Старший викладач І.І. Федорчук

Проблеми створення електронних навчальних посібників (ЕНП)

Вступ
Сучасна система освіти все активніше використовує інформаційні технології і комп’ютерні телекомунікації. Особливо динамічно розвивається система дистанційної освіти, чому сприяє ряд чинників, і перш за все – оснащення освітніх закладів могутньою комп’ютерною технікою й розвиток співтовариства мереж Інтернет.

Лекційно-семінарна форма навчання давно втратила свою ефективність - практика довела, що майже 50% навчального часу витрачається даремно. Вивчаючи зарубіжний досвід, можна виділити наступний важливий аспект: викладач виступає не в ролі розповсюджувача інформації (як це традиційно прийнято), а в ролі консультанта, порадника, іноді навіть колеги учня (студента). Це дає деякі позитивні моменти: студенти активно беруть участь в процесі навчання, привчаються мислити самостійно, висувати свої точки зору, моделювати реальні ситуації.

Розвиток інформаційних технологій надав нову, унікальну можливість проведення занять - впровадження креативних форм навчання. Вони

1)    дозволяють студенту вибрати і час, і місце для навчання;

2)    дають можливість здобути освіту особам, які не мають можливості здобути традиційну освіту через ті чи інші причини;

3)    використовувати в навчанні нові інформаційні технології;

4)    певною мірою скорочує витрати на навчання.

З іншого боку, нові форми навчання підсилюють можливості індивідуалізації навчання.

Як правило, на даному етапі розвитку освіти і освітніх закладів застосовуються електронні підручники (ЕНП). Перевагами цих підручників, на наш погляд, є:

-  мобільність;

-  доступність зв’язку з розвитком комп’ютерних мереж;

-  адекватність рівню розвитку сучасних наукових знань.

З іншого боку, створення електронних підручників сприяє також вирішенню і такої проблеми, як постійне оновлення інформаційного матеріалу. Крім цього ЕНП можуть виступити в ролі навчально-довідникової служби, детально проілюстрованої інформації, збірників задач і вправ, засобів контролю за рівнем засвоєння знань.

Практика використання електронних підручників показала, що студенти якісно засвоюють викладений матеріал з використанням інформаційних технологій, про що свідчать результати тестування. Таким чином, розвиток інформаційних технологій дає широку можливість для винаходу нових методів методик в освіті і тим самим підвищити його якість.

1. Вибір засобів створення ЕНП
1.1. Загальні відомості про електронні підручники
Оскільки сучасні комп’ютери дозволяють з великою ефективністю відтворювати практично всі відомі до теперішнього часу види передачі інформації, і, що нам представляється найбільш важливим, тільки вони можуть реалізувати адаптивні алгоритми в навчанні і забезпечити викладача об’єктивним і оперативним зворотним зв’язком про процес засвоєння навчального матеріалу. Мультимедійний комп’ютер - це не тільки новий інтегрований носій інформації, це - пристрій найповніше і що адекватно відображає модель «face to face». Окрім цього, тільки в комп’ютерах можуть бути реалізовані інформаційно-довідкові системи на основі гіпермедійних посилань, що також є однією з найважливіших складових індивідуалізації навчання.

Що ж таке «Електронний підручник» і в чому його відмінності від звичайного підручника? Зазвичай електронним підручником є комплект навчальних, контролюючих, моделюючих і інших програм, що розміщуються на комп’ютерних носіях (твердому, гнучкому чи оптичному дисках) ПЕОМ, в яких відбитий основний науковий зміст навчальної дисципліни. ЕНП часто доповнює звичайний підручник і є особливо ефективним в тих випадках, коли він:

-         забезпечує практично миттєвий зворотний зв’язок;

-         допомагає швидко знайти необхідну інформацію (зокрема контекстний пошук), пошук якої в звичайному підручнику утруднений;

-         істотно економить час при багатократних зверненнях до гіпертекстових пояснень (підказок);

-         разом з коротким текстом - показує, розповідає, моделює і т.д. (саме тут виявляються можливості і переваги мультимедіа-технології) дозволяє швидко, але в темпі найбільш відповідному для конкретного індивідуума, перевірити знання певного розділу.

До недоліків ЕНП можна віднести:

-         фізіологічні особливості сприйняття інформації з дисплея (сприйняття з екрану текстової інформації набагато менш зручно і ефективно, чим читання книги);

-         вищу вартість в порівнянні з книгою.

