Педагогические и технологические вопросы разработки web-учебников

УДК 378.147:681.3.06

Ю.И Петров

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ WEB-УЧЕБНИКОВ

В статье рассматриваются вопросы создания одного из видов электронного образовательного ресурса web-учебника. Анализируются педагогические и технологические аспекты разработки web-учебников. Сформулированы требования подобного рода образовательному ресурсу. Приведен пример разработанного web-учебника.

Ключевые слова: Процесс обучения, образовательный ресурс, информационные и коммуникационные технологии, Internet, web-учебник, фреймовая структура.

Yu.I. Petrov

PEDAGOGICAL AND TECHNOLOGICAL QUESTIONS OF DEVELOPMENT OF WEB-TEXTBOOKS

The article deals with the questions of creation of one of the electronic educational resource - Web-textbook. Pedagogical and technological aspects of development of web-textbooks are analyzed. Requirements to similar sort of educational resource are formulated. The example of developed Web-textbook is resulted.

Key words: training process, educational resource, information and communication technologies, Internet, web-textbook, frame structure.

Интенсивное развитие компьютерных технологий за последние несколько лет и их активное использование в учебном процессе уже привели к некоторым изменениям в системе образования, затронувшим не только ее структуру, методологию, но и технологию процесса обучения. В концепции информатизации сферы образования РФ (федеральная целевая программа «Электронная Россия» (2002-2010 гг.), постановление правительства РФ № 65 от 28.01.02), констатируется, что в наступившей эпохе глобальных информационных технологий широкое внедрение электронных средств обучения стало условием самого существования образования, в котором столетиями царила книга. Основная причина этого кроется в том, что графика, анимация, фото, видео, звук и текст, соединенные в однородном цифровом представлении и управляемые интерактивным интерфейсом, образуют виртуальную интегрированную информационную среду, в которой пользователь обретает качественно новые возможности не только для восприятия знаний, но и для развития способностей оперировать этими знаниями. Вследствие активно осуществляемого процесса насыщения сферы образования современной компьютерной и телекоммуникационной техникой резко усилилась роль инструментально-технологического направления в образовании. При этом изменились и задачи образования - появилось осознание того, что кроме сообщения учащимся определенной суммы знаний и выработки профессиональных навыков образование должно воспитывать в них способность жить в информационном сообществе, готовить их к жизни в обществе, в котором информационные и коммуникационные технологии определяют все сферы жизнедеятельности - от производственных и культурных до повседневного быта. Выполнить новые задачи система образования может, только используя самые передовые технологии, обеспечивая тем самым дееспособность молодого поколения в условиях информационного общества.

Такой подход к системе обучения требует новых средств обучения, и в первую очередь, электронных компьютерных средств обучения. Компьютерные средства обучения имеют историю, насчитывающую уже не один десяток лет, за которые пройдено несколько стадий развития. Последний по времени этап начался в конце прошлого десятилетия, когда коммуникационные технологии на базе Internet вышли за первоначально предназначавшиеся им пределы и во многом стали определять принципы разработки программного обеспечения вообще. В частности, в области компьютерных средств обучения это отразилось не только на появлении систем обучения, построенных на базе web-технологий, но также и на том, что Internet-браузеры стали основным средством пользовательского интерфейса даже в случаях, когда компьютерная обучающая программа запускается с локального диска. Исходя из этого, можно определенно

утверждать, что технологической основой современных электронных компьютерных средств обучения будут Internet и связанные с ним информационные и коммуникационные технологии.

В данной статье предлагается опыт создания на кафедре информатики Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС) web-учебников — одного из видов электронных компьютерных средств обучения. Опыт использования компьютерных средств обучения в рамках традиционных технологий и методик обучения показывает низкую эффективность их использования. Это связано с тем, что задачу разработки новых компьютерных средств обучения нельзя рассматривать раздельно от задачи разработки методик обучения с их использованием. Эти задачи тесно связаны друг с другом, и решение проблем разработки средств обучения вытекает из постановки задачи разработки методик обучения с использованием этих средств. Таким образом, можно считать, что проблема разработки электронных компьютерных учебников, и в частности, web-учебников, имеет две составляющие: психолого-

педагогическую, связанную с разработкой форм представления учебного материала и решения вопроса усвоения этого материала обучаемым, и технологическую, связанную с программноаппаратными средствами реализации учебного материала.

