи между структурными единицами из разных параграфов, необходимо выбрать самые важные структурные единицы и обратить на них особое внимание при изучении.
Если для изучения структурной единицы требуются знания единиц из предыдущих параграфов, необходимо их повторить, после чего можно перейти к изучению содержания структурной единицы.
После освоения содержания каждой структурной единицы целесообразно вновь вернуться к структурной схеме параграфа, для повторения взаимосвязей и систематизации изученного материала.
К сожалению, разработкой и использованием новых форм обучения занимается не так много специалистов, хотя о проблемном подходе, методе проектов многие уже не раз слышали. Приходится констатировать, что разрабатываемые программистскими коллективами электронный учебник часто не вписываются и в новые формы обучения, поскольку программисты знакомы с ними только понаслышке. Получается противоречие: новейшие (по технологиям) продукты разрабатываются программистами, знающими на собственном опыте только старые формы обучения и пытающимися приспособить разрабатываемый электронный продукт именно к этой устаревшей форме.
Одной из разновидностью обучающих систем являются гипертекстовые системы обучения.
Гипертекст как подход к управлению информацией отличается от других подходов (например, СУБД) тем, что основной вид деятельности пользователя при работе с ним состоит не столько в поиске нужной информации, сколько в ознакомлении с определенным предметом посредством просмотра ряда информационных фрагментов, связанных между собой по смыслу. Ознакомление осуществляется в определенной последовательности, обусловленной целями пользователя.[9] Возможность варьирования последовательности ознакомления с содержанием гипертекста, в отличие от линейного текста, осуществляется за счет разбиения информации на фрагменты (темы) и установления между ними связей, как правило, позволяющих пользователю перейти от изучаемой в текущий момент темы к одной из нескольких связанных с ней тем. Очевидно, что большей гибкостью в смысле удовлетворения различных целей пользователей обладает гипертекст с большим количеством связей между темами. Таким образом, электронный учебник должен, сохраняя все возможности обычных учебников, обладать принципиально новыми, по сравнению с ними, качествами, включающими элементы гипермедиа и виртуальной реальности, обеспечивающими высокий уровень наглядности, иллюстративности и высокой степени интерактивности, обеспечивать новые формы структурированного представления больших объемов информации и знаний, возможности эффективного поиска требуемой информации.