Электронные учебные пособия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Электронные учебные пособия в современном образовании

1.1 Обоснование выбора темы и ее актуальность

1.2 Понятие электронного учебного учебника и его роль в учебном процессе

1.3 Основные формы электронных учебных изданий

1.4 Отличительные особенности электронного учебника, разработанного на основе гипертекстовых технологий

2. Описание программных средств для создания электронного пособия

2.1 HTML: программный инструментарий

2.2 Каскадная таблица стилей CSS

2.3 Язык программирования JavaScript

2.4 Flash: мультимедийная платформа

Литература

Введение

Общая характеристика работы. Темой дипломной работы является создание электронного учебника по дисциплине "Алгебра и геометрия". Электронные учебники начинают занимать все большее место в нашей жизни. Появлению и распространению электронных учебников способствует быстрое развитие электронной промышленности, микроэлектроники, компьютерных технологий и Интернет технологий. В современных образовательных учреждениях большое внимание уделяется компьютерному сопровождению профессиональной деятельности. В учебном процессе используются обучающие и тестирующие программы по различным дисциплинам образовательного процесса. Проведенные статистические исследования использования обучающих и тестирующих программ по различным дисциплинам (в рамках учебного процесса и компьютерных курсов) показывают, что их применение позволило повысить не только интерес к будущей специальности, но и успеваемость по данной дисциплине. Большинство учащихся воспринимают лучше информацию зрительно, тем более, если она качественно оформлена. Эти программы дают возможность каждому учащемуся независимо от уровня подготовки активно участвовать в процессе образования, индивидуализировать свой процесс обучения, осуществлять самоконтроль. Быть не пассивным наблюдателем, а активно получать знания и оценивать свои возможности. Учащиеся начинают получать удовольствие от самого процесса обучения, независимо от внешних мотивационных факторов. Этому способствует и то, что при информационных технологиях обучения компьютеру на время переданы отдельные функции преподавателя. А компьютер может выступить в роли терпеливого педагога-репетитора, который способен показать ошибку и дать правильный ответ, и повторять задание снова и снова, не выражая ни раздражения, ни досады. электронный учебник программный

Актуальность дипломной работы. В последнее время тема создания электронных учебников становится обсуждаемой и востребованной на государственном уровне. Современная система образования все активнее использует информационные технологии и компьютерные телекоммуникации. Особенно динамично развивается система дистанционного образования, чему способствует ряд факторов, и прежде всего - оснащение образовательных учреждений мощной компьютерной техникой и развитие сообщества сетей Интернет. Электронные учебники могут использоваться как в целях самообразования, так и в качестве составной части дистанционного образования. Лекционно-семинарная форма обучения давно потеряла свою эффективность - практика доказала, что почти 50% учебного времени тратится впустую. Изучая зарубежный опыт, можно выделить следующий важный аспект: преподаватель выступает не в роли распространителя информации (как это традиционно принято), а в роли консультанта, советчика, иногда даже коллеги обучаемого. Это дает некоторые положительные моменты: студенты активно участвуют в процессе обучения, приучаются мыслить самостоятельно, выдвигать свои точки зрения, моделировать реальные ситуации. Как правило, в дистанционной форме обучения применяются электронные учебники. Достоинствами этих учебников, на наш взгляд, являются: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития современных научных знаний. С другой стороны, создание электронных учебников способствует также решению и такой проблемы, как постоянное обновление информационного материала. В них также может содержаться большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться в динамике различные виды информации. Кроме того, при помощи электронных учебников осуществляется контроль знаний - компьютерное тестирование.

Также выделяют ряд преимуществ электронных пособий и учебников:

ѕ облегчают 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.;

ѕ допускают адаптацию в соответствии с потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными возможностями и амбициями;

ѕ предоставляют возможности для самопроверки на всех этапах работы;

ѕ выполняют роль наставника, предоставляя неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок и прочее.

На практических занятиях:

ѕ позволяют преподавателю проводить занятие в форме самостоятельной работы за компьютерами, оставляя за собой роль руководителя и консультанта;

ѕ позволяют преподавателю с помощью компьютера быстро и эффективно контролировать знания учащихся, задавать содержание и уровень;

ѕ сложности контрольного мероприятия позволяет использовать компьютерную поддержку для решения большего количества задач, освобождает время для анализа полученных решений и их графической интерпретации.

а также:

ѕ позволяют выносить на лекции и практические занятия материл по собственному усмотрению, возможно, меньший по объему, но наиболее существенный по содержанию, оставляя для самостоятельной работы с ЭУ то, что оказалось вне рамок аудиторных занятий;

ѕ позволяют оптимизировать соотношение количества и содержания примеров и задач, рассматриваемых в аудитории и задаваемых на дом;

ѕ позволяют индивидуализировать работу со студентами, особенно в части, касающейся домашних заданий и контрольных мероприятий.

ѕ позволяют студентам получать всегда новую информацию, не тратя денежных средств;

ѕ позволяют учебным заведениям экономить денежные средства на покупку печатной литературы для каждого студента.

Цель и задачи исследования. Целью данной дипломной работы является возможность предоставить студентам эффективное средство обучения, которое включало бы в себя теоретический материал, вопросы и практические задания по дисциплине "Алгебра и геометрия" и выполняло бы образовательную функцию, а также продолжало тенденцию внедрения информационных технологий в процессе обучения

Объектом исследования является процесс проектирования и создания электронного учебника "Алгебра и геометрия".