Использование web-технологий при создании учебных материалов дает очевидные преимущества. Гиперссылки упрощают реализацию навигации, а возможность встраивать в web-страницы разнообразные мультимедийные элементы является основой для отображения любых по сложности учебных материалов. С позиций педагога создается обманчивое впечатление, что все технические проблемы создания учебных курсов решаются успешно и просто при наличии уже апробированного учебного материала, представленного в форме обычного учебника.

Одна из наиболее распространенных ошибок при создании учебных материалов в web-среде заключается в выполнении их в виде электронной копии стандартных печатных учебников, представленных в формате Word или Acrobat Reader. Такой подход нецелесообразен, текстовые документы этих форматов обычно имеют большой объем, неприемлемый для работы в компьютерной сети, и, кроме того, Internet-браузеры не отображают напрямую документы этих форматов и требуется дополнительное время на их конвертацию и интерпретацию. Еще более важной для таких учебных материалов является проблема восприятия и усвоения обучаемым такого представления материала. Помимо некоторой эйфории, которой страдают некоторые начинающие авторы электронных учебников, имеется достаточно большое число трезвых публикаций [1], в которых приводятся данные о том, что электронные учебники пока не дают предполагавшегося эффекта. Проблема разработки и внедрения электронных учебников усугубляется неподготовленностью части преподавательского состава к освоению информационных технологий и внедрению этих технологий в практику преподавания. Остается проблема инерционности в преподавании ряда общеобразовательных курсов, имеющих вековые традиции, методики и преемственность. И, что, может быть, еще более важно, механический перенос традиционных методик преподавания на аппаратно-программную базу персональных компьютеров и рабочих станций зачастую дискредитирует идею использования информационных технологий.

В отечественной педагогике в исследованиях, связанных с изучением факторов, обусловливающих повышение эффективности обучения при применении электронных учебников [1, 2], установлено, что это повышение достигается за счет усиления мотивации обучающегося и активизации его познавательной деятельности на уровне как сознания, так и подсознания через интерактивность, многоканальность, структуризацию и визуализацию информации. Целесообразность электронного представления учебного материала определяется спецификой его содержания и организации, нелинейной связью между подготовленностью и способностями обучаемого к восприятию, возможностью управления процессом обучения самим обучаемым в соответствии со своим уровнем подготовленности и способностями.

Так как с точки зрения восприятия учебного материала обучаемым не существует ни одной преобладающей теории разработки электронных учебников, то при их создании имеет смысл руководствоваться рекомендациями, почерпнутыми из выводов разных ведущих школ психологии: бихевиоризма, конструктивизма и когнитивной науки [3]. Известно, что с психологической точки зрения процесс восприятия информации с экрана сильно отличается от традиционного процесса чтения книг.

В когнитивной психологии предлагается структурная модель памяти человека, в которой

выделяются кратковременная (рабочая) и долговременная память. Информация от органов чувств поступает в кратковременную память, где из нее выделяется та часть, которая оценивается как существенная. Отфильтрованная информация далее передается в долговременную память, где включаются механизмы длительного запоминания. Объем перемещаемой в долговременную память информации определяется качеством и глубиной обработки в рабочей памяти. Чем глубже обработка, тем больше ассоциаций, соответствующих новой информации, формируется в памяти.

Еще в 50-х гг. прошлого столетия американский психолог Дж. Миллер сформулировал правило «7±2», из которого вытекало, что объем кратковременной памяти любого человека ограничен одним и тем же небольшим числом (от 5 до 9) смысловых единиц, а различие между новичком и экспертом состоит в смысловых размерах этих единиц. Если человеку предлагается ситуация, в которой он должен одновременно обрабатывать большее число единиц информации, то часть полезной информации неизбежно будет теряться, а значит, становится меньше шансов для осмысленного запоминания. Очевидно, что этот факт нельзя игнорировать при разработке электронных учебников. Из этого следует, что необходимо ограничить объем информации, одномоментно предлагаемой обучаемому. А это означает, что для электронного учебника нужно специальным образом структурировать учебные материалы.

