Разработка электронного учебного пособия по материаловедению

           – продолжительность всего занятия.

    Чтобы оценить эффективность  урока, проведенного с использованием электронного пособия, следует определить коэффициент эффективности лекции, проведенной в обычном порядке, то есть с преподавателем в роли распространителя информации.

    Количество  этапов занятия в данном случае соизмеримо с количеством вопросов, разбираемых на каждом уроке. Учитывая, что материал электронного пособия по материаловедению составлен на основе материала, выдаваемого студентам на обычной лекции и сохраняет ту же структуру, можно сказать, что среднее число этапов занятия равно среднему числу вопросов уроков пособия, то есть составляет 3 этапа. Среднее количество учащихся, усвоивших материал каждого этапа, можно рассчитать, зная среднестатистическое число успевающих (имеющих текущую оценку по предмету минимум «удовлетворительно») в группе по дисциплине «Материаловедение» среди студентов II − III курсов. Так как средняя численность группы составляет 25 человек, а число неуспевающих равно 7, среднее количество успевающих составляет 18 человек. Средняя продолжительность этапа занятия равна приблизительно 28 мин, так как продолжительность лекции в техникуме составляет 1 ч 25 мин, а этапов 3. Таким образом,

    

     (чел.)

     (мин)

     (чел.)

     (мин)

    По  формуле (1) произведен расчет коэффициента эффективности:

    

    Из  расчета видно, что  коэффициент эффективности  обычной лекции по материаловедению примерно равен минимальному коэффициенту усвоения учебного материала, то есть такая форма проведения урока хотя и позволяет достичь своей обучающей цели, но только с минимально допустимым уровнем успеваемости студентов.

    Теперь  следует рассчитать коэффициент эффективности  урока, проведенного с использованием электронного пособия. В результате проведенных специалистами исследований было установлено, что в учебных заведениях, практикующих применение электронных учебников, успеваемость повышается в среднем на 30% [6]. Однако в связи с тем, что рассматриваемое пособие не является эталонным мультимедийным учебником и содержит в большинстве своем текстовую информацию, поэтому повышение уровня усвояемости материала может быть не столь значительным, как при использовании профессионально разработанных учебников, данный показатель можно несколько снизить и принять в размере 20%. С учетом этих данных можно рассчитать предполагаемое увеличение среднего числа успевающих в группе по дисциплине «Материаловедение».

     ,

    где – ожидаемое среднее число успевающих;

           – количество успевающих на данный момент;

         1,2 − коэффициент, учитывающий повышение успеваемости на 20% с учетом использования электронного пособия.

     (чел.)

    Подставив полученное значение в формулу (1) вместо , можно получить предполагаемый коэффициент эффективности  урока:

    

    Видно, что с применением  электронного пособия  коэффициент эффективности лекции превышает минимально допустимый коэффициент усвоения учебного материала, то есть такая форма занятий позволяет уроку не только достичь обучающей цели, но и значительно приблизить уровень его эффективности к уровню полного усвоения материала всеми студентами, что является приоритетной целью любых нововведений в учебном процессе. 
 

    2.2 Расчет времени  доступа к пособию  в Интернете

    Так как электронное  пособие по материаловедению разработано на основе языка HTML и представляет собой структурированный набор HTML-документов, не исключена вероятность использования его в качестве средства дистанционного обучения и размещения в глобальной сети Интернет. В этом случае целесообразно рассчитать время загрузки пособия с web-сервера на компьютер пользователя.

    Время загрузки web-страницы рассчитывается по формуле

     (2),

    где – время загрузки всех элементов страницы;

           – размер загружаемой страницы;

          – скорость передачи данных по каналу связи.

    В качестве загружаемой  страницы следует  взять главную  страницу пособия, выводимую на экран при его открытии. Эта страница содержит основное меню, вспомогательное меню и первую страницу, по умолчанию отображаемую в главном окне. Таким образом, для определения размера загружаемых данных необходимо подсчитать размер файлов всех отображаемых при открытии пособия страниц, содержащих HTML-код, и размер графических элементов, присутствующих на данных страницах.

     ,

    где – общий размер загружаемых файлов;

           – размер файла «index.htm», содержащего структуру разбиения окна браузера на фреймы и адреса загружаемых в них страниц;

           – общий размер файлов страниц, загружаемых во фреймы;

           – общий размер файлов изображений, содержащихся на загружаемых страницах, включая фоновые рисунки.

     (Б)

     (Б)

     (Б)

     (Б)

    Общий размер загружаемых  файлов составил примерно 13,3 КБ.

    Скорость  передачи данных можно оценить, учитывая используемый для доступа в Интернет канал связи. Большинство пользователей используют коммутируемые телефонные линии и модемы, максимально возможная скорость которых составляет 5,3 КБ/с. Однако эта скорость достижима далеко не всегда, что вызвано как устаревшим оборудованием телефонных станций (АТС) и невысоким качеством гидроизоляции телефонных линий, характерным для нашей страны, так и повышенной загруженностью каналов связи, предоставляемых поставщиком услуг Интернета. Учитывая приведенные факторы, можно привести среднюю скорость передачи данных, равную 2,88 КБ/с [7].

     (КБ/с)

    По  формуле (2) произведен расчет времени доступа к главной странице пособия:

     (с)

    Это значение можно округлить  до 5 с. Таким образом, примерное время загрузки главной страницы составляет 5 с. По меркам скорости доступа в Интернет по телефонной линии данное время является очень небольшим.

