Разработка электронного учебника "Экономика" в программной среде Macromedia Flash

Общеизвестно, что векторная графика занимает меньше места, чем раннее использовавшейся растровая графика. Большое значение придавалась совместному использованию векторной графики и анимации. Это намного расширило круг интересов пользователей и разработчиков. Также имелась возможность вставки звукового сопровождения в электронный учебник, придавая вместе с анимацией большую наглядность. Внутренний язык программирования Action Script позволял сопровождать какие-либо действия или события, какими-либо звуковыми или видео эффектами. Возможности Action Script сравнимы с возможностями JavaScript и VBScript.

Изначально Flash-разработки были мало известны, пока корпорация Macromedia не предложила переделать один из разделов сервера Walt Disney используя Flash.

Это позволило широко использовать Flash-технологии. Пакеты программных продуктов для разработки Web-страничек при помощи Flash-технологии получили широкое распространение, в т.ч. и дизайнерскими студиями.

С момента появления в 1996 г. технология Flash стала фактическим стандартом для разработки насыщенных мультимедийных Web-сайтов. В качестве наиболее ярких примеров можно назвать серверы Citibank, Fox, PepsiCola, Paramount, Plymouth, Chrysler, Nestle и Warner Bros.

Для работы во Flash не обязательно иметь какой либо опыт в профессиональном программировании - этот позволяет создавать Web - узлы с элементами интерактивности без необходимости написания исходных кодов JavaScript, Java или HTML.

2.2 Принцип действия Macromedia Flash

При разработке электронного учебника, его неотъемлемую часть составляет язык разметки HTML как единый стандарт разметки документа и передачи гипертекстовой информации.

Сама Flash-технология никогда не претендовала на место HTML, но на данный момент с помощью Flash можно сформировать полноценную страницу электронных учебников. Такой подход можно действительно расценивать, как некое вытеснение HTML. На многих страницах, использующих Macromedia Flash, присутствует ощущение, как будто HTML нет вовсе. В данном случае HTML-код сведен к минимуму за счет Flash. Смысл этого кода - правильное расположение Flash-проекта. Для варианта с одним большим Flash-роликом, представляющим собой законченную страницу, подойдет следующий вид:

Электронный учебник =HTML+Flash

В случаях, когда Flash использует Action Sript, эту формулу дополняет JavaScript.

Flash также имеет возможность передавать какие либо параметры при выполнении CGI-программ. Также CGI может быть вызванным из Flash, выполнить какие-либо действия и выдать ответ в виде заранее подготовленного Flash-клипа. Сгенерировать Flash CGI-программой пока не представляется возможным. Если же того потребуется в связи с повсеместным использованием Flash, то Macromedia может разработать нечто наподобие библиотеки для генерации изображений CGI-программами. Пока самая разумная цель использования технологии Flash есть дополнение полноценного HTML-документа небольшими клипами. Многие популярные образовательные сайты, не желая отставать от моды, пошли по этому пути. Пользователь, заходя на такие страницы, либо любуется действиями Flash-ролика, либо видит на его месте просто фон и, не обращая внимания, продолжает знакомиться с содержанием HTML-страницы. Это значит, что Flash-клипы здесь используется скорее, как анимированные GIF и не несут в себе жизненно важного смысла для всего электронного учебника. В таком случае можно применить новую формулу:

Электронный учебник =HTML+DHTML(JavaScript/VBScript, CSS)+Flash+CGI

Она получилась очень похожей на самую первую формулу. Flash играет роль дополнения к дизайну Web-страницы. На данный момент многие технологии ориентированы на это, к примеру, - Metastream, которая позволяет демонстрировать векторную 3D графику на страницах электронного учебника. Все они имеют существенный минус - необходимость наличия у пользователя специального модуля расширения (plug-in).

В процессе создания Flash-проекта для электронных учебников, особенно, когда уже есть опыт разработки в других средствах рисования графики или редакторах Web дизайна, можно отметить ряд преимуществ, благодаря которым Flash получил свою популярность:

1. Использование обозначений для элементов, которые появляются больше одного раза.

2. Объединение кадров в действиях перемещения (motion tweens), которые позволяет автоматически просчитать некоторые промежуточные моменты перемещения, для ускорения разработки проектов.

3. Объединение кадров в действиях трансформации (shape tweens), которые позволяет автоматически просчитать некоторые промежуточные моменты трансформации объектов, для ускорения разработки проектов.

4. Сокращение числа различных типов линий (пунктир, точки и т.п). Линии, нарисованные инструментом карандаш требуют меньше памяти, чем мазки кистью.

5. Использование слоёв, для разбиения перекрывающихся объектов клипа.

6. Сокращение числа различных шрифтов и стилей, путём преобразования их в объекты векторной графики.

7. Применение звукового формата mp3, как самого высококачественного и экономного формата.

8. Использование возможности анимации растровых изображений, или для статических элементов закраски объектов и фона.

9. Применение сценариев (Actions Script) вплоть до вставка их в отдельные кадры электронных учебников.

10. Возможность сгруппировывать объекты на различных слоях.

11. Использование встроенных инструментов для изменения цветовых эффектов одного и того же объекта.

12. Использование единой палитры web-safe, во избежание расхождений с цветами броузеров.

13. Применение компонента управления проектом Library, который позволяет быстро найти любой объект и поменять его свойства.

14. Возможность вставки в текущий проект раннее созданный проект.

Flash-проект способен сделать электронный учебник более наглядным Поэтому имеется возможность применить технологию Macromedia Flash. Способы применения этой технологии выражаются в следующих объектах:

* Flash-баннер - бегущая строка.

