СОДЕРЖАНИЕ
1. Электронный учебник как элемент образовательной среды
1.1. Электронный учебник — новый жанр учебной литературы
1.2. Основные формы электронного учебника
1.3. Методические рекомендации по разработке электронного учебника
2. Обеспечение электронного учебника
2.1. Методическое обеспечение электронного учебника
2.2. Аппаратное и программное обеспечение разработки электронного учебника
Введение
Реформа современного образования может состояться лишь при условии создания таких компьютерных пакетов (электронных учебников, пособий, тренажеров, тестеров и проч.), наличие которых обеспечит одну и ту же компьютерную среду в специализированной аудитории на практических занятиях, в компьютерном классе учебного заведения или общежитии, оборудованном для самостоятельной работы учащихся, а также дома на персональном компьютере.
Основываясь на официальных определениях электронного издания (ЭИ), учебного электронного издания (УЭИ) и электронного учебника (ЭУ), необходимо расширить и конкретизировать понятие ЭУ.
Электронный учебник (даже самый лучший) не может и не должен заменять книгу. Так же как экранизация литературного произведения принадлежит к иному жанру, так и электронный учебник принадлежит к совершенно новому жанру произведений учебного назначения. И так же как просмотр фильма не заменяет чтения книги, по которой он был поставлен, так и наличие электронного учебника не только не должно заменять чтения и изучения обычного учебника (во всех случаях мы подразумеваем лучшие образцы любого жанра), а напротив, побуждать учащегося взяться за книгу.
Именно поэтому для создания электронного учебника недостаточно взять хороший учебник, снабдить его навигацией (создать гипертексты) и богатым иллюстративным материалом (включая мультимедийные средства) и воплотить на экране компьютера. Электронный учебник не должен превращаться ни в текст с картинками, ни в справочник, так как его функция принципиально иная.
Электронный учебник должен максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную память, а также используя компьютерные объяснения.
Текстовая составляющая должна быть ограничена — ведь остаются обычный учебник, бумага и ручка для углубленного изучения уже освоенного на компьютере материала.
Целью данной работы является изучение и анализ электронного учебника как элемента образовательной среды.
1. Электронный учебник как элемент образовательной среды
1.1. Электронный учебник — новый жанр учебной литературы
Электронный учебник является элементом образовательной среды. Она включает традиционные образовательные ресурсы, другие электронные учебники, человеческий фактор, государство, издателей и распространителей.
Безусловно, для школьного образования решающим является человеческий фактор в лице учителя, ученика, родителей, одноклассников. Необходимо помнить, что, по крайней мере в средней школе, высочайшим авторитетом является учитель. Каким бы совершенным ни был электронный учебник, если учитель не рекомендует его на родительском собрании, у такого учебника нет никаких шансов добраться до ученика. Мимо учителя ученику попадает то, что родители или сами ученики приобретают в торговой сети или находят в ИНТЕРНЕТе. Сегодня отсутствуют серьезные издания, в которых содержится обоснованная и квалифицированная критика, позволяющая покупателю ориентироваться среди существующих электронных учебников. Единственными ориентирами являются цена и коммерческая реклама, а также советы друзей и знакомых. Ничтожно малые по сравнению с количеством домашних компьютеров тиражи электронных учебников обусловлены тем, что учителя просто не знают о существовании и возможностях электронных учебников и поэтому не участвуют в формировании спроса на них.
Другим элементом образовательной среды является государство в лице государственных образовательных учреждений и органов управления образованием. К сожалению, государство почти на десять лет (с 1992 по 2000 гг.) было исключено из проблемы электронных учебников. Основная роль государства, по моему мнению, должна состоять в подготовке педагогических кадров, владеющих методами использования электронных учебников в учебном процессе, а также в реализации пилотных проектов. В 2001 году, после длительного перерыва, начинается крупный государственный проект "Компьютеризация сельских школ", включающий активную работу с электронными учебниками.