1.2. Класифікація засобів створення електронних підручників
Засоби створення електронних підручників можна розділити на групи, наприклад, використовуючи комплексний критерій, що включає такі показники, як призначення і виконувані функції, вимоги до технічного забезпечення, особливості застосування. Відповідно до вказаного критерію можлива наступна класифікація:

-      традиційні алгоритмічні мови;

-      інструментальні засоби загального призначення;

-      засоби мультимедіа;

-      гіпертекстові і гіпермедіа засоби.

Нижче приводяться особливості і короткий огляд кожної з виділених груп. Як технічна база надалі мається на увазі IBM сумісні комп’ютери.

1.2.1. Традиційні алгоритмічні мови
Характерні риси електронних підручників, створених засобами прямого програмування:

-      різноманітність стилів реалізації (колірна палітра, інтерфейс

-      структура ЕНП, спосіб подачі матеріалу і т.д.);

-      складність модифікації і супроводу;

-      великі витрати часу і трудомісткість;

-      відсутність апаратних обмежень, тобто можливість створення ЕНП орієнтованого на технічну базу, що є в наявності.

1.2.2. Інструментальні засоби загального призначення
Інструментальні засоби загального призначення (ІЗЗП) призначені для створення ЕНП користувачами що не є кваліфікованими програмістами. ІЗЗП, використовувані при проектуванні ЕНП, як правило, забезпечують наступні можливості:

-         формування структури ЕНП;

-         введення, редагування і форматування тексту (текстовий редактор);

-         підготовка статичної ілюстративної частини (графічний редактор);

-         підготовка динамічної ілюстративної частини (звукових і анімаційних фрагментів);

-         підключення виконуваних модулів, реалізованих із застосуванням інших засобів розробки і ін.

До переваг інструментальних засобів загального призначення слід віднести:

-         можливість створення ЕНП особами, які не є кваліфікованими програмістами;

-         істотне скорочення трудомісткості і термінів розробки ЕНП;

-         невисокі вимоги до комп’ютерів і програмного забезпечення.

Разом з тим ІЗЗП мають ряд недоліків, таких як:

-         не завжди зручний інтерфейс;

-         менші, в порівнянні з мультимедіа і гіпермедіа системами можливості;

-         відсутність можливості створення програм для дистанційного навчання.

В даний час існує багато розробок ІЗЗП з кирилізованим інтерфейсом: Адоніс, Аосмікро, Сценарій, Інтегратор і ін.

1.2.3. Засоби мультимедіа
Ще до появи нової інформаційної технології експерти, провівши безліч експериментів, виявили залежність між методом засвоєння матеріалу і здатністю відновити отримані знання через деякий час після вивчення матеріалу. Якщо матеріал був звуковим, то людина запам’ятовувала близько 25% його об’єму. Якщо інформація була представлена візуально – близько 30-35%. При комбінуванні дії (візуального і слухового) запам’ятовування підвищувалося до 50%, а якщо людина залучалася до активних дій в процесі вивчення, то засвоюваність матеріалу підвищувалося до 75%.

Отже, мультимедіа означає об’єднання декількох способів подачі інформації - текст, нерухомі зображення (малюнки і фотографії), рухомі зображення (мультиплікація і відео) і звук (цифровий і MIDI) - в інтерактивний продукт.

Аудіоінформація включає мову, музику, звукові ефекти. Найбільш важливим питанням при цьому є інформаційний об’єм носія. В порівнянні з аудіо відеоінформація представляється значно більшою кількістю використовуваних елементів. Перш за все, сюди входять елементи статичного відеоряду, які можна розділити на дві групи: графіка (мальовані зображення) і фото. До першої групи відносяться різні малюнки, інтер’єри, поверхні, символи в графічному режимі. До другої - відскановані фотографії і зображення.

Динамічний відеоряд практично завжди складається з послідовностей статичних елементів (кадрів). Тут виділяються три типові елементи: звичайне відео (близько 24 кадрів за секунду), квазівідео (6-12 кадрів за секунду), анімація. Використання відеоряду у складі мультисередовища припускає вирішення великої кількості числа проблем, а ніж використання аудіо. Серед них найбільш важливими є: роздільна здатність екрану і кількість кольорів, а також об’єм інформації.

