Электронный учебник

На  четвертом этапе  перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением, индексом и структурой модулей; исключаются тексты, не вошедшие в перечни, и пишутся те, которых нет в источниках; разрабатывается система контекстных справок (Help); определяются связи между модулями и другие гипертекстные связи.

Таким образом, подготавливаются проект гипертекста  для компьютерной реализации.

На  пятом этапе гипертекст реализуется в  электронной форме.

В результате создается  примитивное электронное  издание, которое  уже может быть использовано в учебных  целях. Многие именно такое примитивное  ЭИ и называют электронным  учебником. Оно практически  не имеет шансов на коммерческий успех, потому что студенты не будут его покупать.

На  шестом этапе разрабатывается  компьютерная поддержка: определяется, какие  математические действия в каждом конкретном случае поручаются компьютеру и в какой форме  должен быть представлен ответ компьютера; проектируется и реализуется ИЯ; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра ЭУ для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ).

В результате создается работающий электронный учебник, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭУ может распространяться на коммерческой основе.

Интеллектуальное  ядро целесообразно сделать так, чтобы его можно было заменять на более мощный компьютерный пакет типа DERIVE, Reduce, MuPAD, Maple V и т.п.

Теперь  электронный учебник  готов к дальнейшему  совершенствованию (озвучиванию  и визуализации) с  помощью мультимедийных средств.

На  седьмом этапе  изменяются способы  объяснения отдельных  понятий и утверждений  и отбираются тексты для замены мультимедийными  материалами.

На  восьмом этапе  разрабатываются  тексты звукового  сопровождения отдельных  модулей с целью  разгрузки экрана от текстовой информации и использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.

На  девятом этапе  разработанные тексты звукового сопровождения  записываются на диктофон и реализуются  на компьютере.

На  десятом этапе  разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от текстовой информации и использования эмоциональной памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.

На  одиннадцатом этапе производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что анимация стоит очень дорого).

На  этом заканчивается  разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.

Принципы  создания электронного учебника включают в  себя:

1. Принцип квантования:  разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.

2. Принцип полноты:  каждый модуль  должен иметь следующие  компоненты

o теоретическое ядро,

o контрольные вопросы  по теории,

o примеры,

o задачи и упражнения для самостоятельного решения,

o контрольные вопросы  по всему модулю  с ответами,

o контрольная работа,

o контекстная справка  (Help),

o исторический комментарий.

3. Принцип наглядности:  каждый модуль  должен состоять  из коллекции кадров  с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.

4. Принцип ветвления:  каждый модуль  должен быть связан  гипертекстными ссылками  с другими модулями  так, чтобы у  пользователя был  выбор перехода  в любой другой  модуль. Принцип ветвления не исключает, а даже предполагает наличие рекомендуемых переходов, реализующих последовательное изучение предмета.

5. Принцип регулирования:  учащийся самостоятельно  управляет сменой  кадров, имеет возможность  вызвать на экран  любое количество примеров (понятие ``пример" имеет широкий смысл: это и примеры, иллюстрирующие изучаемые понятия и утверждения, и примеры решения конкретных задач, а также контрпримеры), решить необходимое ему количество задач, задаваемого им самим или определяемого преподавателем уровня сложности, а также проверить себя, ответив на контрольные вопросы и выполнив контрольную работу, заданного уровня сложности.

6. Принцип адаптивности: электронный учебник  должен допускать  адаптацию к нуждам  конкретного пользователя  в процессе учебы, позволять варьировать глубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность в зависимости от будущей специальности учащегося, применительно к нуждам пользователя генерировать дополнительный иллюстративный материал, предоставлять графические и геометрические интерпретации изучаемых понятий и полученных учащимся решений задач.

7. Принцип компьютерной  поддержки: в любой  момент работы  учащийся может  получить компьютерную  поддержку, освобождающую  его от рутинной  работы и позволяющую сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач. Причем компьютер не только выполняет громоздкие преобразования, разнообразные вычисления и графические построения, но и совершает математические операции любого уровня сложности, если они уже изучены ранее, а также проверяет полученные результаты на любом этапе, а не только на уровне ответа.

8. Принцип собираемости: электронный учебник  (и другие учебные  пакеты) должны быть  выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам (например, для кафедральных компьютерных классов) или личные электронные библиотеки студента (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя или исследователя.

2. Обеспечение электронного  учебника

2.1. Методическое обеспечение электронного учебника

Если  создание электронного учебника не будет сопровождаться разработкой надлежащих методических материалов, затраченные силы и средства пропадут даром, поскольку тогда электронный учебник не будет воспринят системой образования. Поэтому методическое обеспечение ЭИ имеет принципиальное значение для успеха проекта в целом. Исходя из этого, мы уделяем данному вопросу особое место.

Реформа образования требует  создания таких УЭИ, наличие которых  обеспечит одну и  ту же компьютерную среду для учащихся и преподавателей, в аудитории и  дома. Здесь уместно провести параллель с реформой европейского образования, связанной с изобретением книгопечатания (Гутенберг, 1440г.)

