Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса

V этап: реализация  курса – на этом этапе происходит  выбор технико-программных платформ  и непосредственно программирование  с помощью выбранной авторской  системы или системы программирования.

Аппаратной платформой для реализации проекта электронного учебника была выбрана база IBM–совместимых компьютеров. В пользу этого выбора сыграло: во-первых, преобладание в образовательных учреждениях именно этой аппаратной платформы, IBM–совместимые компьютеры сегодня составляют до 80% всего парка компьютеров, во-вторых, долгосрочные планы Министерства образования РФ по компьютеризации учебных заведений предполагают дальнейшее широкомасштабное внедрение этой аппаратной платформы, в-третьих, это является следствием двух первых пунктов, разработка электронного учебника для IBM–совместимых компьютеров позволит охватить максимальное число потенциальных пользователей, и в-четвертых для этих компьютеров существует огромная библиотека всевозможных инструментальных средств, включая авторские системы и системы программирования, которой не может похвалится ни одна другая платформа – все эти обстоятельства определили выбор аппаратной платформы в пользу IBM–совместимых компьютеров.

Не менее важным мне видится и выбор программных  средств реализации компьютерного  учебника – от выбора той или  иной авторской системы зависят  не только внешний вид учебника, его эстетический уровень, но и его  функциональность, способность поддерживать различные форматы данных, соответствие стандартам мультимедиа, зависит будет ли он привязан к авторской системе в которой разрабатывался или сможет работать на любом компьютере в независимости от установленного на нем программного обеспечения.

Мною был проведен сравнительный анализ нескольких наиболее широко распространенных и часто  используемых авторских систем и  одной системы программирования. К первым относятся «LinkWay», «Action» 2.5, Multimedia ToolBook, ко вторым – Borland Delphi 3.0. Целью проведения этого анализа являлось выявление достоинств и недостатков предложенных к рассмотрению авторских систем и систем программирования. По результатам анализа необходимо было выбрать систему, наиболее полно отвечающую требованиям, предъявляемым при создании электронных учебников. О том, как проходил анализ и каковы его результаты подробно описано в следующих параграфах.

VI этап: опробование  и тестирование – на этом  этапе начинается испытание разработанного  приложения, проводится серия тестов  с целью выявить ошибки программирования. Проект еще далек от завершения, но «экспериментальный» образец  уже готов. После ряда проверок  на аппаратную совместимость  команда контроля за качеством выносит свое заключение и предлагает перечень недочетов замеченных в ходе испытаний, которые предстоит исправить разработчикам. И так повторяется несколько раз, пока не получится окончательная версия продукта, лишенная, в большей или меньшей степени, недочетов и ошибок.

Все это в большой  степени применимо и к предлагаемому  электронному учебнику. В процессе его создания приходилось не раз  вносить изменения и дополнения как в сам код программы, так и в оформление меню и интерфейса. Процесс этот довольно продолжителен и не может считаться оконченным даже сейчас, потому что создание полноценной системы происходит в течение нескольких итерационных модификаций и адаптаций. Но в целом продукт можно считать готовым к практическому использованию в процессе обучения.

VII этап: эксплуатация  и внедрение – на этом этапе  происходит внедрение полностью  законченной компьютерной системы  обучения в образовательные учреждения. Разрабатывается план занятий  с использованием этой системы  и начинается ее эксплуатация.

Применительно к  предлагаемому компьютерному учебнику можно сказать, что он разрабатывался для использования студентами младших  курсов нашего университета обучающихся  на специальности «информатика–иностранный язык». Но этим диапазон его применения не исчерпывается. Помимо указанных студентом им могут пользоваться и студенты других отделений имеющих сходные учебные планы по математике. Кроме самостоятельной работы с учебником может применяться и такая форма работы, как интегрированные занятия по математике с привлечением новых информационных технологий. Очень полезным и целесообразным видеться применение учебника для проведения практических тестов и зачетов, а также подготовке к экзаменам – его блок контрольных вопросов и практических заданий как нельзя лучше подходит для этой цели.