* Заставка в виде Flash-ролика

* Целая страница, представляющая собой Flash Movie

* Элемент дизайна в HTML-документе

* Фоновый звук к HTML-странице (в формате mp3)

Следует отметить, что Macromedia снабжает все свои продукты очень хорошо организованной и всеобъемлющей справочной системой и обучающими примерами в формате Flash, по которым можно освоить основные навыки работы с символами и текстом, организации flash-презентаций, синхронизации звука и создания кнопок.

Macromedia выпустила Flash-проигрыватели для всех основных операционных систем и типов броузеров, что обеспечило необходимую популярность этой технологии. Согласно последним опросам в Сети, приблизительно 80% пользователей могут просматривать содержимое электронных учебников на Flash без загрузки дополнительного программного обеспечения, и только 61% - электронных учебников с элементами Java. Скорее вынужденным шагом было свободное лицензирование Macromedia кода (Free Source licensing program) проигрывателя для Flash, которое ускорит использование формата swf в Web-приложениях нового поколения сторонними производителями программных продуктов.

2.3 Сценарии в среде Macromedia Flash

В среде Macromedia Flash большое значение придается движению и взаимодействию, что предоставляет возможность пользователю создавать подконтрольные приложения, которые напрямую зависят от его творческого подхода.

Возможность создавать кнопки, нажатие которых приводит к выдаче информации и воспроизведению звука или переносящее в другое место фильма проекта. Поэтому презентация электронных учебников в проекте может проходить в определённой последовательности или по пути указанному пользователем. Также возможно разработка проекта с какими либо расчетными действиями и обработки какой либо информации с помощью простого, но мощного языка сценариев "Action Script".

Action Script можно рассматривать как основной язык программирования во Flash.

С его помощью можно запрограммировать проект Flash на выполнение различных задач. Подобно многим другим языкам программирования, термины Action Script определяют смысловую нагрузку, порядок их следования - логическую структуру, а знаки препинания - контекст.

Для разработки интерактивных элементов во Flash используют три основных компонента: событие (event), порождающее определённое действие, действие (action), порождаемое тем или иным образом событием, и целевой объект (target), выполняющий действие или изменяемый событием.

Логическая схема интерактивной функции при которой происходят действия в проекте, может быть представлена следующим образом:

* Событие - является инициатором какого либо действия в проекте. Во Flash события подразделяются на:

1 . События мыши/клавиатуры -эти события инициируются пользователем.

2. События кадров - если разрабатывается Flash ролик, то по достижении какого либо кадра возникает событие.

3. События переменных - событие происходит либо по истечении определённого интервала времени, либо значение переменной достигло того условия для которого запланировано событие.

* Целевой объект - это непосредственно объект над которым будет проведено действие вызванное событием. Целевые объекты подразделяются на четыре основных типа:

1. Текущий проект и его свойства.

2. Другой проект и его свойства (если проект находится в рамках основного проекта)

3. Графические элементы проекта (кнопка, рамка, фон и т.п.)

4. Внешние приложения (Интернет браузер или другие программы)

* Действие - действия, которые выполняются над целевым объектом. Действия в Action Script состоят из самих действий, ссылок на целевой объект и параметров выполнения действий. Параметрами выполнения может быть, как и изменение свойств объекта, так и вычисление математического или логического выражения и присвоения результата его либо свойству объекта, либо какой либо переменной.

Для идентификации объектов или экземпляров проектов в сценариях Action Script им назначаются имена, что позволяет управлять отдельными объектами при помощи Action Script.

В последних версиях Flash было включено множество дополнительных возможностей для управления проектов при помощи Action Script. Теперь Flash стал не просто фоновой заставкой для электронных учебников, а полнофункциональным средством для разработки сложных электронных учебников. Flash может вполне применятся как для простых "статических" лекций, так и для многоцелевых библиотек электронных учебников.

2.4 Практическая реализация технологии Macromedia Flash при создании электронного учебника

Создав Flash, компания Macromedia объединила множество мощных идей и технологии в одной программе, позволив пользователям получать через Web целые мультимедийные презентации.

Использование векторной графики как графического режима по умолчанию делает Flash незаменимым средством разработки для Web . Векторная графика - это объекты, определяемые математическими уравнениями, или векторами, которые содержат информацию о размере, форме, цвете, границе и местоположении. Это эффектный способ обращения с графикой, в результате которого получаются файлы относительно небольших размеров даже при работе со сложными рисунками. Более того, векторная графика не зависит от разрешения, с которым просматривается объект

Векторная графика на сегодня - идеальное решение для разработки Web -сайтов, позволяющее с равной эффективностью воспроизводить изображения практически на всех типах компьютеров (Pc, Mac, NoteBook) и мониторов.

Обычно, растровое изображение состоит из тысяч или даже сотен тысяч точек, информация о цвете и расположении каждой содержится в файле, опираясь на эту информацию, система создает изображение. Поэтому - качественные, многоцветные растровые изображения занимают очень много места.

По сути, вектор - это прямая, направленная от точки до точки, так как векторное изображение состоит их координат угловых точек, между которыми проходят прямые. Чтобы изобразить простую линию в растровом формате, потребуется указывать местоположение каждой точки этой линии, для изображения той же линии в векторе, необходимо лишь указать две точки и расстояние между ними, плюс - толщина линии и ее цвет. Естественно, что многие цифровые параметры неоднократно повторяются, именно они и позволяют легко сжимать векторные изображения в два, три раза.

В отличие от растровых форматов, таких как GIF и JPEG, используемых в сети повсеместно, векторные изображения - графика, тексты, схемы и анимация легко экспортируются в необычайно компактные файлы формата SWF (Shock Wave Flash), которые быстро загружаются и способны передавать содержимое в потоковом режиме непосредственно в Сети при помощи обычного браузера.