Такая структуризация должна обеспечивать постраничное представление материалов, где под страницей понимается один кадр экрана, или фрейм. Это означает, что длинные страницы должны быть исключены полностью, т.е. необходимость в прокрутке страниц в основном возникать не должна. Следует отметить еще один момент, связанный с прокруткой страницы. После прокрутки, прежде чем продолжить знакомство с материалом, требуются усилия, чтобы найти, где пролегает граница между предыдущим и новым экранами. А это неизбежно ведет к рассеиванию внимания. Поэтому поэкранная организация электронного учебника должна быть принята, как важнейший принцип представления учебных материалов.

Другой важной составляющей электронного учебника является система навигации. Эта система для любого электронного учебника должна опираться на его организацию. С учетом требований постраничного просмотра логичной является иерархия следующих структурных элементов: тема-занятие-страница. По рекомендации школы бихевиоризма необходимо подавать учебные материалы небольшими порциями с немедленным контролем усвоения, количество страниц для одного занятия должно быть небольшим (не более 10). С учетом этого управление навигацией разбивается на две составляющие. Одна из них выступает в роли оглавления курса и дает возможность выбирать темы и разделы. Вторая связана с перемещениями по страницам внутри раздела. Поскольку раздел может как содержать, так и не содержать подразделы, система навигации должна учитывать обе ситуации.

При разработке отдельных страниц требуется соблюдение условий восприятия содержимого даже при разработке простых текстовых элементов. Так как чтение текста с экрана происходит медленнее, чем с листа, то очевидно, что объем предлагаемых словесных описаний должен быть так же меньше, чем это было бы в обычном учебнике. Кроме того, текст должен быть разбит на небольшие абзацы, которые визуально должны быть четко разделены друг от друга, а каждый абзац целесообразно рассматривать как отдельный элемент структуры.

Тем не менее размер страницы, или фрейма, может не всегда соответствовать необходимому логичному размеру фрагмента учебного материала. Но в этом случае можно предложить простое и достаточно эффективное решение, состоящее в поэтапном погружении учащегося в материал. Сначала обучаемому предлагается сжатое представление, в котором визуализируются только самые необходимые для понимания излагаемого фрагмента факты, формулировки, иллюстрации и т.п. Более сложная для понимания часть материала, например, построение детального алгоритма, в это время скрыта. Для ее раскрытия обучаемому предлагаются специальные элементы управления в виде переключателей, которые позволяют отобразить/скрыть дополнительное содержание страницы. Дополнительный материал может так же предлагаться в отдельном всплывающем окне.

Резюмируя сказанное, можно сформулировать требования, предъявляемые к web-учебнику.

Web-учебник - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел. Такой учебник соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Основное

назначение web-учебника — формирование и закрепление новых знаний, умений и навыков в определенной предметной области и в определенном объеме в индивидуальном режиме. Web-учебник должен обеспечивать оптимальную для каждого конкретного пользователя последовательность и объём различных форм работы с курсом, состоящей в чередовании изучения теории, разбора примеров, методов решения типовых задач, отработки навыков решения типовых задач, проведения самостоятельных исследований и формирования мотивов дальнейшей познавательной деятельности; обеспечивать возможность самоконтроля качества приобретенных знаний и навыков; прививать навыки исследовательской деятельности; экономить время учащегося, необходимое для изучения курса.

Web-учебник должен отвечать:

1. Требованиям ГОСТа 7.83.-2001 «Межгосударственный стандарт СИБИД. Электронные издания. Основные виды и выходные сведения», предъявляемым при разработке электронного издания. Основными положениями ГОСТа являются:

• наглядность, логичность, последовательность изложения материала;

• наличие графического материала: схем, таблиц;

• дружественный интерфейс;

• понятная система навигации.

2. Дидактической и методической пригодности, включающей следующие положения:

• соответствие образовательному стандарту и/или учебным планам;

• полнота отражения программы учебного курса;

• возможность применения в смежных дисциплинах;

• глубина трактовки вопросов программы учебного курса.