Теоретической и методологической основой исследования работы явились научные труды и разработки отечественных и зарубежных авторов, посвященные вопросам автоматизации образования, процессов управления образованием, эффективной организации самостоятельной работы с помощью электронных учебных пособий.

Новизна данной работы заключается в том, что кроме достаточно больших функциональных возможностей программы, она обладает интерфейсом, разработанным в соответствии с высокоразвитыми информационными технологиями, т.е. технологиями, ориентированными не на профессионального программиста, а на простого пользователя.

Практическая значимость работы состоит в том, что данное электронное учебное пособие позволяет автоматизировать процесс обучения студентов, обладает интуитивно понятным интерфейсом и допускает работу в Интернете.

Структура дипломной работы. Дипломная работа состоит из следующих основных разделов: введения, основной части, заключения, списка литературы и практической части.

Во введении обоснована важность и актуальность выбранной темы, сформулирована цель и задачи.

В первой главе проекта обоснована необходимость электронных учебников в образовании, дается характеристика форм и отличительные черты электронных учебников.

Во второй главе описываются программные средства, с помощью которых был создан электронный учебник.

В третьей главе разрабатывается структура электронного учебника, способы редактирования и руководство пользователя.

В заключении приведены основные теоретические и практические результаты.

1. Электронные учебные пособия в современном образовании

1.1 Обоснование выбора темы и ее актуальность

Постоянное увеличение объема информации и ограниченность учебного времени обуславливают необходимость интенсификации обучения, разработки и внедрения нетрадиционных технологий, базирующихся на использовании вычислительной техники с применением активных методов обучения во всем их разнообразии и комплексности. Реализация активных методов обучения - одна из основных задач дидактики, которая предполагает активизацию всего процесса, выявление системы, способов, приемов, способствующих повышению активности обучаемых через формирование положительной мотивационной структуры учебно-познавательной деятельности.

Развитие активного деятельностного начала в обучении, раскрытие и использование творческих способностей каждого обучаемого осуществляются через формирование познавательных потребностей путем организации поиска знаний. В процессе изучения учебного материала и удовлетворение этих потребностей, что может быть обеспечено созданием специальных электронных учебных пособий, что обеспечит структурирование учебной информации на разных уровнях, систематизации процесса предъявления информации, специальной организации интерактивного общения.

Это актуализирует проблему организации профессиональной подготовки специалиста в процессе изучения различных образовательных областей посредством электронных учебных пособий по различным дисциплинам, что и обуславливает выбор темы проекта.

Развитие информационных технологий предоставило новую, уникальную возможность проведения занятий - внедрение дистанционной формы обучения.

Она, во-первых, позволяет самому обучаемому выбрать и время и место для обучения, во-вторых, дает возможность получить образование лицам, лишенным получить традиционное образование в силу тех или иных причин, в-третьих, использовать в обучении новые информационные технологии, в-четвертых, в определенной степени сокращает расходы на обучение. С другой стороны, дистанционное образование усиливает возможности индивидуализации обучения. Как правило, в дистанционной форме обучения применяются электронные учебники. Достоинствами этих учебников, на наш взгляд, являются: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития современных научных знаний.

С другой стороны, создание электронных учебников способствует также решению и такой проблемы, как постоянное обновление информационного материала. В них также может содержаться большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться в динамике различные виды информации. Кроме того, при помощи электронных учебников осуществляется контроль знаний - компьютерное тестирование. На современном этапе дистанционное обучение является очень популярной формой образования в мире.

1.2 Понятие электронного учебного учебника и его роль в учебном процессе

На рынке компьютерных продуктов с каждым годом возрастает число обучающих программ, электронных учебников. Одновременно не утихают споры о том, каким должен быть "электронный учебник", какие функции должны быть.

Что же такое "Электронный учебник" и в чем его отличие от обычного учебника? В.А. Скакун дает следующее понятие электронного учебника:

"Электронный учебник - это комплекс информационных, графических, методических и программных средств автоматизированного обучения по конкретной дисциплине." [1]

Среди множества определений ЭУ мы выделим несколько наиболее соответствующих современным ЭУ.

Первое определение [2] носит емкий описательный характер и включает в себя основные черты ЭУ: под электронным учебником понимается совокупность текстовой, графической, цифровой, речевой, музыкальной, фото-, видео- и другой информации, исполненной на любом электронном носителе - магнитном, оптическом, опубликованной в электронной компьютерной сети, а также печатная документация для пользователя.

Второе определение [3] имеет технолого-педагогическую направленность: электронный учебник является программно-информационной системой, состоящей из программ для ЭВМ, реализующих сценарии учебной деятельности, и определенным образом подготовленных знаний (структурированной информации и системы упражнений для ее осмысления и закрепления). Данное определение мы возьмем за основу, и будем использовать далее в работе, т.к. оно включает в себя понятия напрямую связанные с разработкой ЭУ, его структуры и структуры контента с учетом особенностей учебного процесса.

Третье определение[4] это обучающая программная система комплексного назначения, обеспечивающая непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения, предоставляющая теоретический материал, обеспечивающая тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией и сервисные функции при условии осуществления интерактивной обратной связи.

Электронный учебник часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он: обеспечивает практически мгновенную обратную связь; помогает быстро найти необходимую информацию, поиск которой в обычном учебнике затруднен; существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям; наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.