рисунок 1: Рабочая область Macromedia Flash

Подход Flash к разработке также облегчает создание сложных мультимедийных презентаций, при этом размеры файлов остаются небольшими. Так как такие элементы, как векторы, растровые изображения и звук обычно используются в одном проекте несколько раз, Flash, благодаря своей внутренней функции Symbol Conversation позволяет создавать единственный экземпляр объекта, который можно повторно использовать вместо того, чтобы каждый раз пересоздавать новый. Такой подход существенно уменьшает размер файла проекта.

К дополнению была разработана библиотека - Library. Она представляет собой перечень всех используемых констант, в качестве которых могут выступать как нарисованные символы, так и импортированные графика и звуки. С помощью библиотеки можно обращаться к любому элементу независимо от того на каком слое или кадре он находится.

Цветовые палитры, а также градиентные заливки можно импортировать (и экспортировать) из других графических приложений (например, Macromedia Fireworks и Adobe Photoshop), что обеспечивает неизменность цветов на всем сайте. Палитра сохраняется в файле.fla и не влияет на размер экспортируемого файла.swf. По умолчанию Flash использует палитру web-safe.

Рисунок 2 Цветовая палитра

Используя свойства технологии Symbol Conversation можно создавать текстовые поля позволяющие вводить данные во время воспроизведения Flash-проекта для создания всевозможных форм сбора сведений от пользователей: ввода паролей, регистрационных, опросных и др. Это, наиболее значительное нововведение и шаг к созданию полноценных Web-сайтов. Кроме того, поля применяются для динамической замены текста. Такое свойство может быть использовано для отображения постоянно обновляемой информации: биржевой, спортивной, прогнозов погоды. Когда пользователь создает текстовое поле, он назначает ему переменную. При этом возможно передавать переменные в разные сцены ролика, в server-side-приложения для занесения их в базы данных и даже загружать новые данные.

Главный решающий фактор, определяющий способность Flash создавать быстро загружающиеся приложения мультимедиа для разработки электронных учебников - это передача содержимого в потоковом режиме. Несмотря на другие его достоинства, без этой особенности Flash вряд ли бы стал практичным для использования в электронном учебнике.

Потоковая передача содержимого - это ещё один пример технологии, порожденный необходимостью. До её появления ограниченная скорость соединения не позволяла пользователям просматривать или прослушивать файлы, до тех пор, пока всё их содержимое не было полностью загружено на компьютер. Однако разработчики осознали, что пользователям не нужно видеть или слышать каждый байт одновременно: можно получить точно такое же впечатление от содержимого проекта, получая его постепенно.

Потоковые возможности означают, что даже большие файлы со звуком, анимацией и растровыми могут начинать отображаться практически сразу.

Озвучивание электронных учебников фоновой музыкой пока еще мало распространено, но любители озвучивать электронный учебник иногда используют эту возможность, хотя это, в общем, не принято.

Доказано, что dhtml, html или любой другой стандарт не может быть тесно интегрирован со звуковыми файлами. Фоновый звук, который подключается через тег BGSOUND или EMBED, может иметь формат mid или wav. При использовании первого формата страница начинает бренчать и поскрипывать, но по размеру mid вполне подходит для сети Интернет. Ясно, что mid качеством отличается в обратную сторону. Звуки в формате wav имеют неплохое качество, но размер дает о себе знать, замедляя загрузку сайта, что конечно, зависит от продолжительности звукозаписи.

Контроль над звуком происходит с точностью до единичного кадра, и его применение ограничено только воображением. Flash проигрывает звук несколькими способами. Он воспроизводится независимо от времени либо с синхронизацией анимации со звуковой дорожкой. Существует также возможность изменять уровень звука для каждого канала и применять эффект плавного увеличения и уменьшения громкости. Итак, Flash использует два типа звуков - связанный с событием (event sounds) и потоковый (stream sounds). Их главное различие в том, что первый должен полностью загрузиться, а второй начинает воспроизводиться по мере того, как будет получен достаточный объем данных, необходимый для синхронизации с первыми несколькими кадрами. На размер экспортируемого файла.swf значительно влияет степень компрессии, которая может составлять от 8 до 160 kBps и указывается в окне Publish Settings. Flash импортирует звуковые файлы в формате AIFF, WAV и MP3.

Глава 3. Эффективность применения электронного учебника

3.1 Области применения электронного учебника в учебном процессе

Электронный учебник при грамотном использовании может стать мощным инструментом в изучении большинства дисциплин, особенно связанных с информационными технологиями (ИТ). Первые электронные учебники появились еще на заре мультимедиа-технологии и получили распространение на компакт-дисках, но и сейчас редко удается встретить в учебном процессе использование таких дисков. Есть две основные причины этого явления:

1. Использование электронных учебников сопряжено с установкой дорогостоящего оборудования. Только в последнее время персональные компьютеры, пригодные для работы с мультимедиа-программами, стали относительно дешевы, но даже сейчас финансовое состояние многих образовательных учреждений не позволяет обеспечить ими учащихся в достаточном объеме.

1. В зависимости от вида изложения (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом адаптирован для достижения эффекта от использования учебника, а сам учебник должен поддерживать те режимы обучения, для которых его используют. Информация о предназначении электронного учебника для того или иного вида занятий должна быть указана в описании, а разработчики обязаны проработать предлагаемые режимы (интерфейс, озвучание, анимационные и видеофрагменты, гибкие настройки учебного курса и свойств программы).