Характерною відмінністю мультимедіа продуктів від інших видів інформаційних ресурсів є помітно більший інформаційний об’єм, тому в даний час основним носієм цих продуктів є оптичний диск (CD, DVD).

1.2.4. Гіпертекстові і гіпермедіа засоби
Гіпертекст – це спосіб нелінійної подачі текстового матеріалу, при якому в тексті є яким-небудь чином виділені слова чи інші об’єкти, що мають прив’язку до певних текстових фрагментів. Таким чином, користувач не просто перегортає по порядку сторінки тексту, він може відхилитися від лінійного опису по якому-небудь посиланню, тобто сам керує процесом подання інформації. У гіпермедіа системі як фрагменти можуть використовуватися зображення, а інформація може містити текст, графіку, відеофрагменти, звук.

Використання гіпертекстової технології задовольняє таким вимогам як структурованість, зручність в обігу. При необхідності такий підручник можна “викласти” на будь-якому сервері і його можна легко коректувати. Але, як правило, їм властиві невдалий дизайн, компоновка, структура і та ін.

1.3. Критерії вибору засобів розробки
При виборі засобів необхідна оцінка наявності:

-         апаратних засобів певної конфігурації;

-         сертифікованих програмних систем;

-         фахівців необхідного рівня.

Крім того, необхідно враховувати призначення ЕНП, що розробляється, необхідність модифікації доповнення новими даними, враховувати обмеження на об’єм оперативно пам’яті, швидкодію процесора і ін.

2. Структурна організація електронного підручника
2.1. Вимоги до ЕНП
На ринку комп’ютерних продуктів з кожним роком зростає кількість навчальних програм, електронних підручників й іншої електронних навчально-довідкових матеріалів. Разом з тим не втихають спори про те, яким повинен бути «електронний підручник», які функції «ставляться йому в обов’язок». Традиційна побудова ЕНП: представлення навчального матеріалу, практика, тестування.

В даний час до підручників пред’являються наступні вимоги:

1.       Інформація по вибраному курсу повинна бути добре структурованою і представляти закінчені фрагменти курсу з обмеженим числом нових понять.

2.       Кожен фрагмент, разом з текстом, повинен представляти інформацію в аудіо- або відеоформаті («живі лекції»). Обов’язковим елементом інтерфейсу для живих лекцій буде лінійка прокрутки, що дозволяє повторити лекцію з будь-якого місця.

3.       Текстова інформація може дублювати деяку частину живих лекцій.

4.       На ілюстраціях, що представляють складні моделі або пристрої, повинна бути миттєва підказка, що з’являється і зникає синхронно з рухом курсору по окремих елементах ілюстрації (карти, плану, схеми, креслення збірки виробу, пульта управління об’єктом і так далі).

5.       Текстова частина повинна супроводжуватися численними перехресними посиланнями, що дозволяють скоротити час пошуку необхідної інформації, а також могутнім пошуковим центром. Перспективним елементом може бути підключення спеціалізованого тлумачного словника по даній області знань.

6.       Відеоінформація або анімації повинні супроводжувати розділи, які важко зрозуміти в звичайному викладі. В цьому випадку витрати часу для користувачів в п’ять-десять разів менші в порівнянні з традиційним підручником. Деякі явища взагалі неможливо описати людині, що ніколи їх не бачила. Відеокліпи дозволяють змінювати масштаб часу і демонструвати явища в прискореній, сповільненій або вибірковій зйомці.

7.       Наявність аудіоінформації, яка у багатьох випадках є основною і деколи незамінною змістовною частиною підручника.

8.       Наявність засобів вільної чи примусової навігації по навчальному курсу; засобів проміжного і кінцевого контролю. Засоби контролю можуть дати, при необхідності, зріз рівня знань учня (студента), скорегувати план вивчення матеріалу.

9.       Структурованість, зручність в обігу, наочність викладеного матеріалу.

2.2. Режими роботи електронного підручника
Можна виділити 4 основних режиму роботи ЕНП:
1.     навчання без перевірки;

2.     навчання з перевіркою, при якому в кінці кожного розділу (параграфа) учневі пропонується відповісти на декілька питань, що дозволяють визначити ступінь засвоєння матеріалу;

3.     програмоване навчання, при якому учень може перейти до вивчення наступної теми лише після того, як засвоїв попередні теми;

4.     тестовий контроль, призначений для підсумкового контролю знань з виставлянням оцінки.