Электронный вариант учебника вмещает в себя и средства контроля, так как контроль знаний является одной из основных проблем в обучении. Долгое время в отечественное системе образования контроль знаний, как правило, проводилось в устной форме. Многие, конечно, не разделяют этой позиции, считая, что тесты исключают такие необходимые навыки, как анализирование, сопоставление. Таким образом, можно надеяться, что применение новых информационных технологий способствует повышению эффективности обучения, а также являются незаменимым инструментом при самостоятельной подготовке обучающегося.

Традиционное построение электронного учебника: предъявление учебного материала, практика, тестирование.[ 5]

В настоящее время к учебникам предъявляются следующие требования:

1. Информация по выбранному курсу должна быть хорошо структурирована и представляет собою законченные фрагменты курса с ограниченным числом новых понятий;

2. Каждый фрагмент наряду с текстом, должен представлять информацию в аудио или видео ("живые лекции"). Обязательным элементом интерфейса для живых лекций будет линейка прокрутки, позволяющая повторить лекцию с любого места.

3. Текстовая информация может дублировать некоторую часть живых лекций;

4. На иллюстрациях, представляющие сложные модели и устройства, должна быть мгновенная подсказка, появляющаяся или исчезающая синхронно с движением курсора по отдельным элементам иллюстрации (карты, планы, чертежа сборки изделия, пульта управления объектом);

5. Текстовая часть должна сопровождаться многочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поиска необходимой информации, а также мощным поисковым центром. Перспективным элементом может быть подключение специализированного толкового словаря по данной предметной области;

6. Видеоинформация или анимация должны сопровождать разделы, которые трудно понять в обычном изложении. Видео клипы позволяют изменять масштаб времени и демонстрировать явления в ускоренной, замедленной или выборочной схеме;

7. Наличие аудиоинформации, которая во многих случаях является основной и порой незаменимой содержательной частью учебника.

В режиме работы электронного учебника можно выделит три основных режима:

1. обучение без проверки;

2. обучение с проверкой, при котором в конце каждой главы обучаемому предлагается ответить на несколько вопросов, позволяющих определить степень усвоения материала;

3. тестовый контроль, предназначенный для итогового контроля знаний с выставлением оценки.

В настоящее время к учебникам предъявляются следующие требования: структурированность, удобство в обращении, наглядность изложенного материала. Чтобы удовлетворить вышеперечисленные требования, целесообразно использовать гипертекстовые технологии.

1.3 Основные формы электронных учебных изданий

Электронный курс - это не только комплексная, но и целостная дидактическая, методическая и интерактивная программная система, которая позволяет изложить сложные моменты учебного материала с использованием богатого арсенала различных форм представления информации, а также давать представление о методах научного исследования с помощью имитации последнего средствами мультимедиа. При этом повышается доступность обучения за счет более понятного, яркого и наглядного представления материала. Дидактические аспекты, касающиеся наиболее общих закономерностей обучения, и методические аспекты, определяемые спецификой преподавания тех или иных конкретных дисциплин или групп дисциплин, тесно взаимосвязаны между собой и с вопросами программной реализации электронного курса. Общепринятого определения понятия "электронный обучающий курс" пока не существует, несмотря на наличие стандартов на электронные курсы, однако признается, что электронный (компьютерный) курс - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно или с помощью преподавателя освоить учебный курс или его раздел.

Электронный курс обычно содержит три составляющих: презентационная часть, в которой излагается основная информационная часть курса, упражнения, с помощью которых закрепляются полученные знания, и тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний студента.

Компьютерный курс должен соединять в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Как и в создании любых сложных систем, при подготовке электронного учебника решающим для успеха является талант и мастерство авторов. Тем не менее, существуют устоявшиеся формы обучающих программ, точнее, конструктивных элементов, из которых может быть построен обучающий продукт (электронный курс).[6]

Тест. Внешне, это простейшая форма обучающей программы. Основную сложность составляет подбор и формулировка вопросов, а также интерпретация ответов на вопросы. Хороший тест позволяет получить объективную картину знаний, умений и навыков, которыми владеет учащийся в определенной предметной области. Как правильно поставленный диагноз является первым шагом к выздоровлению, так и результаты объективного тестирования позволяют выбрать оптимальный путь к вершинам знаний. В настоящее время почти все контрольные и экзаменационные испытания, в том числе и получение различного рода сертификационных свидетельств, стараются заменить системой тестов или тестовых испытаний. Очевидно, что система тестирования - наиболее объективный способ оценки знаний студентов, так как при этом контроле исчезает очень важный фактор личного отношения преподавателя к студенту.

В научном и строгом смысле учебный тест - это краткое стандартизованное испытание, направленное на получение информации об объеме знаний, усвоенных студентом по данной дисциплине.

Во-первых, тест позволяет провести максимально объективную оценку достигнутого уровня обучения студентов.

Во-вторых, хорошо подобранный тест помогает всесторонне оценить знания студента по всему объему курса или темы занятий, что иногда не удается сделать педагогу на экзамене, исходя из ограниченности экзамена по времени.

В третьих, а это очень важно, студент работает самостоятельно, в условиях ограниченного времени на ответ, что заставляет его проявлять большую собранность, активность и энергию не говоря уже о некотором багаже знаний, который желательно иметь перед началом любого теста.

В-четвертых, при тестировании исключается возможность воспользоваться шпаргалкой.

Наконец, в-пятых, по результатам тестирования преподаватель может и должен скорректировать дальнейший процесс обучения.