Использование информационных технологий в обучении более эффективно, если работа идет в едином информационном пространстве, т. е. все доступные вычислительные ресурсы вуза объединены в сеть с регламентированным доступом к информации и оборудованию, на которой развернуты и функционируют сетевые программные средства автоматизации процессов (от электронной бухгалтерии до электронного каталога библиотеки) и учебных программных средств, интегрированы в единую информационную систему вуза. Примеры подобного использования ИТ существуют как в Казахстане, так и за рубежом, но если в Казахстане эти примеры единичны, то для западных вузов это - многолетняя традиция.

Единая информационная система вуза строится на базе интрасети и объединяет в единое информационное пространство все службы, таким образом, достигается не только автоматизация многих процессов, но и появляются новые возможности по мониторингу. Важную роль здесь могут играть электронные учебники.

Новые образовательные технологии используют компьютерные сети для доставки знаний потребителям, на смену персональным компьютерам приходят мобильные системы на базе карманных компьютеров (PDA). Электронное образование (e-learning) в понимании западных специалистов однозначно воспринимается как дистанционное. Мы рассмотрим применение в целях образования электронного учебника, базирующегося на внутривузов-ской сети. Ниже перечислены различные режимы работы электронного учебника как составной части единой информационной системы вуза.

1. ЛЕКЦИЯ

Здесь электронное пособие призвано помочь лектору доходчиво и наглядно изложить материал в соответствии с его программой, которая должна обеспечить лектору поддержку как в проведении лекции, так и в ее подготовке. Помимо презентации в заготовке лекционного материала должны содержаться шаблоны для печати раздаточных материалов, которые бы могли быть использованы в чистом виде или с дополнениями преподавателя для раздачи студентам на лекции. Полезны следующие возможности:

* Интерактивная презентация с возможностью перехода в любой фрагмент и возврата к кадру, из которого был произведен переход.

* Просмотр анимационных и видеофрагментов, проигрывание звука в презентации. Раздельное управление фоновым и дикторским звучанием, возможность прерывания и запуска с любого логического фрагмента дикторской фонограммы. Увеличение графических изображений на весь экран и более с возможностью перемещения по экрану.

* Возможность предварительного выбора лектором материала в соответствии с программой лекции (редактор сценариев). Инструментарий создания презентации с возможностью использования заготовок и внедрения дополнительного материала.

* Отдельно можно рассматривать режим автоматического представления материала, где программа полностью заменяет лектора и учащийся может только приостановить изложение или повторить необходимый фрагмент (режим самостоятельного изучения материала).

Например, приведем такую схему. На лекциях преподаватель рассказывает ученикам основы курса, а ученики, имея выход в сеть, получают дополнительную информацию. Эта дополнительная информация может быть взята как из необъятных мировых ресурсов глобальной сети, так и из так называемого электронного учебника, который разработан специально для читаемого курса. Ученик может так же использовать средства электронной почты для связи с преподавателем.

2. СЕМИНАРЫ И ТЕКУЩЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Многие возможности компьютерных технологий могут оказаться полезными при их приложении к семинарским занятиям. Персональная работа каждого учащегося может контролироваться программой, а статистическая информация - собираться у преподавателя. Следует учитывать, что электронные учебники являются только вспомогательным инструментом, они дополняют, а не заменяют преподавателя. Таким образом, преподаватель получает инструмент мониторинга успеваемости студента в реальном времени (возможен вывод на монитор изображения с выбранного рабочего места). Статистика выполнения заданий также может собираться на экране преподавателя, что позволит учитывать разницу в скорости выполнения заданий студентами. Появляется возможность отказа от действий, не связанных напрямую с процессом обучения (например, от переписывания задания с доски).

Электронный учебник должен содержать избыточное количество заданий, чтобы при необходимости преподаватель мог давать повторные задания по той же теме. Не исключено использование автоматической генерации заданий в тех случаях, где потребуется, например, лишь заменить числовые значения таким образом, чтобы получился "красивый" ответ.

В режиме решения задач важной проблемой является создание такого пользовательского интерфейса, который бы не требовал отдельного обучения его использованию, при этом давал бы возможность учащемуся сократить до минимума все несущественные действия.

Опишем ход семинара. Преподаватель излагает некоторый материал, используя презентацию, показываемую учащимся через проектор, делая дополнительные пояснения на доске. Студентам выдаются задания, которые они выполняют на своих рабочих местах. В данном случае недопустимо совместное использование компьютеров, идентификатором студента является его сетевое имя. Если рассматривать математические задачи, то электронный учебник должен располагать инструментами ввода математического текста (примерами достаточно удобного и простого в освоении графического ввода формул являются, например, MathCAD или редактор формул MS Word). Программа отслеживает ход решения задачи, по запросу пользователя строит графики и т. д. В программе должны быть заложены возможные пути решения поставленной задачи, включая неэффективные, чтобы она могла, получив ответ, подтвердить его правильность и предложить оптимизировать решение. В случае получения неверного ответа - проанализировать решение и сделать замечание, направляющее студента на верный путь решения. Часто бывает, что по невнимательности в формуле была допущена опечатка, исказившая ответ. В таком случае решение, в принципе верное, обычно засчитывается как ошибочное, но если компьютер сможет вычислить опечатку и отличить ее от ошибки в логике решения, то и оценивать это нужно по-разному. Возможно ввести многокритериальную оценку, складывающуюся в ходе семестра и к формальному сроку отчетности дающую экзаменатору живую картину различных параметров успеваемости студента, представленную в виде временных диаграмм или в ином удобном виде. Поскольку информация об успеваемости поступает в реальном времени, преподаватели или руководство кафедры, факультета могут своевременно принять меры и предотвратить появления недочетов в обучении.