3. Показателям содержания учебного материала, включающим:

• научность, современность, наглядность;

• доступность (соответствие уровню подготовки обучаемых);

• адекватность (соответствие ранее приобретенным знаниям);

• систематичность, структурированность и последовательность обучения.

4. Показателям учебных целей:

• наглядное представление учебного материала;

• тренаж (теория - вопросы для самопроверки, контрольные вопросы; практика — решение задач);

• тестирование.

5. Показателям дидактической эффективности:

• экономия времени преподавателя;

• экономия времени обучаемых;

• увеличение объёма усвоенного материала;

• сокращение сроков обучения;

• повышение качества усвоения по глубине;

• повышение прочности знаний;

• управление познавательной деятельностью.

На кафедре «Информатика» ИрГУПС в течение ряда лет ведутся работы по подготовке и использованию методических материалов в электронном виде [4-6]. В результате разработана технология подготовки web-учебников, предназначенных для их использования в сетях Intemet и Intranet и сами web-учебники [7, 8]. Технология базируется на использовании гипертекста во фреймовой структуре. В основу технологии положен принцип быстрого доступа к необходимому разделу методического материала.

Для отображения предметной части учебника и быстрой навигации предложена фреймовая структура web-страницы, состоящая из четырех окон:

• Окна отображаемого раздела.

• Окна загрузки меню вызова глав учебника.

• Окна загрузки меню разделов и параграфов учебника.

• Баннер учебника.

Фреймовая структура учебника представлена на рисунке 1.

Баннер

Меню 1-го уровня (глав) Меню 2-го уровня (разделов и парагра- фов) Содержательная часть

Рис. 1

Загрузка содержимого окон определяется взаимодействием фреймов, определяемым файлами раскладки (layout-файлами). В окно содержательной части документы загружаются через меню 2-го уровня. При этом для разделов, содержащих параграфы, загружаются дополнительные файлы раскладки, загружающие во второе окно меню 3-го уровня. На рис. 2 представлен вид окна браузера, в которое загружен разработанный web-учебник «Разработка web-приложений».

Все описания лабораторных работ построены по одной структуре:

1. Задание на лабораторную работу.

2. Теоретический материал для выполнения работы.

3. Пример выполнения лабораторной работы.

4. Индивидуальные задания для выполнения лабораторной работы.

5. Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы.

6. Примерные задания на защиту лабораторной работы.

7. Тесты для допуска к защите лабораторной работы.

8. Тесты для защиты лабораторной работы.

Рис. 2 128

В соответствии с этой структурой построены меню 2-го и 3-го уровней, загружающие содержательную часть методического описания в окно отображаемого раздела. При этом меню 2го и 3-го уровней загружается в окно меню разделов и параграфов учебника. Материал, соответствующий выбранному разделу или параграфу, представляет собой Мш1-файл содержания (сойеп1>файл) и загружается по ссылкам из меню 2-го или 3-го уровней.

Загрузка и взаимодействие фреймов реализована в web-учебнике следующим образом. Начальная загрузка учебника осуществляется 1ауои1>файлом, который в левое окно загружает меню выбора лабораторных работ, в среднее окно загружает ешр1у-файл (файл без содержания), при котором среднее окно остается пустым, а в правое окно загружается соп1еп1>файл с заставкой учебника. Во всех режимах в верхнее окно загружается соп!еп1>файл, содержащий баннер учебника. Меню выбора лабораторных работ содержит ссылки на 1ауои1;-файлы, загружающие выбранные работы. При выборе лабораторной работы соответствующий 1ауои1;-файл производит загрузку окон следующим образом. В правое окно по-прежнему загружается меню лабораторных работ, в среднее окно загружается сойей-файл, содержащий меню 2-го уровня параграфов выбранной лабораторной работы, а в правое окно загружается соп!еп1;-файл, содержащий задание на выбранную работу. Далее, в соответствии с меню 2-го уровня по ссылкам в правое окно загружаются соп1еп1>файлы содержания выбранного раздела. Если пункт меню разделов содержит параграфы, то выбор этого пункта приводит к загрузке 1ауои1;-файла, по которому в среднее окно загружается соп1еп1;-файл меню параграфов выбранного раздела, а в правое окно - заголовок параграфа (рис 3). По ссылкам этого меню в правое окно загружаются соп1еп1;-файлы содержания выбранного параграфа. Возврат к меню 2-го уровня осуществляется по кнопке Возврат, по которой загружается 1ауои1>файл меню 2-го уровня.

