ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

ФАКУЛЬТЕТ РОМАНО-ГЕРМАНСКИХ ЯЗЫКОВ

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБУЧЕНИИ И УПРАВЛЕНИИ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕСОМ 
 
 

Утверждена  приказом по университету                          «Допущена к защите»

От               №                                                                    «      »     _________________2009 г.

И.о. зав. кафедрой  ИТОиУ ШевченкоГ.И.канд.пед.наук, доцент

    _______________________ 
 
 

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА 

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОДДЕРЖКА КУРСА  «ПРИКЛАДНЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ» 
 
 
 
 
 
 

Ставрополь,  2009 г. 

Содержание 

Введение

     Современные требования рыночных отношений и  возможности информационного обеспечения  всех сторон деятельности высших учебных  заведений (вузов) предполагают коренное изменение системы взглядов на необходимый  уровень подготовки преподавателя и организацию его взаимодействия с обучающимися (студентами). Всестороннее знание предмета, методик изложения учебных вопросов с учетом динамичного изменения их приоритетов уже не является единственным требованием к уровню его подготовки. Более важным является индивидуальная способность преподавателя к формированию информационной базы освоения студентами конкретных предметов по индивидуальным траекториям с позиций системного представления об их теоретической значимости и практического потенциала в будущей профессиональной деятельности. Для этого преподаватель должен уметь организовывать и вести учебный процесс на основе системного использования средств вычислительной техники и телекоммуникаций, последних достижений в конкретной предметной области и в вопросах информационной психологии, педагогики, инженерии знаний, системного анализа, теории творчества и т.д. Автоматизированные обучающие курсы (АОК) и автоматизированные обучающие системы (АОС), зависящие от собственных представлений преподавателя об изучаемом студентами предмете, должны заменяться компьютерными системами поддержки курса (КСПК). Таким образом, тема выпускной квалификационной работы является актуальной.

     Проблеме  информатизации образования, информационным технологиям обучения посвящены труды многих отечественных и зарубежных ученых (Ю.С. Брановский, М.П. Довгило, В.А. Извозчиков, М.П. Лапчик, А.А. Кузнецов, А.Н. Матюшкин, Дж. Мерредит, И.В. Роберт).

     Объект  исследования – использование инфокоммуникационных технологий образовательном процессе.

     Предмет исследования – проектирование и разработка компьютерных систем поддержки курса.

     Цель  исследования – выявить основные характеристики и принципы организации компьютерных систем поддержки курса, разработать инновационный элективный курс «Прикладные методы оптимизации».

     На основе поставленных целей были сформулированы следующие задачи:

• рассмотреть компьютерные системы поддержки курса;
• определить основные содержательные требования, предъявляемые к компьютерным системам поддержки курса;
• выявить методические и дидактические основы компьютерных систем поддержки курса;
• разработать электронную поддержку курса «Прикладные методы оптимизации».

     Методы  исследования:

1. теоретические (анализ методической, педагогической литературы, изучение нормативных и правовых документов);
2. эмпирические (создание электронной поддержки курса «Прикладные методы оптимизации»);
3. общенаучные (обобщение, классификация, систематизация).

     Практическая  значимость состоит в возможности использования разработанной компьютерной системы в качестве учебно–методической поддержки дисциплины «Прикладные методы оптимизации» для специальности «Прикладная информатика в экономике».

     Материалы исследования могут быть использованы в образовательном процессе  высшей школы для студентов по направлению «Прикладная информатика» при подготовке по дисциплине «Прикладные методы оптимизации» ,  а также в системе повышения квалификации работников образования и в системе открытого и дополнительного образования.

     Дипломная работа состоит из содержания, введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

     Во  введении обосновывается актуальность темы, формулируются объект и предмет, определяются цели, задачи и  практическая значимость работы.

     В первой главе «Компьютерные системы поддержки курса» рассматривается методическое обеспечение и методика дидактического проектирования компьютерных систем поддержки курса, структура компьютерных систем поддержки курса, где подробно описаны отличительные особенности компьютерных систем поддержки курса от печатных изданий, а также компьютерные системы поддержки курса рассматриваются как уровень дистанционного обучения и анализируются средства (общедоступные и специализированные) разработки компьютерных систем поддержки курса.