Энциклопедия. Это базовая форма электронного средства обучения. На содержательном уровне термин энциклопедия означает, что информация должна быть полной и даже избыточной по отношению к стандартам образования. Ведь она должна удовлетворить каждого из тех, кто к ней обратится. Естественно, что информация должна быть представлена в адекватной форме. Для электронных энциклопедий характерен соответствующий сервис: ссылки, закладки, поиск по ключевым словам и т.д.

Задачник. Это важнейшая форма обучающей программы. Задачник в обучающей программе наиболее естественно осуществляет функцию обучения. Термин задачник не должен вводить в заблуждение. Задачник может быть и по гуманитарным дисциплинам. Главное в электронном задачнике - дозированная помощь. Пользователь получает именно ту и только ту учебную информацию, которая необходима для решения конкретной задачи. Главная проблема - подбор задач, перекрывающих весь теоретический материал. При подборе задач приходится решать противоречивую оптимизационную проблему. С одной стороны, каждая задача должна раскрывать или гарантировать через дозированную помощь усвоение определенного теоретического материала и быть по силам каждому из тех пользователей, на которых рассчитан электронный обучающий продукт. С другой стороны, количество задач не должно пугать пользователя и не лишать его столь важной уверенности в своих силах. Формирование хорошего электронного задачника по силам только методистам самой высокой квалификации.

Креативная среда. Современные обучающие программы должны обеспечивать творческую работу пользователя с объектами изучения и с моделями систем взаимодействующих объектов. Именно творческая работа, способствует формированию и закреплению комплекса навыков и умений. С точки зрения программиста, креативная среда является одной из наиболее трудоемких составных частей обучающей программы. Очень сложно решить проблему интерфейса креативной среды. Здесь нужны и талант, и знания, и мастерство. Ведь изучение интерфейса креативной среды не должно быть дополнительным барьером, неожиданно возникающим перед пользователем. Креативная среда позволяет организовать коллективную работу над проектом.

Невербальная среда. Традиционно электронные средства обучения вербальные по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий, вербальных по своей природе. Вербальные методы изложения информации после определенного порога приводят к перегрузке пользователя. Ведь он должен сначала усвоить систему словесной кодировки знаний, запомнить информацию, описывающую знание в закодированной форме, раскодировать знание и научиться применять его для решения проблем, сначала учебных, а затем и реальных. При этом очень много сил и времени тратится на усвоение словесных описаний знаний и навыков. Современные компьютерные технологии позволяют существенно упростить эту работу. В электронном учебнике можно реализовать методический прием "делай как я". При этом многословные инструкции заменяются конкретными действиями над объектом изучения. Подобного рода невербальные среды только появляются, но за ними большое будущее. Такая среда наделяет обучающую программу чертами живого учителя.

Перечисленные формы могут быть реализованы в виде отдельных электронных курсов, либо сгруппированы. Все зависит от замысла создателя электронного курса, который должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных курсов. Успех электронного курса будет зависеть от того, как часто он будет использоваться в обучении.

1.4 Отличительные особенности электронного учебника, разработанного на основе гипертекстовых технологий

Наиболее прогрессивная методика представления учебного материала базируется на основе гипертекста и гипертекстовой системы на основе гипертекстовых технологий.

Учитывая возможности гипертекстовых технологий можно выделить особенности электронного учебника(ЭУ).

1. Информация по выбранному предмету или курсу должна быть хорошо структурирована, и представлять собой законченные фрагменты курса с ограниченным числом новых понятий.

2. Структурным элементам учебного курса должны соответствовать ключевые темы с гипертекстом, иллюстрациями, аудио и видео комментариями.

Гипертекст (Hypertext) - понятие, описывающее тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам. Ссылки, внедренные в слова, фразы или рисунки, позволяют пользователю выбрать текст или рисунок и немедленно вывести связанные с ним сведения и материалы мультимедиа [7].

Гипертекстовая система - представление информации в виде некоторого графа, в узлах которого содержатся текстовые элементы (предложения, абзацы, страницы или даже целые статьи, либо книги), а между узлами имеются связи, с помощью которых можно переходить от одного текстового элемента к другому [7]. Важная характеристика гипертекстовой системы - это реализация навигации в среде гипертекста. В современных гипертекстовых системах для этих целей применяются специальные системы управления базами данных, элементами которых являются фрагменты гипертекста.

3. Технология гипертекста позволяет свободно соединять разнородную информацию, т.е. создавать гипермедийные фрагменты учебника. Таким образом, создаются ЭУ с высоким уровнем наглядности представления учебного материала.

Содержание учебного материала рекомендуется составлять в соответствии с требованиями психологов, разбивать на модули. Освоение конкретного материала должно быть ориентировано не более чем два часа контактного времени.

Графическое представление учебного материала позволяет передать необходимый объем информации при краткости его изложения, что способствует лучшему и быстрому усвоению материала, без дополнительных усилий. Поэтому архитектура электронного учебника должна включать графическое обеспечение [8].

Эффективным является использование иллюстраций вместе с подсказками при рассмотрении сложных чертежей или фотографий. Весьма эффективна вставка видеосюжетов, демонстрирующих порядок создания программного кода и компиляцию программы. Достоинство видео клипов состоит еще в том, что они позволяют изменять масштаб времени и демонстрировать явления в ускоренном или замедленном темпе, а также использовать выборочную съемку.

Основные требования, которые предъявляются при разработке электронных учебников - это использование мультимедийных средств, виртуальной реальности, трехмерного изображения, не для создания модных эффектов, а лишь в случае, когда это оправдано самим представленным материалом и помогает понять исследуемый объект.