В описаниях лабораторных работ последовательно рассматриваются вопросы структуры Ь1ш1-документа, создаваемого с помощью языка НТМЬ, понятие основных конструкций, принципы текстового и дизайнерского оформления web-страниц, внедрение на web-страницу различных элементов оформления, формирование и взаимодействие фреймовых структур.

Язык 1ауа8сг1р1 рассматривается в контексте внедрения на web-страницу оформительских элементов и создания интерактивных web-страниц. Для этого рассматривается синтаксис языка, его основные конструкции, порядок создания и вызова функций 1ауа8сг1р1 и формы размещения скриптов 1ауа8сг1р1 в МшЬдокументе. Язык РНР рассматривается с точки зрения создания интерактивных web-страниц и создания web-приложений, обеспечивающих взаимодействие клиентских и серверных компонентов web-страниц.

Рис. 3

Программный комплекс web-учебника содержит порядка 1500 файлов, в числе которых файлы html-формата, содержащие html-документы содержания и раскладки и файлы jpg- и gif-формата, содержащие рисунки. Файлы web-учебника занимают дисковое пространство объемом порядка 9 Мб и могут быть размещены как на локальном компьютере, так и на web-сервере. Для разработанного учебника необходимым и достаточным условием его использования является наличие на компьютере web-браузера. При размещении на локальном компьютере обеспечивается максимальная скорость просмотра web-страниц учебника.

По данной технологии разработано несколько учебников и других методических материалов по дисциплинам, проводимым кафедрой информатики ИрГУПС. Все материалы установлены на сервере методических материалов университета и в методическом разделе сайта кафедры информатики. Учебники [7, 8] прошли регистрацию в фонде алгоритмов и программ ВНТИЦ. Опыт использования web-учебников показал:

1. Нахождение методических материалов в виде сетевых ресурсов обеспечивает оперативное нахождение и использование материалов по всем темам изучаемых дисциплин со всех рабочих станций учебных залов и общежитий университета. Это дает возможность использования методических материалов, как для проведения занятий, так и для самостоятельной работы студентов.

2. Компоновка учебных материалов в виде web-учебника, содержащего все разделы учебной работы по изучаемой теме, показала высокую степень освоения учебного материала.

3. Изложение материала по предложенной методике оказалось эффективным средством проведения учебного процесса.

Литература

1. Образцов П.И. Обеспечение учебного процесса в условиях информатизации высшей школы [Текст] // Педагогика. - 2003. - №5. - С. 27-33.

2. Пиратинская И.И. Валеологические проблемы разработки мультимедийных учебных пособий [Текст] // Ва-леология. - 2000. - №2. - С. 53-58.

3. Современная психология: справочное руководство [Текст] / под ред. В.Н. Дружинина. - М.: Инфра-М, 1999. -356 с.

4. Петров Ю.И. Информационная поддержка учебного процесса в корпоративной сети университета [Текст] // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем: сб. науч. ст. - Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2004. - Вып.1. - С. 144-148.

5. Ларюшина Н.О. Анализ компьютерных систем обучения для вузов [Текст] // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем: сб. науч. ст. - Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2006. - Вып.3. - С.76-84.

6. Ларюшина Н.О. Вопросы представления методических материалов с использованием Internet-технологий [Текст] // Информационные и математические технологии в науке и управлении: тр. XI Байкальской всерос. конф. -Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2006. - Ч. 2. - С. 232-237.

7. Петров Ю.И. Программирование на языке Pascal: web-учебник [Электронный ресурс]. - М.: ВНТИЦ, 2007. -№50200700389.

8. Петров Ю.И. Разработка Web-приложений: web-учебник [Электронный ресурс]. - М.:ВНТИЦ, 2007. -№50200702025.