В условиях пассивности государства наибольшую известность и распространение сегодня имеют электронные учебники, имеющие мощную коммерческую поддержку. Российский рынок электронных учебников (до 60 тысяч школ и несколько миллионов домашних компьютеров) поделен между четырьмя крупными дистрибьюторами, то есть фактически является монопольным. В этих условиях не может работать механизм свободной конкуренции. Монополистам просто невыгодно полноценно финансировать издание электронных учебников, отвечающих современным требованиям. Более выгодно и менее рискованно финансировать мероприятия по традиционному маркетингу недорогих в разработке изданий, а также распространение локализованных зарубежных электронных учебников.
Все сказанное имеет непосредственное отношение к архитектуре электронных учебников. Диспропорции рассмотренных элементов образовательной среды обуславливают примитивность большинства архитектурных решений и программной реализации электронных учебников. Даже по самым востребованным школьным дисциплинам существуют считанные единицы электронных учебников. По некоторым дисциплинам или разделам школьного курса их вообще нет. И это в то время как соответствующие полиграфические издания исчисляются десятками, если не сотнями. А суммарные тиражи книг и брошюр составляют десятки и сотни тысяч. Фактор цены, на который часто ссылаются как на важное ограничение распространенности электронных учебников, на самом деле является вторичным. Ведь у "пиратов" есть дешевые копии всех разрекламированных электронных учебников, но это не означает, что эти учебники активно используются школьниками и учителями. Чтобы убедиться в этом, достаточно задать вопрос об электронном учебнике учителю Вашего ребенка или родителям его одноклассников. Это означает, что даже дешево купленные электронные учебники "не работают" и стихийно возникающий спрос умирает в зародыше.
Эту проблему эту, по моему мнению, должно решать государство. Прежде всего, через совершенствование подготовки учителей и их поощрение к овладению современными образовательными технологиями.
1.2. Основные формы электронного учебника
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 электронных учебников, точнее, конструктивных элементов, из которых может быть построен учебник.
Тест. Внешне, это простейшая форма электронного учебника. 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.
Энциклопедия. Это базовая форма электронного учебника. На содержательном уровне термин энциклопедия означает, что информация, сконцентрированная в электронном учебнике, 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, возможность повтора анимаций и звуковых записей, поиск по ключевым словам и т.д.
Задачник. По моему мнению, это важнейшая форма электронного учебника. Задачник в электронном учебнике 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. Учащийся 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 учащихся, на которых рассчитан электронный учебник. С другой стороны, количество задач не должно пугать школьника и не лишать его столь важной уверенности в своих силах. Формирование хорошего электронного задачника по силам только методистам самой высокой квалификации.
Креативная среда. Современные электронные учебники должны обеспечивать творческую работу учащегося с объектами изучения и с моделями систем взаимодействующих объектов. Именно творческая работа, лучше в рамках проекта, сформулированного преподавателем, способствует формированию и закреплению комплекса навыков и умений у учащегося. С точки зрения программиста, креативная среда является одной из наиболее трудоемких составных частей электронного учебника. 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 учителем и учеником. Креативная среда позволяет организовать коллективную работу учащихся над проектом.
Авторская среда. Электронный учебник должен быть адаптируем к учебному процессу. То есть позволять учитывать особенности конкретной школы, конкретного класса, конкретного ученика. Пассивно это обеспечивается избыточностью учебных материалов, которая позволяет учителю проложить необходимую траекторию, определяемую выбранной стратегией обучения. Однако опыт показывает, что творчески активные учителя хотят сами формировать учебные материалы электронного учебника. Для этого необходима соответствующая авторская среда. Такая среда, например, обеспечивает включение дополнительных материалов в электронную энциклопедию, позволяет пополнять задачник, готовить раздаточные материалы и методические пособия по предмету. Фактически, это подобие инструмента, с помощью которого создается сам электронный учебник. Но такой инструмент должен, в принципе, быть доступен методисту и учителю предметнику (не только учителю информатики).
Невербальная среда. Традиционно электронные учебники вербальны по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий, вербальных по своей природе. По моему мнению, вербальные методы изложения информации после определенного порога приводят к перегрузке ученика. 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 для учащегося. Так в электронном учебнике возможно реализовать методический прием "делай как я". При этом многословные инструкции заменяются конкретными действиями над объектом изучения. Хочется подчеркнуть, что речь идет не об иллюстрациях в форме видео или кино фрагментов, а именно о совместной деятельности учителя и ученика. Подобного рода невербальные среды только появляются, но за ними большое будущее. Такая среда наделяет электронный учебник чертами живого учителя.