     Во  второй главе «Разработка компьютерной системы электронной поддержки курса «Прикладные методы оптимизации»» рассматривается процесс конструирования электронной поддержки курса и обосновывается выбор метода ее реализации.

     В заключении даются выводы, полученные в результате работы.

       Глава 1. Компьютерные системы поддержки курса

•   1.1 Методическое обеспечение компьютерных систем поддержки курса

     По  своей сути КСПК – начально-достаточная и динамично изменяющаяся информационная база учебной дисциплины, снабженная гибкой системой навигации поиска, интегрированная в общую систему информационных ресурсов (Intranet вуза и иных ресурсов посредством Internet). Рассмотрим методические достоинства компьютерных систем поддержки курса, которыми являются:

• предоставление студентам возможности изучения дисциплины и сопутствующих ей вопросов по индивидуальной траектории (поэтапное освоение, наслоение информации и т.д., замена тупиковых контрольных вопросов, ориентированных на последовательное запоминание разделов дисциплины, возможностью перехода по ее разделам на основе пусть даже кажущегося интуитивного понимания изученного материала);
• оценка уровня обученности по результатам решения практических задач профессиональной деятельности;
• гибкость – возможность адаптации системы (по уровню сложности, полноты информации, формам представления и т.д.) к уровню подготовленности учебных групп и требуемому уровню освоения учебного материала;
• интеграция с практически доступными информационными базами во всемирном масштабе;
• формирование у студентов поискового стиля мышления, психологии самостоятельности;
• обеспечение гибкости в изменении набора и содержания учебных дисциплин специальности, вуза и другие.

     При этом роль преподавателя существенно  изменяется. Теперь в его обязанности  будет входить как всесторонняя разработка содержания информационной базы учебной дисциплины, включающего совокупность необходимого информационного обеспечения курса, так и оформление его в виде конкретной системы поддержки – программного продукта, реализуемого в информационных сетях вуза.

     Выход преподавателя на подобный функциональный уровень не может произойти мгновенно. Для этого необходима планомерная работа заинтересованных организаций по переподготовке преподавательского состава, обеспечению его необходимым информационным комплексом, интегрирующим в себе весь потенциал инструментальных средств разработки читаемых курсов.

     В современных условиях технические средства преподавания должны стать личным инструментом выражения мысли преподавателя. Поэтому конечным итогом внедрения системы переподготовки преподавателя является обеспечение возможности свободного использования им интеллектуального и организационно-технического потенциала имеющихся информационных и инструментальных ресурсов для разработки электронных версий авторских курсов. Таким образом, необходимо помочь преподавателям в решении вопросов, выходящих за рамки их предметной области, в которой они ориентируются, путем внедрения группы специалистов смежных областей при разработке и создании КСПК.

     Существует  две точки зрения по данному вопросу. Первая тока зрения говорит о необходимости внедрения группы специалистов смежных областей в помощь преподавателю–предметнику при создании КСПК. Другая же точка зрения говорит, что преподаватель, формирующий учебную дисциплину, является единственным человеком, который в полном объеме представляет конечные цели и способы их достижения и перекладывать обязанности по всестороннему методическому обеспечению дисциплины на специалистов по кодированию информации (даже высочайшей квалификации) просто неразумно при создании КСПК.  

     Любое обучение базируется на научно-обоснованных методиках, проверенных эффективных методах работы и четкой организации учебного процесса. Любая форма обучения (корпоративное обучение, повышение квалификации, индивидуальные занятия и т.п.) нуждается в продуманном и адаптированном методическом обеспечении, которое повышает уровень любой формы обучения.

     Методическое  обеспечение КСПК – учебные материалы на различных носителях, методические рекомендации и консультации по изучению курса.