Средневековые школяры полностью  зависели от своего наставника, ибо только он владел информацией. Изобретение Гутенбергом  книгопечатания сделало источник информации (книгу) одинаково доступным для всех, что принципиально изменило систему образования. Книга, перо и бумага -- всем этим стал владеть и преподаватель, и учащийся, причем и в аудитории, и дома.

Аналогично, для успешной реформы  современного образования необходимо сделать новые источники информации (в частности, УЭИ) одинаково доступными для всех. Однако в данном случае именно преподаватели зачастую оказываются в худшем положении по сравнению со студентами, так как они по ряду причин объективного и субъективного характера меньше привыкли к работе с компьютером и меньше готовы к восприятию новых технологий в образовании.

Очевидно, что с появлением и совершенствованием различных УЭИ  должны принципиально  измениться учебные  программы и планы лекций и практических занятий, а также роль преподавателя в учебном процессе.

2.2. Аппаратное и программное обеспечение разработки электронного учебника

При первых попытках разработать  ЭУ использовалось так  называемое прямое программирование на одном из языков типа FORTRAN, C и т.п. В роли программистов выступали студенты старших курсов и аспиранты. Они покидали кафедры вместе с исходными текстами программ. В результате эти программы нельзя было модернизировать, изменять и они быстро устаревали.

Позднее пришла пора так называемых оболочек, представлявших из себя универсальные среды для наполнения методическими материалами. Стоимость таких оболочек варьировалась от 500 до 5000 долларов. Хотя оболочки не требовали непосредственного программирования и, в принципе, каждый преподаватель мог подготовить ЭУ, ничего заслуживающего внимания создано не было по трем причинам. Во-первых, в то время концепции, относящиеся к ЭУ, находились в зачаточном состоянии. Во-вторых, не существовало так называемых систем символьной математики. В-третьих, персональные компьютеры еще не имели надлежащего распространения. В те годы энтузиасты создания ЭУ заложили основы современных представлений о том, каким должен быть ЭУ.

В 90-е  годы с развитием  аппаратного и  программного обеспечения компьютеров появились средства, действительно позволяющие создавать подлинные ЭУ. Мы имеем в виду

1. операционные системы  Windows и OS/2, в которых  стало возможным  программирование  на высоком уровне, использующее DLL и  OLE;

2. мультимедийные средства;

3. системы символьной  математики.

Наряду  с этим, персональные компьютеры перестали  быть роскошью и проникли в систему образования, хотя и без надлежащего  программного обеспечения.

Роль  оболочек теперь может  выполнить пакет Microsoft Office. Прямое программирование требуется для его связи с какой-нибудь имеющейся системой символьной математики, а также для разработки новой системы символьной математики. Для программирования необходим пакет Delphi. Все методическое содержание может быть подготовлено в печатном виде. Для быстрого представления печатных материалов в электронной форме необходим сканнер и пакет Fine Reader. Для ускорения работы очень полезен микрофон и пакет распознавания речи DragonDictate (в русской версии Комбат).

Все программное обеспечение  должно быть лицензионным.

Общая стоимость аппаратного  и программного обеспечения  разработки ЭУ на одно рабочее место  составляет около 1200 долларов (без стоимости  компьютера и принтера).

Компьютер должен иметь очень  хороший монитор  и мощный системный  блок с полным набором мультимедийных компонент. Стоимость таких компьютеров сейчас составляет около 1000 долларов.

Для работы группы необходим  профессиональный лазерный черно-белый принтер  и среднего класса копировальный аппарат. Стоимость этих аппаратов  составит 800-900 долларов.

Все участники проекта  должны иметь надежный и быстрый доступ в Интернет.

Электронный учебник должен разрабатываться  для его использования  на компьютерах среднего класса. Требуется  только, чтобы на компьютере был установлен MS Word и PowerPoint. Возможность воспроизведения звуковых файлов желательна.

Нужно добиваться того, чтобы  эти средства тоже были лицензионными, в первую очередь, в учебных заведениях.

Заключение

Подводя итоги, мы теперь можем  ответить на сакраментальные  вопросы: кому и зачем нужен электронный учебник?

Электронный учебник необходим  для самостоятельной  работы учащихся при  очном и, особенно, дистанционном обучении потому, что он

· облегчает понимание  изучаемого материала  за счет иных, нежели в печатной учебной  литературе, способов подачи материала: индуктивный подход, воздействие на слуховую и эмоциональную память и т.п.;

· допускает адаптацию  в соответствии с  потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными  возможностями и  амбициями;

· освобождает от громоздких вычислений и преобразований, позволяя сосредоточиться на сути предмета, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач;

· предоставляет широчайшие возможности для  самопроверки на всех этапах работы;

· дает возможность  красиво и аккуратно оформить работу и сдать ее преподавателю в виде файла или распечатки;

· выполняет роль бесконечно терпеливого наставника, предоставляя практически  неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок и проч.

Учебник необходим студенту, поскольку без него он не может получить прочные и всесторонние знания и умения по данному предмету.