4. Текстовая информация должна обеспечивать возможность распечатки необходимых фрагментов текста. Должна существовать возможность адаптации используемого шрифта к запросам пользователя.

Все тексты готовятся с использованием современных программных средств, с учетом особенностей оформления текста: выделение заголовков, подзаголовков, определений, ключевых слов, перечислений, кроме этого вставка графического материала, который может содержать рисунки, графики, поясняющие ссылки, а также в соответствии с принципами цветового визуального восприятия информации и наглядности подачи материала.

В соответствии с педагогическими стандартами цветовая палитра программы не должна содержать резких перепадов цветовой гаммы и цветов, которые способствуют быстрому утомлению глаз и не позволяют сосредоточиться на изучаемом материале [9].

На сегодняшний день в качестве стандарта для разработки текстового материала рекомендуется применять пакет Microsoft Office, в частности входящие в него программы: Microsoft Word, Microsoft FrontPage.

5. Система, содержащая сложные модели должна содержать мгновенные подсказки, появляющиеся и исчезающие синхронно с движением курсора к отдельным элементам программы, кроме этого возможность увеличивать отдельные элементы иллюстраций и копирования. Эти элементы заложены в гипертекстовую технологию.

Эффективность учебно-воспитательного процесса зависит от множества факторов, одним из которых является подсказка, как способ активизации мыслительной деятельности учащихся.

Подсказкой называется любая коррекция действий обучаемого, как на этапе обучения, так и на этапе проверки полученных знаний. Любая современная компьютерная программа снабжена системой помощи, которая дает возможность работать с ней любому человеку немного знакомому с компьютером. Эта система помощи есть не что иное, как система подсказок, направляющих действия пользователя в случае возникновения затруднений [10].

В компьютерных обучаемых программах можно выделить два вида контекстно-зависящей помощи:

- техническую помощь, дающую информацию о правилах работы с программой и её возможностях;

- предметную помощь, несущую информацию по изучаемой дисциплине.

Включение в компьютерную обучающую программу возможности подсказки, получение ее при возникновении у учащегося проблем с ответом на вопрос делает работу с компьютером похожей на занятие с репетитором. Вследствие того, что в компьютерные обучающие программы закладывается интеллектуальный потенциал их создателей, работа с ЭВМ в интерактивном режиме фактически делает доступным общение учащихся с лучшими преподавателями соответствующих дисциплин. В результате следует ожидать повышение качества знаний учащихся по предметам, при изучении которых будут использоваться такие обучающие программы.

В обучающих программах подсказка может проявляться в форме текста на экране дисплея, рисунков, схем, графиков, таблиц, мультипликации и видеофрагментов. Уникальную возможность комбинировать подсказки предоставляют современные гипертекстовые и мультимедийные технологии. Разработчики имеют возможность создавать комбинированную подсказку, она включает в себя использование текста, речи и графики. Комбинированная подсказка действует на несколько сигнальных систем, при этом может быть более эффективной. Следует учитывать возможность быстрого утомления обучаемого при частом их использовании.

В обучающей программе широко применяется так называемые ориентированные подсказки, которые сообщают обучаемому, где можно взять недостающие данные для решения той или иной задачи. Она напоминает о необходимости использовать различного рода справочники, таблицы, т.е. учит, работать с литературой [11].

6. В электронных учебниках рекомендуется использовать многооконный интерфейс, когда в каждом окне будет представлена связная информация. Данный интерфейс может быть не востребован в гипертекстовом учебнике, т.к. связанная информация свободно доступна посредством гиперссылок при продуманной навигации учебника.

7. Текстовая часть строится на основе гиперссылок, позволяющих сократить время поиска необходимой информации, а также является мощным поисковым центром и индексом.

В учебниках для старших классов, обязательным элементом должна быть мощная поисковая система, позволяющая проводить поиск слов, как в заголовках, так и непосредственно в тесте. В этом случае хорошо иметь заранее созданный индекс или несколько различных индексов для всего издания. Ведение поиска должно сопровождаться ответствующими знаками, а найденные слова выделяться.

8. Весь курс должен содержать возможность копирования выбранной информации, а так же ее редактирование и распечатку на принтере.

При использовании электронных учебников целесообразно иметь "твердую" копию текстовых разделов, которые выбраны в этих пособиях для использования их учениками, т.е. распечатать с помощью принтера необходимый текст, а не читать его с экрана. Это связанно с тем, что при чтении книги мы воспринимаем текст в отраженном свете, а на экране монитора - в проходящем. От чтения с экрана монитора глаз устает значительно больше, а при использовании мониторов низкого качества ухудшается зрение. В ЭУ на основе гипертекста необходимо включить функцию "Вариант для печати", позволяющую вывести на печать текущий текст с ближайшими гиперссылками [12].

9. Электронный учебник на основе гипертекста обладает принципиально новыми качествами по сравнению с традиционным учебником. Принципиальное отличие состоит в его нелинейной, разветвленной структуре и возможности педагога-разработчика заложить посредством навигации траекторию изучения материала.

Достоинства и недостатки электронных учебников

Электронные учебники, учебные пособия и другие электронные учебные материалы по отдельным предметам или, по крайней мере, по отдельным темам занимают все большее место в образовательной системе страны. Они в большом количестве появляются в Интернете, на дисках и дискетах. Отношение к ним совсем не однозначное.