При данном подходе исключается возможность списывания решений - за счет генерации схожих вариантов, возможно выдавать каждому студенту уникальную задачу, причем программа будет следить, чтобы задания имели решения.

Все данные, собранные статистическим модулем электронного учебника, должны сохраняться на сервере института. Они могут быть использованы и деканатом, и другими службами вуза, например, при составлении статистики по факультетам, группам, при сравнении уровня подготовки разных потоков. Возможна практика публикации рейтингов групп и отдельных студентов --такая подробная статистическая информация лучше отражает действительное состояние академических успехов студентов, чем традиционная пятибалльная (а в действительности - трех-, четырех балльная) система оценки на редких и не всегда объективных контрольных работах или экзаменах. Их использование в конкурсном отборе или в выборе кандидатов для материального поощрения более оправдано, нежели обращение к результатам экзаменационных сессий.

Использование компьютеров на семинарских занятиях позволяет существенно упростить проведение тестов, сбора и анализа информации об успеваемости студентов. Становится возможным проведение моментальных тестов, в которых повторяемость вариантов и неточность оценки минимальны. Также значимым может стать использование "разветвленной" системы оценок, в которой задачи, относящиеся к нескольким темам, оцениваются соответствующим количеством оценок, выставляемых в различные разделы. Таким образом, у преподавателя будет складываться целостная картина и об успеваемости учеников, и об усваеваемости материала.

Если при решении задач студенту понадобится обратиться к лекционному материалу, то он не должен искать во многочисленных меню ту лекцию, которая ему потребовалась; все переходы должны быть предусмотрены, в том числе и на логически связанные темы (то, что в справке к программам называется Related Topics). Если предполагается исключительно самостоятельная работа (без учебного материала), то у преподавателя должна быть предусмотрена возможность отключения доступа студентов к лекционным материалам. Поскольку речь идет о сетевой версии электронного учебника, это не представляет сложности.

3. ИТОГОВЫЕ ТЕСТЫ, ЭКЗАМЕНЫ

Зачет по пройденному курсу может также проходить с использованием электронного учебника. Для его проведения используется тот же механизм, что и для текущих тестов. Разработчикам программного обеспечения следует уделить особое внимание защите системы учета и базы данных успеваемости учащихся от взлома.

Под тестом принято понимать разновидность вопросника с несколькими вариантами ответов на каждый вопрос (multiple choice question). У данной системы оценки знаний есть существенные недостатки с точки зрения выявления знаний учащегося, хотя она очень удобна для автоматизированной проверки и не требует написания сложных программ анализа ответов. Тем не менее, в процессе обучения важен не столько ответ, сколько логика решения задачи, а в ответе интересно не только число или выражение, а еще и объяснение этого ответа. Применение электронных учебников в роли ассистентов преподавателя при надлежащем подходе позволяет превратить групповое занятие отчасти в индивидуальное. Компьютер не только выполняет рутинные операции, но и позволяет проверить по шагам решение, тем более что часто в задачах бывает более одного варианта решения.

Компьютерный учебник может стать мощным инструментом повышения качества преподавания и обучения, но сперва следует досконально продумать каждый из его узлов - как систему тестирования, систему обработки, так и дизайн; все должно быть удобно и понятно.

4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА С УЧЕБНИКОМ

В большой степени возможности электронных учебников раскрываются при работе учащегося. Здесь могут оказаться востребованными все мультимедийные функции: анимация и видео, интерактивные компоненты, вовлекающие обучаемого в учебный процесс и не дающие ему отвлечься, дикторский голос и подобранное музыкальное сопровождение и все возможности компьютерной поисковой системы. Все, кто пользовался электронными словарями (например, ABBYY Lingvo) или энциклопедиями, смогли оценить их неоспоримые преимущества в поиске информации перед классическими бумажными изданиями.

5. РАБОТА СО ССЫЛКАМИ

Даже самый полный учебник не в состоянии вместить в себя весь объем информации, которая может понадобиться учащемуся по данному предмету, всегда требуется дополнительная литература. С появлением Интернета и бурным развитием тематических сайтов и порталов различного назначения стало возможным найти практически любую информацию, подключившись к сети и сделав несколько запросов к поисковым машинам. Но и с подобной системой поиска информации возможны определенные сложности.

Для облегчения поиска информации существуют порталы - большие тематические сайты в Интернете, содержащие информацию по выбранной теме, ссылки на сайты по той же теме и поисковую систему с возможностью тематического поиска.

Электронный учебник физически традиционно представляет собой компакт-диск объемом 650 или 700 Мб. Это достаточно большой объем информации для текста (примерно 350 тысяч страниц), вполне достаточный, чтобы разместить там программу-оболочку, реализующую все описанные выше режимы, все мультимедиа и коммуникационные функции, но сколько бы информации не было бы записано на диск, она не будет исчерпывающей. В таком случае разработчикам в качестве поддержки диска было бы полезно создать тематический сайт со ссылками, пополняемыми и структурируемыми по мере поступления. В свою очередь, учебник может содержать ссылку на этот сайт.

6. В ПОМОЩЬ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ

В большой степени электронные учебники полезны и преподавателям. Помимо очевидных функций наглядной демонстрации, тестирования и учета, стоит уделить внимание подготовке преподавателя к лекции, причем как к презентационной части, так и к содержательной.

Говоря о применении электронных учебников, мы подразумеваем внедрение новой методики преподавания: преподаватель объясняет материал, а надиктует его для записи. Все, что студенту может понадобиться записать, есть в раздаточном материале, от восприятия лекции студент не отвлекается, лишь иногда делает пометки.