Електронний варіант підручника повинен містити в собі і засоби контролю, оскільки контроль знань є однією з основних проблем в навчанні. Довгий час у вітчизняній системі освіти контроль знань, як правило, проводилося в усній формі. На сучасному етапі застосовуються різні методи тестування. Багато хто, звичайно, не розділяє цієї позиції, вважаючи, що тести виключають такі необхідні навики, як аналіз, зіставлення і та ін.

Відомо, що для активного оволодіння конкретною наочною областю необхідно не лише вивчити теорію, але і сформувати практичні навики у вирішенні завдань. Для цього потрібно навчитися будувати математичні моделі процесів і явищ, що вивчаються, проектувати алгоритми розв’язків і реалізовувати їх у вигляді програм. Для досягнення цієї мети до складу ЕНП необхідно включати серію модельних програм, що забезпечуватимуть графічну ілюстрацію структури і роботи алгоритмів, що дозволить, в кінцевому випадку, не лише підвищити рівень їх розуміння, але і сприятиме розвитку у студента інтуїції і образного мислення.

3. Деякі принципи, якими слід керуватися при створенні електронного підручника
1.     Принцип квантування: розбиття матеріалу на розділи, що складаються з модулів, мінімальних за об’ємом, але замкнутих за змістом.

2.     Принцип повноти: кожен модуль повинен мати наступні компоненти:

o        теоретичне ядро;

o        контрольні питання по теоретичному матеріалу;

o        приклади;

o        завдання і вправи для самостійної роботи;

o        контрольні питання по всьому модулю з відповідями;

o        контрольна робота;

o        контекстна довідка (Help);

o        історичний коментар.

3.     Принцип наочності: кожен модуль повинен складатися з колекції кадрів з мінімумом тексту і візуалізацією, що полегшує розуміння і запам’ятовування нових понять, тверджень і методів.

4.     Принцип розгалуження: кожен модуль має бути зв’язаний гіпертекстовими посиланнями з іншими модулями так, щоб у користувача був вибір переходу в будь-який інший модуль. Принцип розгалуження не виключає, а навіть передбачає наявність переходів, що рекомендуються, реалізовують послідовне вивчення предмету.

5.     Принцип регулювання: учень самостійно керує зміною кадрів, має можливість викликати на екран будь-яку кількість прикладів (поняття «приклад» має широке розуміння: це і приклади, що ілюструють поняття, що вивчаються, і твердження, і приклади вирішення конкретних завдань та ін.), вирішити необхідну кількість завдань, що вибираються самим учнем або визначаються викладачем за рівнем складності, а також перевірити себе, відповівши на контрольні питання і виконавши контрольну роботу, заданого рівня складності.

6.     Принцип адаптивності: електронний підручник повинен допускати адаптацію до потреб конкретного користувача в процесі навчання, дозволяти варіювати глибиною і складністю матеріалу, що вивчається, його прикладною спрямованістю залежно від майбутньої спеціальності; стосовно потреб користувача генерувати додатковий ілюстративний матеріал, надавати графічні і геометричні інтерпретації понять, що вивчаються.

7.     Принцип комп’ютерної підтримки: у будь-який момент роботи учень може отримати комп’ютерну підтримку, що звільняє його від рутинної роботи і дозволяє зосередитися на суті матеріалу, що вивчається в даний момент, розглянути більшу кількість прикладів і вирішити більше завдань. Причому комп’ютер не лише виконує громіздкі перетворення, всілякі обчислення і графічні побудови, але і здійснює математичні операції будь-якого рівня складності, якщо вони вже вивчені раніше, а також перевіряє отримані результати на будь-якому етапі, а не лише на рівні відповіді.

8.     Принцип збірності: електронний підручник (й інші учбові пакети) мають бути виконані у форматах, що дозволяють компонувати їх в єдині електронні комплекси, розширювати і доповнювати їх новими розділами і темами, а також формувати електронні бібліотеки по окремих дисциплінах (наприклад, для кафедральних комп’ютерних класів) або особисті електронні бібліотеки студента (відповідно до спеціальності і курсу, на якому він вчиться), викладача або дослідника.

4. Основні етапи розробки електронного підручника
1.                     Вибір джерел.