Помимо своего прямого  назначения компьютерный учебник может  оказаться полезным при изучении основ программирования под Windows, изучении авторских систем программирования, в виде наглядного примера при построении собственных обучающих систем.

Учет учебного плана  университета, его практическая направленность и довольно широкие возможности  делают предлагаемый электронный учебник  полезным и своевременным для  использования в нашем университете при обучении математике.

Принципы изложения  материала

Принципы изложения  учебного материала в условиях компьютерного  обучения приобретает все большее  значение по мере того как возрастают возможности компьютера в предъявлении и интерпретации разных типов  разнообразной информации и углубляется  понимание наиболее рационального  использования мультимедийного  предъявления информации. Современный  компьютер обладает большими возможностями  в применении разнообразных типов  информации. Это и текст, и чертежи, и графика, и анимация, и видео  изображения, и звук, и музыкальное  сопровождение. Эффективное использование  различных типов предъявления информации с учетом психологических особенностей ее переработки позволяет значительно  повысить эффективность учебного процесса.

Нередки примеры, когда  разработчики обучающих программ механически  переносят способ расположения текста на экран монитора, пренебрегают закономерностями психологии восприятия текста и рисунка, задавая темп изменения изображения, не учитывают, что разные учащиеся имеют  неодинаковую смысловую скорость и  требуют для переработки информации различные временные интервалы.

В связи с этим, следует предоставить учащимся возможность  самим выбирать темп смены изображения, при этом учащийся должен иметь возможность  в любое время повторно вывести  на экран любую необходимую ему  информацию.

При построении интерфейса обучающей системы необходимо учитывать  достижения теории дизайна. Это прежде всего касается таких основных принципов теории живописи, как пропорция, порядок, акцент, единство и равновесие.

Принцип пропорции  касается соотношения между размерами  объектов и их размещением в пространстве. Организуя данные на экране дисплея, необходимо стремиться к тому, чтобы  логически связанные данные были явно сгруппированы и отделены от других категорий данных. Функциональные зоны на дисплее должны разделяться  с помощью пробелов и других средств: разные типы строк, ширина, уровень  яркости, геометрическая форма, цвет. Для  сокращения времени поиска табличные  данные должны разделяться на блоки. Необходимо учитывать, что плоскость  теплых цветов обычно кажется больше, чем холодных. Разбиение на блоки, использование пробелов, табуляции, ограничителей, а также варьирование яркости цвета групп данных –  важнейшие средства упорядочения графической  информации.

При размещении данных необходимо помнить о правиле  «золотого сечения», в соответствии с которым объекты, которые привлекают внимание, лучше размещать в разных третях изображения, а не группировать в центре.

Порядок означает такую  организацию объектов на экране дисплея, которая учитывает движение глаза. Установлено, что глаз, привычный к чтению, начинает движение обычно от левого верхнего угла и движется взад-вперед по экрану к правому нижнему. Поэтому начальная точка восприятия должна находиться в левом верхнем углу экрана, а списки для быстрого просмотра должны быть подогнаны к левому полю и выровнены вертикально.

Для облегчения восприятия разные классы информации должны специально кодироваться. Так, связанные, но разнесенные  по экрану данные должны кодироваться одним цветом. Цвет можно использовать и для выделения заголовков, новых  данных или данных, на которые следует  немедленно обратить внимание. В целом  организация данных на экране должна облегчать нахождение подобий, различий, тенденций и соотношений.

Акцент – это  принцип выделения наиболее важного  объекта, который должен быть воспринят  в первую очередь. При соблюдении этого принципа взгляд учащегося  привлекается к зоне акцента. Для  создания такого акцента можно использовать разнообразные средства: размещение важных сообщений в центре поля, отделение их от остальной информации свободным пространством, применение яркого цвета. Следует избегать излишних украшений, злоупотреблений цветом, избыточного кодирования и большого объема вводимой информации. Рекомендуется, например, использовать не более 90 % площади  экрана.

Подсказки необходимо специально выделять с помощью цвета. Для них желательно отвести определенную зону экрана.