Петров Юрий Иванович, кандидат технических наук, зав. кафедрой информатики Иркутского государственного университета путей сообщения. E-mail: petrov@irgups.ru

Petrov Yuriy Ivanovich, candidate of technical science, head of department of Informatics of Irkutsk State University of railway. E-mail: petrov@irgups.ru

Е.В. Понятовская, Н.Н. Пядушкина. СИСТЕМА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ КАК УСЛОВИЕ СТАНОВЛЕНИЯ КАЧЕСТВ ИНТЕЛЛИГЕНТА У БУДУЩЕГО ПЕДАГОГА

УДК 373.82

Е.В. Понятовская, НН Пядушкина

СИСТЕМА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ КАК УСЛОВИЕ СТАНОВЛЕНИЯ КАЧЕСТВ ИНТЕЛЛИГЕНТА У БУДУЩЕГО ПЕДАГОГА

В статье раскрывается процесс подготовки педагога, обладающего комплексом качеств интеллигентного человека, носителя культуры, духовности. Авторы предлагают модель современного педагога-интеллигента, выпускника колледжа, описывают систему педагогического сопровождения как одного из условий становления качеств интеллигента у будущего педагога в образовательном процессе педагогического колледжа.

Ключевые слова: процесс подготовки педагога, система педагогического сопровождения, качества интеллигента у будущего педагога.

E V Ponyatovskaya, Ж Ж Pyadushkina

THE SYSTEM OF PEDAGOGICAL SUPPORT AS A CONDITION FOR FORMING OF INTELLECTUAL FEATURES OF FUTURE TEACHER

The article gives the description of the process of teachers’ training who has the complex of qualities of a cultivated person and represents the national culture and mentality. The authors propose the model of a modern teacher, college-leaver and describe the system of pedagogical support as one of the conditions for forming of intellectual features of future teachers in the educational process of pedagogical college.

Key words: process of teachers’ training, system of the pedagogical support, intellectual features of future teacher.

В последние годы складывается достаточно сложная ситуация в системе педагогического образования. Изменение мотивации в сфере труда, потеря стимулирующей роли образования как источника жизненного успеха, отсутствие престижа педагогической профессии привели к тому, что педагогическое образование в системе ценностей занимает далеко не ведущие позиции. У отдельных представителей педагогической профессии, в обществе наблюдается дефицит культуры, духовности, интеллигентности. Все это выдвигает на первый план проблему становления качеств интеллигента у будущего педагога в современных условиях выбора стратеги государственной политики России XXI в. [3, 5, 7, 9].

И.А. Ильин писал: «России нужен не шум, а отечественная идея, идея не отрицательная, а положительная, государственная, но не формальная... Что же это за идея? Это есть идея воспитания в русском народе национально-духовного характера. Это главное. Это творческое. Без этого России не быть. Отсюда придет ее возрождение. Отсюда ее величие воссияет в невиданных размерах. Всякое образование начинается с грамоты и школы. Поэтому судьба будущей России лежит в руках русского учителя - преподавателя школы, который есть учитель учителей» [4, 277]. Эта мысль актуальна и сегодня.

Вслед за И.И. Осинским, М.И Добрыниной, В.С. Меметовым и другими исследователями-интеллигентоведами убеждены: несмотря на то, что в процессе трансформации российского общества произошел раскол в рядах интеллигенции, истинная интеллигенция в лице учителя, преподавателя продолжает существовать.

Мы разделяем позицию тех исследователей, которые считают интеллигенцию, с одной стороны, социокультурной общностью, имеющей сложную структуру, а с другой стороны - совокупностью личностей, обладающих определенными качествами [5, 7], и считаем, что формированием качеств педагога-интеллигента необходимо заниматься еще в студенческие годы, когда и происходит профессиональное становление личности.

На сегодняшний день в различных концепциях воспитания, программах, методических разработках и даже в государственных документах по образованию формированию качеств учителя-интеллигента, в частности, в условиях профессиональной подготовки в средних учебных заведениях, пока еще не уделено достаточного внимания.

Один из способов формирования интеллигента - жить в среде интеллигентных людей, когда человек во многом бессознательно впитывает в себя их культуру, воспринимает поступки ок-