2.                     Укладення договорів з авторами про право на переробку.

3.                     Розробка змісту і переліку понять (індексу).

4.                     Переробка текстів в модулі по розділах і створення Help.

5.                     Реалізація гіпертексту в електронній формі.

6.                     Розробка комп’ютерної підтримки.

7.                     Відбір матеріалу для мультимедійного втілення.

8.                     Розробка звукового супроводу.

9.                     Реалізація звукового супроводу.

10.                Підготовка матеріалу для візуалізації.

11.                Візуалізація матеріалу.

5. Методичні рекомендації по розробці електронного підручника
На першому етапі розробки ЕНП доцільно підібрати як джерела такі друкарські і електронні видання, які

·  якнайповніше відповідають стандартній програмі;

·  лаконічні і зручні для створення гіпертекстів;

·  містять велику кількість прикладів і завдань;

·  є в зручних форматах (принцип збірності).

На другому етапі укладення договорів з отриманого набору джерел відбираються ті, які мають оптимальне співвідношення ціни і якості.

На третьому етапі розробляється зміст, тобто проводиться розбиття матеріалу на розділи, що складаються з модулів, мінімальних за об’ємом, але замкнутих за змістом, а також складається перелік понять, які необхідні і достатні для опанування предмету (дво– чи трирівневий індекс).

На четвертому етапі переробляються тексти джерел відповідно до змісту, індексу і структури модулів; виключаються тексти, що не увійшли до переліків, і пишуться ті, яких немає в джерелах; розробляється система контекстних довідок (Help); визначаються зв’язки між модулями і інші гіпертекстові зв’язки.

Таким чином, готуються проект гіпертексту для комп’ютерної реалізації.

На п’ятому етапі гіпертекст реалізується в електронній формі.

В результаті створюється примітивне електронне видання, яке вже може бути використане з навчальною метою. Багато саме таких примітивне електронне видання і називають електронним підручником. Воно практично не має шансів на комерційний успіх, бо студенти його не купуватимуть.

На шостому етапі розробляється комп’ютерна підтримка: визначається, які дії у кожному конкретному випадку доручатимуться комп’ютеру і в якій формі має бути представлена відповідь комп’ютера; проектується і реалізується інтелектуальне ядро (ІЯ); розробляються інструкції для користувачів по вживанню інтелектуального ядра ЕНП для вирішення певних завдань.

В результаті створюється працюючий електронний підручник, який володіє властивостями, що роблять його необхідним для студентів, корисним для аудиторних занять і зручним для викладачів. Такий ЕНП може поширюватися на комерційній основі.

Інтелектуальне ядро доцільно зробити так, щоб його можна було замінювати на потужніший комп’ютерний пакет типу Derive Reduce, MUPAD, Maple V, MatLab та ін.

Тепер електронний підручник готовий до подальшого вдосконалення (озвучуванню і візуалізації) з допомогою мультимедійних засобів.

На сьомому етапі змінюються способи пояснення окремих понять і тверджень і відбираються тексти для заміни мультимедійними матеріалами.

На восьмому етапі розробляються тексти звукового супроводу окремих модулів з метою розвантаження екрану від текстової інформації і використання слухової пам’яті учня, для полегшення розуміння і запам’ятовування матеріалу, що вивчається.

На дев’ятому етапі розроблені тексти звукового супроводу записуються на диктофон і реалізуються на комп’ютері.

На десятому етапі розробляються сценарії візуалізації модулів для досягнення найбільшої наочності, максимального розвантаження екрану від текстової інформації і використання емоційної пам’яті учня, для полегшення розуміння, і запам’ятовування матеріалу, що вивчається.

На одинадцятому етапі проводиться візуалізація текстів, тобто комп’ютерне втілення розроблених сценаріїв з використанням малюнків, графіків і, можливо, анімації (потрібно мати на увазі, що анімація – це дороге задоволення для ЕНП).

На цьому закінчується розробка ЕНП і починається його підготовка до експлуатації. Слід зазначити, що підготовка до експлуатації ЕНП може передбачати деякі корекції його змістовної і мультимедійної компонент.

Головна    |    2007 - 2008      План    |    2008 - 2009      План    |    2009 - 2010      План    |    Автори
Головна    |    2007 - 2008      План    |    2008 - 2009      План    |    2009 - 2010      План    |    Автори