Подготовка раздаточного материала - дело трудоемкое, ведь по сути - это подготовка учебного пособия, и от того, насколько оно хорошо составлено, зависит, в частности, и качество усвоения материала. Очевидно, много времени преподавателю сэкономит наличие в комплекте с электронным учебником заготовок для раздаточного материала или брошюр по учебному курсу, в которые преподаватель мог бы внести необходимые изменения или на основе которых делать свои собственные.

Если говорить о качестве проведения лекций и роли электронных учебников в его повышении, то искомых результатов можно достигнуть, составив при разработке учебника раздаточный материал, готовый к печати и редактированию. Даже если в учебном заведении возникнут трудности с распечаткой, то учащиеся смогут сами распечатать необходимый материал.

Другой стороной подготовки лекции является подготовка презентации. Наличие в системе электронного учебника инструментов создания презентации по готовому шаблону и с возможностью выбора материала и ввода собственных текста и графики уменьшит время подготовки и повысит качество и наглядность преподавания материала на лекциях.

От разработчиков зависит судьба идеи: если создавать презентацию в рамках оболочки учебника окажется неудобно (например, сложнее, чем в MS PowerPoint), то идея останется невоплощенной. Если преподаватели и будут создавать презентации, то их качество (следовательно, качество преподавания) будет сильно зависеть от дизайнерских способностей и ресурсов времени преподавателей. Интерфейс пользователя и функциональные возможности должны быть четко проработаны.

7. ЛАБОРАТОРНЫЕ И ГРУППОВЫЕ ЗАНЯТИЯ

Неотъемлемой частью многих учебных курсов являются лабораторные работы. Рассмотрим несколько вопросов, связанных с проведением лабораторных работ в вузе с использованием персональных компьютеров.

1. При проведении классических лабораторных работ (например, по курсу общей информатики целью является наглядное представление теории на основе проведения опытов.

Различия проявляются при работе с материалом, которые студент может изучать без персональных компьютеров, например переустановка операционной системы персонального компьютера. При традиционном лабораторном подходе студент сам участвует в постановке опыта, результат получается легко зримый или осязаемый. Компьютер не сможет предоставить студенту возможность сделать опыты своими руками, их результаты будут представлены в виде анимации, видеоролика, таблицы или графика. В этом проявляются недостатки "компьютерных" занятий. Но если попытаться оценить, какие из лабораторных занятий при переходе на компьютерное обучение потеряют в наглядности, а какие, возможно, приобретут, то становится ясно, что наглядная и понятная программа часто заменяет дорогостоящее и громоздкое оборудование учебных программных лабораторий.

2. Для классических дисциплин (в которых лабораторные работы проводились и раньше, но без применения компьютеров):

* Студент получает наглядное описание опыта в едином стиле с лекцией и семинаром, персональный виртуальный "стенд", ему не приходится работать с ветхой и испорченной техникой (часто ресурс лабораторной аппаратуры в вузах выработан). Программно можно смоделировать достаточно сложные устройства и процессы. Программа, моделирующая работу сложных приборов, намного дешевле и нагляднее, поскольку анализирует и выдает собранную воедино необходимую информацию.

* Поскольку для проведения, например, лабораторных работ по информатике используется тот же класс, что и для семинаров по математическому анализу, то у каждого студента будет персональный виртуальный стенд и преподаватель сможет качественно оценивать успеваемость учащихся и в этом ему поможет сама программа-симулятор. Таким образом, у преподавателя высвобождается время на работу со студентами. Поскольку особых требований к аппаратуре компьютеров нет, они могут быть одинаковыми во всем вузе, главное, чтобы они были и отвечали требованиям по необходимой производительности.

* Институт получает некоторую унификацию учебного процесса, что позволяет отказаться от содержания лабораторной аппаратуры и, за счет освободившегося места, решить проблему нехватки учебных помещений. Поскольку все компьютерные классы для проведения лабораторных работ и семинаров могут быть одинаковыми, упрощается распределение аудиторий и, при правильном составлении расписания, не потребуется устанавливать много компьютерных классов. Унифицируется обслуживание техники - теперь всю технику может обслуживать один отдел.

3. Для дисциплин, ориентированных на информационные технологии, применение электронных симуляторов очевидно. Часто используются рабочие модели: так, на лабораторной работе по локальным сетям все опыты проводятся на локальной сети лаборатории. Данный процесс наиболее приближен к жизни, хотя наглядность иногда страдает. В тех же случаях, когда создать ситуацию, изучаемую в данной работе, невозможно, используются программы-симуляторы.

8. ПРОГРАММЫ-СИМУЛЯТОРЫ (ТРЕНАЖЕРЫ, ИМИТАТОРЫ)

На протяжении многих лет программы симуляторы используются для обучения специальностям, связанным с профессиональным риском или с большими затратами на тренировки с реальными инструментами. Практика таких тренировок показала, что, несмотря на высокую стоимость аппаратно-программных тренажеров, обучение с их применением обходится намного дешевле занятий на реальном оборудовании.

Принцип действия симулятора можно описать следующим образом: создается компьютерная модель, поведение которой максимально приближено к поведению имитируемого объекта. Учащийся дает команды и получает отклик системы, таким образом развивается учебная ситуация.

В последнее время с повсеместным распространением персональных компьютеров симуляторы стали применяться и в других областях, не связанных с использованием дорогостоящих машин или с созданием опасных для жизни ситуаций. Например, инженер-электронщик, проектирующий какое-либо устройство (скажем, усилитель), сэкономит много времени, если вместо ручного составления и расчета схемы, пробной сборки и отладки макета воспользуется компьютером. В программу можно заложить свойства элементной базы, требуемые характеристики конечного устройства и условия его работы; таким образом, машина не только поможет создать и оттрасировать схему, но и хорошо ее протестирует, предоставив готовые данные (графики АЧХ и ФЧХ, измерения в контрольных точках и т. д.). У подобного симулятора есть недостаток - отличия в свойствах модели и реального объекта. Поэтому реальный усилитель, собранной по этой схеме, вряд ли будет в точности соответствовать по своим характеристикам тому, что прогнозировал компьютер, однако большой объем работ конструкторам уже не придется выполнять.