Перечисленные архитектурные формы могут быть реализованы в виде отдельных электронных учебников либо сгруппированы в рамках единого архитектурного ансамбля. Все зависит от замысла "архитектора" электронного учебника. Архитектор должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных учебников. Успех электронного учебника будет зависеть от того, как он "впишется" в окружающий его ландшафт.
1.3. Методические рекомендации по разработке электронного учебника
На первом этапе разработки ЭУ целесообразно подобрать в качестве источников такие печатные и электронные издания, которые
наиболее полно соответствуют стандартной программе,
лаконичны и удобны для создания гипертекстов,
содержат большое количество примеров и задач,
имеются в удобных форматах (принцип собираемости).
На втором этапе заключения договоров из полученного набора источников отбираются те, которые имеют оптимальное соотношение цены и качества.
На третьем этапе разрабатывается оглавление, т.е. производится разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию, а также составляется перечень понятий, которые необходимы и достаточны для овладения предметом (двух– или трехуровневый индекс).
На четвертом этапе перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением, индексом и структурой модулей; исключаются тексты, не вошедшие в перечни, и пишутся те, которых нет в источниках; разрабатывается система контекстных справок (Help); определяются связи между модулями и другие гипертекстные связи.
Таким образом, подготавливаются проект гипертекста для компьютерной реализации.
На пятом этапе гипертекст реализуется в электронной форме.
В результате создается примитивное электронное издание, которое уже может быть использовано в учебных целях. Многие именно такое примитивное ЭИ и называют электронным учебником. Оно практически не имеет шансов на коммерческий успех, потому что студенты не будут его покупать.
На шестом этапе разрабатывается компьютерная поддержка: определяется, какие математические действия в каждом конкретном случае поручаются компьютеру и в какой форме должен быть представлен ответ компьютера; проектируется и реализуется ИЯ; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра ЭУ для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ).
В результате создается работающий электронный учебник, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭУ может распространяться на коммерческой основе.
Интеллектуальное ядро целесообразно сделать так, чтобы его можно было заменять на более мощный компьютерный пакет типа DERIVE, Reduce, MuPAD, Maple V и т.п.
Теперь электронный учебник готов к дальнейшему совершенствованию (озвучиванию и визуализации) с помощью мультимедийных средств.
На седьмом этапе изменяются способы объяснения отдельных понятий и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными материалами.
На восьмом этапе разрабатываются тексты звукового сопровождения отдельных модулей с целью разгрузки экрана от текстовой информации и использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.
На девятом этапе разработанные тексты звукового сопровождения записываются на диктофон и реализуются на компьютере.
На десятом этапе разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от текстовой информации и использования эмоциональной памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.
На одиннадцатом этапе производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что анимация стоит очень дорого).
На этом заканчивается разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.
Принципы создания электронного учебника включают в себя:
Принцип квантования: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.
Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты
теоретическое ядро,
контрольные вопросы по теории,
примеры,
задачи и упражнения для самостоятельного решения,
контрольные вопросы по всему модулю с ответами,
контрольная работа,
контекстная справка (Help),
исторический комментарий.
Принцип наглядности: каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.
Принцип ветвления: каждый модуль должен быть связан гипертекстными ссылками с другими модулями так, чтобы у пользователя был выбор перехода в любой другой модуль. Принцип ветвления не исключает, а даже предполагает наличие рекомендуемых переходов, реализующих последовательное изучение предмета.
Принцип регулирования: учащийся самостоятельно управляет сменой кадров, имеет возможность вызвать на экран любое количество примеров (понятие ``пример" имеет широкий смысл: это и примеры, иллюстрирующие изучаемые понятия и утверждения, и примеры решения конкретных задач, а также контрпримеры), решить необходимое ему количество задач, задаваемого им самим или определяемого преподавателем уровня сложности, а также проверить себя, ответив на контрольные вопросы и выполнив контрольную работу, заданного уровня сложности.