     Все дисциплины рабочих учебных планов должны быть обеспечены учебно-методическими комплексами, включающими в себя следующие элементы:

     а) рабочую программу учебной дисциплины;

     б) квалификационную характеристику выпускника и требования, предъявляемые государственным стандартом к содержанию дисциплины;

     в) распределение времени, отведенного  на изучение дисциплины по видам учебной  работы;

     г) список основной и дополнительной литературы, перечень учебно-методических пособий;

     д) планы и методические рекомендации для подготовки к семинарским и практическим занятиям;

     е) перечень вопросов для написания  контрольной работы (если такая работа предусмотрена);

     ж) тематику и методические рекомендации для написания курсовой работы (если такая работа предусмотрена);

     з) перечень выносимых на экзамен (зачет) вопросов;

     к) тестовые материалы для промежуточного контроля успеваемости и контроля остаточных знаний обучаемых;

     л) программу итогового экзамена (если предусмотрен рабочим учебным планом).

     Кроме основных, перечисленных выше элементов, в состав учебно–методических комплексов входят:

     а) учебные и учебно-методические пособия;

     б) конспекты (тезисы) лекций, фондовые лекции;

     в) рекомендуемые методики преподавания учебной дисциплины (содержащие кроме  прочих документов структурно-логическую схему изучения дисциплины, методические указания для преподавания отдельных видов учебных занятий, методические разработки учебных занятий, методические рекомендации по изучению конкретных тем дисциплины, рекомендации по подготовке к экзамену (зачету), перечень используемых при проведении учебных занятий технических средств обучения и дидактических материалов и т.д.);

     г) программы практического обучения;

     д) раздаточные и наглядные (демонстрационные) материалы;

     е) учебные видео- и аудиозаписи;

     ж) иные материалы обеспечения образовательного процесса на различных видах носителей информации (в т. ч. на дискетах и компакт-дисках).

     Методическое  обеспечение учебного процесса, независимо от формы обучения, является ключевым инструментом, определяющим качество предоставляемых образовательных услуг.

• 1.2 Структура компьютерных систем  поддержки курса

     КСПК, в классическом понимании, это электронный  учебник для учащихся или студентов, в котором систематически излагается материал в определенной области знаний на современном уровне достижений науки и культуры. Следовательно, учебник как электронный, так и печатный, имеют общие признаки, а именно:

      1) учебный материал излагается  из определенной области знаний;

      2) этот материал освещен на современном  уровне достижений науки и культуры;

      3) материал в учебниках излагается  систематически, т.е. представляет  собой целое завершенное произведение, состоящее из многих элементов,  имеющих смысловые отношения  и связи между собой, которые  обеспечивают целостность учебника.

     Необходимо четко определить отличительные признаки электронного учебника от печатного. Они состоят в следующем.

     1. Каждый печатный учебник (на  бумажном носителе) рассчитан на  определенный исходный уровень  подготовки учащихся и предполагает  конечный уровень обучения. По многим общеобразовательным предметам имеются учебники обычные (базовые), повышенной сложности, факультативные и др. Электронный учебник по конкретному учебному предмету может содержать материал нескольких уровней сложности. При этом все они будут размещены на одном лазерном компакт-диске, содержать иллюстрации и анимацию к тексту, многовариантные задания для проверки знаний в интерактивном режиме для каждого уровня.

     2. Наглядность в электронном учебнике  значительно выше, чем в печатном. Так в учебнике по географии России на бумажном носителе обычно представлено около 50 иллюстраций. В новом мультимедийном учебнике по этому же курсу имеется около 800 слайдов. Наглядность обеспечивается также использованием при создании электронных учебников мультимедийных технологий: анимации, звукового сопровождения, гиперссылок, видеосюжетов и т.п.

     3. Электронный учебник обеспечивает  многовариантность, многоуровневость  и разнообразие проверочных заданий,  тестов. Электронный учебник позволяет  все задания и тесты давать в интерактивном и обучающем режиме. При неверном ответе можно давать верный ответ с разъяснениями и комментариями.