Использование имитационного моделирования имеет большое значение в образовательном процессе. Здесь есть два важных аспекта:

* С помощью симулятора можно воссоздать практически любую ситуацию, смоделировать практически любое устройство. Пользователь, работающий с этой программой, окажется в ситуации, близкой к реальной.

* Использование симуляторов, базирующихся на персональных компьютерах, позволяет унифицировать учебный процесс. Если перевести все опыты на компьютер, то не потребуется содержание лаборатории - занятия можно будет проводить в любом классе, оборудованном компьютерами.

Для всех функций электронного учебника, связанных со взаимодействием по сети, есть одно важное требование, нуждающееся в предварительной договоренности, выраженной в едином стандарте на формат данных, используемый для передачи информации между рабочим местом учащегося и преподавателя и для обмена информацией об успеваемости и учебными материалами с электронной сетью учебного заведения. Отдельное внимание следует уделить возможности проведения удаленных занятий и экзаменов при использовании электронного учебника в системе дистанционного образования.

Возможности программы ограничиваются, как правило, фантазией разработчиков, а реализация фантазий ограничивается в основном финансированием и сроками исполнения проекта. Современные персональные компьютеры позволяют успешно выполнять практически все учебные задачи; проблемы внедрения информационных технологий связаны уже не с несовершенством техники, а с недостаточной проработкой учебного программного обеспечения. Требования к интерфейсу программ чрезвычайно высоки и продолжают расти, притом мотивация студентов к обучению относительно невысока. В этих условиях перед разработчиками стоит задача не только выполнить проект грамотно с научной точки зрения, но и сделать его красивым, привлекательным, а главное, нужным для студента. Чтобы обеспечить столь высокие требования, разработки концепции информационной системы вуза и электронных учебников в частности следует вести комплексно и целенаправленно. Неграмотное и непоследовательное внедрение информационных технологий может принести больше вреда, чем пользы и вызвать устойчивую отрицательную реакцию у потребителей технологии. Очевидно, что сразу создать, протестировать и внедрить столь сложную и дорогостоящую систему не представляется возможным даже при наличии достаточного финансирования, поэтому следует также проработать вопрос поэтапного внедрения новых технологий без ущерба для существующих.

С точки зрения повышения качества образования стоит отметить, что полноценное и повсеместное внедрение электронных учебников, выполняющих описанные функции в вузе, обеспечивает следующие положения:

* Контроль за студентами упрощается и сама функция контроля переходит от преподавателя к программе, которая работает в соответствии со стратегией вуза, в нее заложенной, и лишена предвзятости в оценке.

* Предотвращение "пробелов в образовании" обеспечивается на ранних стадиях его зарождения, благодаря постоянному и многокритериальному мониторингу успеваемости студентов.

* Оценка успеваемости складывается на основе большого числа измерений, вероятность неверной оценки снижается.

* Руководство и преподаватели получают статистику в реальном времени и ее накопление позволяет делать аргументированные выводы достоинствах и недостатках проводимых программ по повышению качества образования.

3.2 Опыт использования электронного учебника

Информационная культура личности формируется на протяжении всех лет обучения сначала в школе, а затем в вузе. Поэтому в программу средней и высшей школы введена дисциплина "Информатика", содержание которой включает разделы, посвященные теории информации, алгоритмам, информационным технологиям, в том числе сетевым.

При проведении практических занятий по Экономике с использованием электронного учебника перед преподавателем возникает ряд проблем, существенно усложняющих учебный процесс.

Прежде всего, это неоднородность довузовской подготовки студентов по данной дисциплине. В ряде школ, особенно в сельской местности, информатика как предмет отсутствует вообще, преподается в бескомпьютерном варианте или с использованием устаревших моделей персональных компьютеров типа. Такая материальная база не позволяет изучать многие разделы информатики, не обеспечивает формирование у школьников практических навыков работы на компьютере. С другой стороны, по мере дальнейшей компьютеризации все большая часть школьников получает среднее образование в оснащенных современной техникой школах, гимназиях, лицеях с углубленным изучением информатики. Определенная часть учащихся имеет домашние компьютеры, как правило, классом не ниже Pentium. Многие учащиеся посещают Интернет-центры, различные компьютерные курсы.

Преподаватель вуза на первом же практическом занятии по информатике в компьютерном классе сталкивается с ситуацией, когда одни студенты не работали с персональным компьютером, а другие владеют всеми современными компьютерными технологиями или по крайней мере свободно выполняют наиболее характерные операции с информацией в той или иной программной среде.

Из 25% изучавших компьютерные сети большинство - выпускники городских школ, лицеев с углубленным изучением информатики и достаточно современной компьютерной базой на основе IBM-совместимых компьютеров. 75% не изучавших данные технологии в основном не имели такой возможности в силу объективных причин, указанных выше.

Тем не менее, на вопрос "Знаете ли Вы об Интернете?" ответили утвердительно 100% опрошенных. Из каких же источников учащиеся узнают об Интернете? По результатам опроса: 1) из средств массовой информации (СМИ), кино- и видеофильмов; 2) из журналов, книг; 3) от друзей и знакомых. Как правило, знания, полученные таким образом, не являются системными, полными и научно обоснованными.