Принцип адаптивности: электронный учебник должен допускать адаптацию к нуждам конкретного пользователя в процессе учебы, позволять варьировать глубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность в зависимости от будущей специальности учащегося, применительно к нуждам пользователя генерировать дополнительный иллюстративный материал, предоставлять графические и геометрические интерпретации изучаемых понятий и полученных учащимся решений задач.
Принцип компьютерной поддержки: в любой момент работы учащийся может получить компьютерную поддержку, освобождающую его от рутинной работы и позволяющую сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач. Причем компьютер не только выполняет громоздкие преобразования, разнообразные вычисления и графические построения, но и совершает математические операции любого уровня сложности, если они уже изучены ранее, а также проверяет полученные результаты на любом этапе, а не только на уровне ответа.
Принцип собираемости: электронный учебник (и другие учебные пакеты) должны быть выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам (например, для кафедральных компьютерных классов) или личные электронные библиотеки студента (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя или исследователя.
2. Обеспечение электронного учебника
2.1. Методическое обеспечение электронного учебника
Если создание электронного учебника не будет сопровождаться разработкой надлежащих методических материалов, затраченные силы и средства пропадут даром, поскольку тогда электронный учебник не будет воспринят системой образования. Поэтому методическое обеспечение ЭИ имеет принципиальное значение для успеха проекта в целом. Исходя из этого, мы уделяем данному вопросу особое место.
Реформа образования требует создания таких УЭИ, наличие которых обеспечит одну и ту же компьютерную среду для учащихся и преподавателей, в аудитории и дома. Здесь уместно провести параллель с реформой европейского образования, связанной с изобретением книгопечатания (Гутенберг, 1440г.)
Средневековые школяры полностью зависели от своего наставника, ибо только он владел информацией. Изобретение Гутенбергом книгопечатания сделало источник информации (книгу) одинаково доступным для всех, что принципиально изменило систему образования. Книга, перо и бумага — всем этим стал владеть и преподаватель, и учащийся, причем и в аудитории, и дома.
Аналогично, для успешной реформы современного образования необходимо сделать новые источники информации (в частности, УЭИ) одинаково доступными для всех. Однако в данном случае именно преподаватели зачастую оказываются в худшем положении по сравнению со студентами, так как они по ряду причин объективного и субъективного характера меньше привыкли к работе с компьютером и меньше готовы к восприятию новых технологий в образовании.
Очевидно, что с появлением и совершенствованием различных УЭИ должны принципиально измениться учебные программы и планы лекций и практических занятий, а также роль преподавателя в учебном процессе.
2.2. Аппаратное и программное обеспечение разработки электронного учебника
При первых попытках разработать ЭУ использовалось так называемое прямое программирование на одном из языков типа FORTRAN, C и т.п. В роли программистов выступали студенты старших курсов и аспиранты. Они покидали кафедры вместе с исходными текстами программ. В результате эти программы нельзя было модернизировать, изменять и они быстро устаревали.
Позднее пришла пора так называемых оболочек, представлявших из себя универсальные среды для наполнения методическими материалами. Стоимость таких оболочек варьировалась от 500 до 5000 долларов. Хотя оболочки не требовали непосредственного программирования и, в принципе, каждый преподаватель мог подготовить ЭУ, ничего заслуживающего внимания создано не было по трем причинам. Во–первых, в то время концепции, относящиеся к ЭУ, находились в зачаточном состоянии. Во–вторых, не существовало так называемых систем символьной математики. В–третьих, персональные компьютеры еще не имели надлежащего распространения. В те годы энтузиасты создания ЭУ заложили основы современных представлений о том, каким должен быть ЭУ.
В 90–е годы с развитием аппаратного и программного обеспечения компьютеров появились средства, действительно позволяющие создавать подлинные ЭУ. Мы имеем в виду
операционные системы Windows и OS/2, в которых стало возможным программирование на высоком уровне, использующее DLL и OLE;
мультимедийные средства;
системы символьной математики.
Наряду с этим, персональные компьютеры перестали быть роскошью и проникли в систему образования, хотя и без надлежащего программного обеспечения.