Необходимо выделять критическую информацию, необычные  данные, элементы, требующие изменения, сообщения высокого приоритета, ошибки ввода, предупреждения о последствиях команды и т.п. Для того чтобы  привлечь внимание учащихся к основному  объекту, целесообразно использовать цветовое пятно: самым ярким цветом изображается основной объект, остальные  его части – дополнительным. Если цветовая гамма строится без учета  психологии восприятия рисунка, это  затрудняет выделение главного, приводит к утомлению зрения.

Нужно учитывать, что  светлые цвета на темном фоне кажутся  приближенными к зрителю, а темные на светлом – удаленными. В тех случаях, когда речь идет об эвристических рекомендациях, цвет можно согласовывать с обычным изображением: красный – запрет, зеленый – рекомендация, желтый – предосторожность.

Принцип единства требует, чтобы элементы изображения выглядели  взаимосвязанными, правильно соотносились по размеру, форме, цвету. С этой целью  необходимо позаботиться об упорядочении организации данных. Они могут  быть организованы последовательно, функционально, по значимости. При этом учащегося  следует ознакомить с принципом  расположения данных.

Следует позаботиться о том, чтобы идентичные данные были представлены унифицировано, а разноплановые – по-разному.

Для передачи разграничения  нужно использовать контрастные  цвета, а для передачи подобия  – похожие, но различные. Представление  информации должно быть унифицированным  и логичным.

Для достижения единства изображения в целом используются рамки, оси, поля. Впечатление единства группы создает свободное пространство вокруг них, Считается, что уравновешенное изображение создает у пользователя ощущение стабильности и надежности, а неуравновешенное вызывает стресс.

Для правильного  распределения визуальной тяжести  на экране дисплея необходимо помнить, что любой хроматический цвет зрительно тяжелее, чем ахроматические – белый и черный; большие предметы зрительно тяжелее маленьких; черное тяжелее белого, неправильные формы тяжелее правильных.

Принцип равновесия (баланса) требует равномерного распределения  оптической тяжести изображений. Поскольку  одни объекты зрительно воспринимаются как более тяжелые, а другие как  более легкие, необходимо распределять эту оптическую тяжесть равномерно по обеим сторонам изображения.

Информация не должна скапливаться на одной стороне экрана, логические группы информации должны продуманно размещаться в пространстве, заголовки хорошо центрироваться.

Несмотря на то что большинство учащихся воспринимает информацию на слух хуже, чем с помощью зрения, все же не следует игнорировать использование звука даже тогда, когда усвоение речевых навыков не является целью обучения. Однако при этом следует иметь в виду, что время переработки звуковой информации больше, чем зрительной, и многократное обращение к ней более затруднительно, чем к зрительной информации.

Для эффективного применения звука необходимо четко представить, с какой целью он используется, например, для лучшего усвоения произношения или чтобы обратить внимание на некоторые  аспекты изучаемого материала, использовать его для активации познавательной деятельности учащихся, для стимулирования его внутреннего диалога. Звуковые реплики могут быть с успехом  применены и с целью организации  вспомогательного диалога.

В последнее время  широко применяется музыкальное  сопровождение зрительной информации. Основной функцией музыкального сопровождения  является создание соответствующего эмоционального тона и поддержание внимания учащихся. Негромкая спокойная музыка поддерживает внимание, а музыка с резко выраженным ритмическим рисунком может переключать  внимание лишь на музыку. Не следует  стремиться к тому, чтобы музыка часто использовалась в обучении.

Создание хорошо спланированной и продуманной обучающей  системы, которая отвечала бы всем психологическим  и психопедагогическим требованиям, невозможно без учета этих принципов. Современное развитие компьютерных технологий снимает все больше и больше технических ограничений, позволяет глубже учитывать принципы дизайна и построения подобных систем. В ближайшем будущем можно ожидать появления обучающих компьютерных систем нового поколения, в которых описанные принципы изложения будут являться основополагающими.

LinkWay

1. Название системы:  LinkWay.

2. Разработчик: IBM Company.

3. Операционная  система: MS-DOS.

4. Назначение системы  LinkWay:

– разработка демонстрационных роликов по различным темам;

– построение уроков в гипертекстовой манере;

– организация персональной базы данных и настольной канцелярии;

– управление внешними устройствами;