Так, на вопрос "Что такое Интернет?" 34% ответили: "Международная компьютерная сеть", а вот остальные дали различные ответы: "Глобальная система", "Международная система связи", "Система общения", "Информационная программа". Не дали никакого определения 17% опрошенных.

На вопрос об услугах Интернет были получены такие ответы:

1) предоставление информации, данных - 34%;

2) электронная почта - 25%;

3) не знаю - 6%.

Остальные варианты ответов: "система оповещения", "телефонная служба", "библиотека", "проведение конференций", "пресса", фонотеки", "игры", "мультимедиа".

На вопрос об использовании Интернет в сфере образования 36% ответили "не знаю". Остальные ответы распределились следующим образом:

1) самообразование, расширение кругозора - 23%;

2) библиотеки - 14%;

3) обучающие программы - 9%;

4) другие ответы: дистанционное обучение, развивающие игры, обмен данными, создание специальных сайтов - по 4%.

Как видно, ответы самые разнообразные, зачастую далекие от истины. Поэтому одна из задач вузовского курса информатики - дать полное и правильное представление не только об Интернете, но и о компьютерных сетях в целом, их назначении, функционировании и сферах применения.

Поскольку информатика не является профилирующим предметом для многих специальностей, у абитуриентов обычно не проводится тестирование по данной дисциплине. Поэтому наличие или отсутствие элементарных навыков обработки информации на компьютере выявляется как post factum только в компьютерном классе.

Вторым фактором, влияющим на неоднородность восприятия программы по информатике в вузе, выступают психологические особенности мышления и способности студентов. Освоение компьютерных технологий требует определенного развития таких стилей формального мышления, как логическое.

Согласно психологам, формальное (абстрактное) мышление формируется к 14-15 годам. Однако в более поздних исследованиях было показано, что лишь часть людей (примерно 25-30%) действительно могут мыслить абстрактно.

В связи с этим неоднородность восприятия учебного материала по информатике является объективной закономерностью. Причем на гуманитарных факультетах, где обучаются студенты, имеющие менее развитое логическое мышление, преподавателю при определении содержания учебного курса приходится ориентироваться на прагматический, пользовательский аспект в изучении компьютерных технологий. Но даже такой подход не устраняет трудностей при изучении некоторых разделов информатики, например, операционных систем и принципов их работы, файловой системы и др.

Подобная технология работы на компьютере называется процедурной, пользователь должен знать не только что, но и как нужно сделать. В настоящее время начинает развиваться непроцедурная технология, когда пользователь знает только, что нужно сделать, а все остальное выполняется программным пакетом. Такая технология стала возможной благодаря разработкам в области экспертных систем, баз знаний и искусственного интеллекта, совершенствованию графических и речевых средств взаимодействия с компьютерной средой и т.д. Работа с помощью непроцедурной технологии не требует наличия развитого логического мышления.

Прослеживается зависимость эффективности обучения и от некоторых психических факторов, например, преподавателям информатики знаком так называемый психологический барьер у отдельных студентов, страх перед современной электронной техникой, боязнь "нажать не на ту клавишу", "сломать", "испортить" и т.д.

Указанные проблемы обусловливают использование преподавателем информатики форм, средств и методов проведения практических занятий с помощью современных педагогических и информационных технологий.

Наилучшим вариантом можно назвать индивидуальный подход, при котором учитываются особенности каждого студента. Но если у преподавателя нет возможности работать индивидуально с каждым, можно использовать дифференцированный подход, при котором выделяют группы студентов, имеющих однородную подготовку. Этим группам обычно соответствуют три уровня обучения:

1) начинающий;

2) продолжающий;

3) повышенной сложности.

Для начинающих необходимо провести несколько дополнительных занятий - "выровнять", подтянуть их до 2-го уровня, познакомить с элементарными понятиями информатики, научить простейшим операциям на компьютере.

В процессе обучения преподаватель использует не только различные формы и методы, но и средства обучения. Для реализации дифференцированного подхода можно использовать данный электронный учебник "Информатика для экономических специальностей".

К электронному учебнику предъявляется ряд требований. По содержанию и структуре они должны соответствовать программе по данному предмету, быть понятными, доступными, лаконичными, обобщать учебный материал, но вместе с тем быть конкретными, включать достаточный фактический материал. В электронном учебники логика науки должна соответствовать логике изложения учебной программы. Большое значение имеет увлекательность, способность заинтересовать и заставить думать. При этом важную роль играют искусство слова, использование иллюстраций, фотографий, карт, схем, таблиц, диаграмм и т.д.

Электронный учебник должны соответствовать перечисленным требованиям. Кроме того, электронные учебники обладают рядом преимуществ, связанных с новыми информационными технологиями:

- использование средств мультимедиа, позволяющих обрабатывать не только числовую и текстовую информацию, но и звуковую, графическую, видео. Человек на 90% воспринимает информацию через зрение и слух. Визуальная технология повышает наглядность обучения за счет графической формы представления информации, поэтому восприятие учебного материала происходит быстрее и полнее, чем в вербальной или знаковой форме;

- реализация объектно-ориентированной технологии, позволяющей упростить процесс взаимодействия человека с компьютером посредством управления экранными объектами;

- применение современных технологий информационного поиска;

- наличие элементов экспертных и интеллектуальных систем.

Электронный учебник "Экономика " позволяет студентам экономических специальностей усваивать программу курса с индивидуальной скоростью, в зависимости от способностей и до вузовской подготовки. Учебный материал обычно разбивается на две части - для обязательного и для углубленного изучения.

Используя электронные учебники, преподаватель освобождается от многих рутинных операций, получает возможность тестировать учащихся, отслеживать динамику обучения и развития практических навыков.

...