Роль оболочек теперь может выполнить пакет Microsoft Office. Прямое программирование требуется для его связи с какой–нибудь имеющейся системой символьной математики, а также для разработки новой системы символьной математики. Для программирования необходим пакет Delphi. Все методическое содержание может быть подготовлено в печатном виде. Для быстрого представления печатных материалов в электронной форме необходим сканнер и пакет Fine Reader. Для ускорения работы очень полезен микрофон и пакет распознавания речи DragonDictate (в русской версии Комбат).
Все программное обеспечение должно быть лицензионным.
Общая стоимость аппаратного и программного обеспечения разработки ЭУ на одно рабочее место составляет около 1200 долларов (без стоимости компьютера и принтера).
Компьютер должен иметь очень хороший монитор и мощный системный блок с полным набором мультимедийных компонент. Стоимость таких компьютеров сейчас составляет около 1000 долларов.
Для работы группы необходим профессиональный лазерный черно–белый принтер и среднего класса копировальный аппарат. Стоимость этих аппаратов составит 800–900 долларов.
Все участники проекта должны иметь надежный и быстрый доступ в Интернет.
Электронный учебник должен разрабатываться для его использования на компьютерах среднего класса. Требуется только, чтобы на компьютере был установлен MS Word и PowerPoint. Возможность воспроизведения звуковых файлов желательна.
Нужно добиваться того, чтобы эти средства тоже были лицензионными, в первую очередь, в учебных заведениях.
Заключение
Подводя итоги, мы теперь можем ответить на сакраментальные вопросы: кому и зачем нужен электронный учебник?
Электронный учебник необходим для самостоятельной работы учащихся при очном и, особенно, дистанционном обучении потому, что он
облегчает понимание изучаемого материала за счет иных, нежели в печатной учебной литературе, способов подачи материала: индуктивный подход, воздействие на слуховую и эмоциональную память и т.п.;
допускает адаптацию в соответствии с потребностями учащегося, уровнем его подготовки, интеллектуальными возможностями и амбициями;
освобождает от громоздких вычислений и преобразований, позволяя сосредоточиться на сути предмета, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач;
предоставляет широчайшие возможности для самопроверки на всех этапах работы;
дает возможность красиво и аккуратно оформить работу и сдать ее преподавателю в виде файла или распечатки;
выполняет роль бесконечно терпеливого наставника, предоставляя практически неограниченное количество разъяснений, повторений, подсказок и проч.
Учебник необходим студенту, поскольку без него он не может получить прочные и всесторонние знания и умения по данному предмету.
Электронный учебник полезен на практических занятиях в специализированных аудиториях потому, что он
позволяет использовать компьютерную поддержку для решения большего количества задач, освобождает время для анализа полученных решений и их графической интерпретации;
позволяет преподавателю проводить занятие в форме самостоятельной работы за компьютерами, оставляя за собой роль руководителя и консультанта;
позволяет преподавателю с помощью компьютера быстро и эффективно контролировать знания учащихся, задавать содержание и уровень сложности контрольного мероприятия.
Электронный учебник удобен для преподавателя потому, что он
позволяет 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;
освобождает от утомительной проверки домашних заданий, типовых расчетов и контрольных работ, передоверяя эту работу компьютеру;
позволяет оптмизировать соотношение количества и содержания примеров и задач, рассматриваемых в аудитории и задаваемых на дом;
позволяет индивидуализировать работу со студентами, особенно в части, касающейся домашних заданий и контрольных мероприятий.
Список литературы
www.academiaxxi.ru
Агеев В.Н. Электронная книга: Новое средство соц. коммуникации. М.: 1997.
Гречихин А.А., Древс Ю.Г. Вузовская учебная книга: Типология, стандартизация, компьютеризация. М.: Логос, 2000.
Мильчин А.Э. Издательский словарь–справочник. М.: Юристъ, 1998.
Российские электронные издания: Каталог.—Вып. 4: Новые поступления в гос. Депозитарий / Авторы–составители: Вигурский К.В., Глушкова О.Л., Негадова В.И. (под общ. ред. Антопольского А.Б.) — М.: НТЦ “Информрегистр”, 2000.
Субботин М.М. Новая информационная технология: Создание и обработка гипертекстов. М., 1992
20