    Однако  для полноценного изучения пособия недостаточно просмотра его главной страницы, в связи с чем следует оценить среднее время загрузки кадров, содержащих лекционный материал.

    Для этого необходимо рассчитать средний размер кадра, включающий размер HTML-кода страницы и объем графических элементов, содержащихся на ней. Средний размер кадра рассчитывается по формуле

     ,

    где – средний размер кадра;

           – общий размер всех кадров пособия, включая содержащиеся на них мультимедиа компоненты;

           – общее количество файлов, содержащих указанные объекты.

      (Б)

      (шт.)

     (Б)

    Средний размер кадра составил примерно 12,8 КБ.

    По  формуле (2) рассчитано среднее время загрузки кадра, в качестве принят :

     (с)

    Данное  время можно округлить  до 5 с.

    Таким образом, среднее время загрузки кадра пособия составило 5 с, что соизмеримо с временем загрузки главной страницы. На основании полученных данных можно сказать, что размещенное в Интернете пособие вполне можно изучать, имея доступ по телефонной линии, а это самый медленный способ доступа в Интернет. 
 
 
 
 
 

 

     3 Технологическая  часть

    3.1 Использованные методы и средства для создания электронного учебного пособия

    3.1.1 Особенности разработки структуры интерфейса и структуры размещения файлов пособия

    Основным  средством разработки электронного пособия, выбранным на основании результата проведенных исследований в сфере современных компьютерных технологий, используемых для создания электронных учебников (см. пункт 4.1), является язык HTML.

    В качестве средства создания структуры пособия  использовано такое средство HTML, как фреймы (кадры). Фреймы позволяют разбивать окно браузера на несколько областей, в каждую из которых может быть загружена самостоятельная HTML-страница. Каждая область может содержать полосу прокрутки, необходимую в том случае, если содержащаяся в ней страница достаточно объемна по содержанию и не входит в заданную область экрана.

    Это средство HTML удобно в данном случае, так как позволяет создавать меню, содержащие оглавления, независимые от содержания основной страницы. Однако использование фреймов приводит к таким недостаткам дизайна пособия, как необходимость просматривать пособие в полноэкранном режиме и низкая приспособленность к разрешениям экрана ниже 1024х768. Это связано с тем, что содержание меню строго адаптировано к указанному разрешению: если уменьшить размер окна браузера или разрешение, то содержание меню не будет помещаться в заданную область экрана и появится полоса прокрутки. Однако от полосы прокрутки в меню при разработке интерфейса было решено отказаться, так как ее использование в этом случае не очень удобно и визуально непривлекательно; она заменена кнопкой, позволяющей открыть оставшуюся часть меню (см. пункт 1.4.3). Поэтому при уменьшении разрешения или размеров окна часть меню может стать недоступной. Это является недостатком дизайна, однако для того, чтобы меню постоянно отображалось на экране, единственной альтернативой фреймам было бы расположение меню на каждой странице пособия, что намного бы усложнило работу и увеличило размер HTML-кода. А фреймы − единственное средство HTML, позволяющее решить данную проблему.

    Структура разбиения окна браузера на фреймы содержится в отдельном файле index.htm, который необходим для открытия пособия в режиме просмотра. Этот файл содержится в корневом каталоге пособия (то есть папке, содержащей все остальные подпапки с файлами, используемыми пособием).

    В данном случае структурой предусмотрено три  области экрана, в которых отображаются страницы, содержащие соответственно основное меню, вспомогательное меню и главное окно. При просмотре в каждую из этих областей (исключая область, отведенную для основного меню) динамически в зависимости от действий пользователя загружаются страницы, обращение к которым было произведено посредством навигационных ссылок, расположенных на уже открытых страницах.

    Каждая  из страниц пособия  содержится в отдельном файле. Файлы страниц располагаются в папках, заведенных в соответствии со структурой пособия (см. пункт 1.3.1).

    Корневой  каталог пособия  содержит папки разделов и подсказок, файлы введения, первой страницы пособия, списков разделов, тем и уроков, основного меню, а также папку с используемыми учебником ресурсами: изображениями, стилями, скриптами и файлами браузера (см. пункт 3.1.5). Папки разделов содержат страницу − структуру раздела, папки подтем раздела и папку со страницами теста раздела. Папки тем содержат кадры уроков, лабораторные работы и вопросы по данной теме. Папки тестов содержат страницы вопросов теста. 
 
 
 

    3.1.2 Создание HTML-страниц

    В процессе разработки электронного пособия  было использовано несколько  способов создания HTML-страниц. К ним относится как непосредственное написание интерпретируемого браузером HTML-кода в текстовом редакторе, так и использование специализированных приложений. Выбор того или иного способа создания страницы или их комбинации производился в зависимости от специфики создаваемой страницы и ее содержания.

    Прямым написанием HTML-кода в «Блокноте» создавались страницы, имеющиеся в единственном экземпляре (первая страница, введение, различные меню), страницы однородного содержания с минимальным количеством текста (структуры разделов, тем и уроков) и шаблоны для всех остальных страниц пособия. Также вручную производилось написание кода активных компонентов (см. пункт 3.1.3), динамических объектов и скриптов во всех страницах пособия.