Остановимся на преимуществах и недостатках электронного пособия по сравнению с печатным. [13]

К достоинствам можно отнести:

1. Возможность адаптации и оптимизации пользовательского интерфейса под индивидуальные запросы обучаемого. В частности, имеется в виду возможность использования как текстовой или гипертекстовой, так и фреймовой структуры учебника, причем количество фреймов, их размеры и заполнение может изменяться. Вместо части фреймов, по желанию студента, можно использовать всплывающие окна с тем же самым содержимым, например, с рисунками или списком определений.

2. Возможность использования дополнительных (по сравнению с печатным изданием) средств воздействия на обучаемого (мультимедийное издание), что позволяет быстрее осваивать и лучше запоминать учебный материал. Особенно важным нам представляется включение в текст пособия анимационных моделей. Положительный эффект можно достигнуть и с помощью звукового сопровождения, соответствующего лекторскому тексту.

3. Возможность построения простого и удобного механизма навигации в пределах электронного учебника. В печатном издании таких возможностей две: оглавление и колонтитулы, иногда к ним также относят глоссарий. Однако для практической реализации этих возможностей необходимо листать страницы учебника. В электронном пособии используются гиперссылки и фреймовая структура или карты-изображения, что позволяет, не листая страниц, быстро перейти к нужному разделу или фрагменту и при необходимости так же быстро возвратиться обратно. При этом не требуется запоминать страницы, на которых были расположены соответствующие разделы.

4. Развитый поисковый механизм не только в пределах электронного учебника, но и вне его. В частности, по гипертекстовым ссылкам можно перемещаться по тексту издания, просматривать рисунки, обращаться к другим изданиям, ссылки на которые имеются в нем (литература и пр.), даже написать электронное письмо автору пособия с просьбой объяснить те или иные положения учебника. При использовании сетевых обучающих структур возможно обсудить положения учебника с другими студентами (в электронном читальном зале), оставаясь на своем рабочем месте.

5. Возможность встроенного автоматизированного контроля уровня знаний студента, и на этой основе автоматический выбор соответствующего уровню знаний слоя учебника, как указано в следующем пункте.

6. Возможность адаптации изучаемого материала к уровню знаний студента, следствием чего является улучшение восприятия и запоминания информации. Адаптация основана на использовании слоистой структуры издания, причем в соответствии с результатами тестирования студенту предоставляется слой, соответствующий уровню его знаний.

7. Главное преимущество электронного учебника это возможность интерактивного взаимодействия между студентом и элементами учебника. Уровни ее проявления изменяются от низкого и умеренного при перемещении по ссылкам до высокого при тестировании и личном участии студента в моделировании процессов. Если тестирование подобно собеседованию с преподавателем, то участие в моделировании процессов можно сопоставить с приобретением практических навыков в процессе производственной практики в реальных или приближенных к ним условиях производства.

А теперь попробуем сформулировать основные недостатки электронных учебников и других электронных материалов:

1. Отсутствие в большинстве случаев концепции, которая лежит в основе издания электронного учебника или иного пособия.

2. Большинство электронных учебников (учебных материалов) представляют собой упрощенные популяризаторские справочники, весьма поверхностные, которые не могут стать источником системного, углубленного знания.

3. Не все достаточно хорошо воспринимают текст на экране.

4. Методически не продуманная (а иногда и просто вредная) подача учебного материала. Учащимся предписывают действовать по определенной довольно жесткой схеме, тем самым сковывая их самостоятельную деятельность.

5. Мультимедийные средства, используемые в большом количестве при создании электронных учебников, часто являются избыточными. Они отвлекают, раздражают, не дают сосредоточиться. Выразительные средства должны быть довольно скупы и не подменять собою содержательную часть.

2. Описание программных средств для создания электронного пособия

2.1 HTML: программный инструментарий

В дипломном проекте в качестве программного инструментария для заполнения статического контента был использован язык гипертекстовой разметки HTML.

HTML (Hyper Text Markup Language - язык гипертекстовой разметки) представляет собой компьютерный язык программирования, предназначенный для разработки Web-страниц, или, другими словами, документов HTML. Язык HTML - это коллекция управляющих символов - дескрипторов, с помощью которых можно добавлять и форматировать элементы документа. Для настройки внешнего вида и функционирования элемента страницы устанавливаются его атрибуты.

Обозреватели распознают дескрипторы языка HTML и преобразуют код документа в Web-страницу, отображаемую в окне обозревателя. Приложения обозревателей разрабатываются с учетом мировых стандартов языка HTML, благодаря чему Web-страницы выглядят одинаково, независимо от того, в окне какого обозревателя они отображаются.

Вопросами стандартизации языка HTML занимается организация World Wide Web Consortium (W3C). Несмотря на необходимость обеспечить полную программную и аппаратную независимость Web-страниц, в полной мере реализовать эти принципы довольно сложно. Одна из проблем состоит в том, что работа над языком продолжается. Появляются новые версии HTML, предоставляющие дополнительные возможности для разработчиков Web-страниц.

Существует множество специализированных HTML-редакторов, которые можно условно разделить на два типа:

- визуальные редакторы HTML, то есть редакторы типа WYSIWIG (например, Microsoft FrontPage, Macromedia Dreamveawer, Netscape Navigator Gold и др.). При работе в этих программах пользователь имеет дело с графическими образами элементов HTML, а не с кодом документа. Кстати, существуют конверторы текстовых документов, подготовленных в Word и Word Perfect, в формат HTML-файлов;

- редакторы собственно HTML-текстов, позволяющие автоматизировать набор и редактирование кода (например, HomeSite, HotDog, Ken Nesbitt Web Editor и многие другие). Эти программы дают возможность пользователю быстро и легко вставлять в документы элементы HTML, проверять синтаксис команд, выполнять запуск и отладку страницы, не покидая окна редактора. Вообще работа в таких редакторах напоминает работу в интерактивной среде программирования типа Delphi или Visual Basic.

Кроме перечисленных двух категории, существуют программы, объединяющие в себе черты текстовых и визуальных HTML-редакторов к таким программам относится HotMetal разработки компании SoftQuad Sofware.

Функции современных HTML-редакторов очень разнообразны: некоторые из них, например, обеспечивают формирование только отдельных страничек, другие, наоборот, применяются для проектирования целых Web-узлов с последующей загрузкой их на удаленные серверы в Internet. Сегодня трудно провести границу между профессиональными HTML-редакторами и теми, что предназначены для любительского Web-творчества.

При использовании каждого элемента важно знать, какие элементы могут располагаться внутри него, и внутри каких элементов может находиться он сам. Так, взаимное расположение элементов HTML, HEAD, TITLE и BODY должно быть стандартным на любой странице, правда, в тех случаях, когда не используются фреймы. Если же страница представляет собой документ планировки фреймов (подробнее об этом в разделе "Фрей мы" главы 3), то вместо элемента BODY используется элемент FRAMESET.

Существуют группы элементов, которые используются совместно. К ним относятся элементы для создания таблиц, списков, фреймов. В этом случае порядок вложения элементов определяется логикой создания того или иного объекта на странице: тут надо помнить несложные правила конструирования. Таблицы и фреймы часто используются для того, чтобы поместить детали страницы (рисунки, текст и т. д.) в определенном порядке. Например, располагая рисунок внутри ячейки таблицы, можно добиться определенного его положения. В таких случаях вложенность элементов определяется разработчиком Web-страницы, и многое зависит от его фантазии и умения.

Большое количество элементов, которые используются для форматирования текста, допускают самые разнообразные варианты вложения. И сами они обязательно должны располагаться внутри определенных элементов. Здесь надо руководствоваться здравым смыслом: каждый элемент выполняет заданную функцию и имеет определенную область действия.

В приведенном ниже примере есть два абзаца (первый в зеленой рамке) и таблица:

<Р style="border: Зрх solid дгееп">Текст абзаца 1</р>

<TABLE> . . . </table>

<Р> Текст абзаца 2</р>

Таблица в данном случае - независимый элемент. Ее можно, например, выравнивать независимо от остального текста.

Можно использовать другой код:

<Р style="border: Зрх solid дгееп">Текст абзаца 1

<TABLE> . . . </table>

<Р> Текст абзаца 2</р>

Исчез конечный тег первого абзаца. Теперь таблица является частью первого абзаца, и зеленая рамка будет охватывать таблицу и текст.

И наоборот, элемент Р может находиться внутри таблицы: например, один элемент ячейки TD может содержать несколько абзацев Р.

Нарушение правил вложения - одна из наиболее распространенных ошибок при создании Web-страниц. Чтобы избежать таких ошибок, надо пользоваться редакторами гипертекста, которые автоматически контролируют выполнение правил синтаксиса. Ниже приведена строка, содержащая типичную ошибку вложенных элементов:

<Н 1>Заголовок 1 <Н 2> Заголовок 2 </h1> Заголовок 3 </h2>

Если страница может быть отображена, то она выводится на экран без каких-либо предупреждающих сообщений. Программа интерпретирует ошибочно расставленные теги определенным образом и формирует изображение, следуя логике, заложенной в нее разработчиками. При этом вид страницы может и не соответствовать замыслу автора. И только в случае очень серьезных ошибок или явных противоречий браузер выводит сообщение с невозможности отобразить страницу. Косвенным признаком ошибки разметки может служить появление на странице фрагментов кода HTML. Пользователи, много работающие с Интернетом, по всей видимости, сталкивались с такой ситуацией. Правила синтаксиса распространяются и на использование стартового и конечного тегов, атрибутов и содержимого элемента. Не путайте понятия "элемент" и "тег". Элемент - это контейнер, содержащий атрибуты внутри стартового тега к полезную информацию между стартовым и конечным тегами. Тег - это конструкция, заключенная в угловые скобки и используемая для обозначения области действия элемента.

Некоторые элементы не имеют конечного теги. Очевидно, что элементу BR, обозначающему конец строки, не нужен конечный тег. Некоторые элементы могут использоваться с конечным тегом или без него. Самым ярким примером служит элемент абзаца Р. Он может иметь конечный тег, но если этот тег не задан, то при знаком окончания действия элемента служит следующий элемент, который может логически определить конец текущего абзаца: другой элемент Р, элемент рисунка IMG, элемент списка UL, элемент таблицы TABLE и т. д. Таким образом, полезная информация одного элемента должна находиться либо между начальным и конечным тегами данного элемента, либо между начальным тегом данного и начальным тегом следующего элемента. Любой произвольный текст, введенный на страницу, воспринимается браузером как подлежащий выводу на экран и, следовательно, форматированию в соответствии с окружающими этот текст элементами. При этом не учитывается разбиение текста на строки, полученное в текстовом редакторе. Теоретически, всю Web-страницу можно уместить в одной длинной строке. Символы конца строки, введенные, например, в Блокноте, могут помочь чтению кода HTML, но не отображаются браузером. Последний, при выводе страницы на экран, может оборвать строку в соответствии с расстановкой элементов Hn, P или BR, а в остальных случаях он форматирует абзацы произвольно, в зависимости от объема текста, размера шрифта и текущего размера окна. Поэтому Web-страницы надо компоновать таким способом, чтобы их вид кардинально не изменялся для разных режимов разрешения монитора, размера экрана, размера окна браузера, а также для полноэкранного или оконного режимов. Очень важным правилом, которое не имеет исключений, является размещение атрибутов элемента внутри начального тега [14].

Символы, заключенные в угловые скобки являются HTML командами, по которым "браузер" распознает, как следует преобразовать части текста, заключенные между этими командами.

Документ в целом должен быть отмечен как документ в формате HTML. Для этого он должен начинаться командой и заканчиваться командой.

Документ состоит из 2 частей:

заголовка (Head).

документа (Body).

При написании команд HTML не имеет значение, какими буквами - строчными или прописными Вы пишете команды.

Заголовок содержит такие сведения о документе, как его название и методическая информация, описывающая содержимое. В теле находится само содержимое документа (то, что выводится в окне браузера).

Каждый тег состоит из имени, за которым может следовать список необязательных атрибутов, все они находятся внутри угловых скобок < >.

Содержимое скобок никогда не выводится в окне браузера. Имя тега, как правило, представляет собой аббревиатуру его функции, что облегчает его запоминание. Атрибуты являются свойствами, которые расширяют или уточняют функцию тега. Как правило, имя и атрибуты внутри тега не чувствительны к регистру. Тег <BODY BGCOLOR=white> будет работать так же, как <body bgcolor=white>. Однако значения определенных атрибутов могут быть чувствительны к регистру. Это относится, в частности, к именам файлов и URL. Общую схема документа показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Общая схема документа в формате HTML

У тегов имеется начальный (открывающий или стартовый) и конечный (закрывающий) теги. Текст, находящийся между тегами, будет выполнять содержащиеся в них инструкции. Например:

Моя <I>первая</I> Web-страница

Результат: Моя первая Web-страница.

Конечный тег имеет то же имя, что и начальный, но перед ним стоит слэш (/). Его можно рассматривать как "выключатель" тега. Конечный тег никогда не содержит атрибутов.

текст начинается с тега <HTML>. Для него требуется закрывающий тег </HTML>, обозначающий конец документа. Следующими по уровню вложенности являются теги заголовка документа и его содержания. Внутри тега заголовка записывается информация о документе (его название, описание, таблица кодировки и т. д.). Сам тег заголовка записывается как <HEAD>. Для него требуется закрывающий тег </HEAD>. Тег содержания документа определяет информационную часть описания страницы. В ней располагается текст, рисунки и другие элементы. Тег описания (тела страницы) выглядит следующим образом: <BOOY>...</BODY>.

Запишем пример простейшего документа:

<HTML>

<HEAD> <ТIТLЕ>Пример HTML-страницы </TITLE>

</НЕАD>

<ВОDY>Это простая страница, иллюстрирующая структуру описания на языке HTML.

</BODY>

</HTML>

Тег <TITLE>, расположенный в заголовке страницы, указывает название страницы, которое большинство браузеров отображают в заголовке окна. Определив название страницы, вы упростите работу с сайтом (пользователь поймет, куда он попал, еще до окончания загрузки документа). На рисунке 1.2 изображена описанная выше страница, открытая в браузере Internet Explorer.

Рисунок 1.2. Пример HTML-страницы

Элемент BODY должен встречаться в документе не более одного раза.

Атрибуты:

- MARGINHEIGHT - определяет ширину (в пикселах) верхнего и нижнего полей документа. Работает только в браузерах Netscape;

- TOPMARGIN - определяет ширину (в пикселах) верхнего и нижнего полей документа. Работает только в браузерах Internet Explorer;

- MARGINWIDTH - определяет ширину (в пикселах) левого и правого полей документа. Работает только в браузерах Netscape;

- LEFTMARGIN - определяет ширину (в пикселах) левого и правого полей документа. Работает только в браузерах Internet Explorer;

- BACKGROUND - определяет изображение для "заливки" фона. Значение задается в виде полного URL или имени файла с картинкой в формате GIF или JPG;

- BGCOLOR - определяет цвет фона документа;

- TEXT - определяет цвет текста в документе;

- LINK - определяет цвет гиперссылок в документе;

- ALINK - определяет цвет подсветки гиперссылок в момент нажатия;

- VLINK - определяет цвет гиперссылок на документы, которые вы уже просмотрели.

Пример:

<HTML>

<BODY BACKGROUND="images/bricks.jpg" BGCOLOR="#202020" TEXT="#FFFFFF" LINK="#FF0000" VLINK="#505050" MARGINHEIGHT="30" TOPMARGIN="30" LEFTMARGIN="40" MARGINWIDTH="40">

...

Текст документа.

...

</BODY>

</HTML>

Результат примера показан на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3. Пример изменения цвета фона и цвета текста

Значения атрибутов BGCOLOR, TEXT, LINK, ALINK и VLINK задаются либо RGB-значением в шестнадцатеричной системе, либо одним из 16 базовых цветов.

Основные области WEB-страниц заняты, как правило, текстом. Текстовые блоки состоят из отдельных строк, объединенных в абзацы. Абзацы начинаются с новой строки, а группы абзацев отделяются друг от друга заголовками.

При оформлении обычных текстовых документов законченные мысли представляются в виде абзацев. Этого правила придерживаются и в процессе создания документов для WEB. Более того, в случае WEB-страниц четкое деление текста на абзацы является обязательным, поскольку тексты должны быть лаконичными и допускать возможность беглого чтения.

...