     4. Электронный учебник является  мобильным: при его создании  и распространении выпадают стадии  типографской работы. Электронные  учебники являются по своей структуре открытыми системами. Их можно дополнять, корректировать, модифицировать в процессе эксплуатации

     5. Доступность электронных учебников  выше, чем у печатных. При спросе  на электронные учебники легко  можно увеличить его тираж,  можно переслать по сети.

     6. Для обеспечения многофункциональности  при использовании и в зависимости  от целей разработки электронные  учебники могут иметь различную  структуру. Например, для использования  на уроках можно создавать  электронный учебник, поддерживающий школьную программу по конкретному предмету и учебный материал подавать согласно имеющемуся тематическому планированию. Можно разрабатывать электронный учебники без привязки к тематическому планированию, а просто следуя учебному плану по конкретному школьному курсу. 

     В любом учебнике (электронном и  печатном) выделяются две основные части: содержательная и процессуальная. В КСПК к ним добавляются еще две части: управляющая и диагностическая.

       Содержательная часть КСПК включает следующие компоненты: познавательный, демонстрационный; процессуальная часть включает компоненты: моделирующий, контрольный, закрепляющий.

       Познавательный компонент направлен  на передачу знаний обучаемому. Это, как правило, текстовая  информация.

     Демонстрационный  компонент поддерживает и раскрывает содержательный.

     Моделирующий компонент позволяет применять знания к решению практических задач, моделировать изучаемые явления, процессы.

     Контрольно-закрепляющий компонент определяет степень усвоения учащимися изучаемого материала.

     Управляющая часть представляет собой программную оболочку КСПК, способную обеспечить взаимосвязь между его частями и компонентами.

     Диагностическая часть хранит статистическую информацию о работе с конкретными программами.

     Технология  создания КСПК достаточно трудоемка и включает следующие этапы:

• определение целей и задач разработки;
• разработка структуры КСПК;
• разработка содержания по разделам и темам дисциплины;
• подготовка сценариев отдельных структур КСПК;
• программирование;
• апробация;
• корректировка содержания КСПК по результатам апробации;
• подготовка методического пособия для пользователя.

     Отправной точкой в создании КСПК являются дидактические цели и задачи, для достижения и решения которых используются информационные технологии.

     В зависимости от целей обучения КСПК могут быть следующих типов:

• предметно–ориентированные КСПК;
• для изучения отдельных предметов общеобразовательного цикла в конкретном классе;
• предметно–ориентированные КСПК для изучения отдельных разделов предметов общеобразовательного цикла при сквозном изучении учебного материала;
• предметно–ориентированные электронные тренажеры с наличием справочного учебного материала;
• электронные автоматизированные системы развития способностей.

     Структура в общепринятом понимании (от лат. struktura – строение, расположение, порядок) – совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность. Исходя из этого определения при разработке КСПК необходимо первоначально выработать его структуру, порядок следования учебного материала, вид навигации по разделам, сделать выбор основного опорного пункта будущего учебника. КСПК позволяет всю тему освоить в интерактивном режиме в удобные для обучающегося сроки и самостоятельно проверить свои знания.

     Все структурные единицы КСПК и их компоненты взаимосвязаны, находятся в общей программной оболочке. Каждый компонент в указанных разделах КСПК доступен для пользователя из любого другого компонента.

     Понятие о содержании КСПК является частью понятия содержания образования, под которым понимается система знаний, умений, навыков, овладение которыми обеспечивает развитие умственных способностей студентов.

     При разработке содержания отдельных тем  необходимо ранжировать учебный материал:

• по степени сложности восприятия;
• по степени сложности подачи.

     Познавательный интерес в педагогической практике рассматривают часто как средство активизации познавательной деятельности учащихся, эффективный инструмент преподавателя, позволяющий ему сделать процесс обучения привлекательным, выделить в обучении те аспекты, которые могут привлечь к себе непроизвольно внимание учеников, заставят активизировать их мышление, волноваться, переживать.

     Сценарий  КСПК – это покадровое распределение содержания учебного курса и его процессуальной части в рамках программных структур разного уровня и назначения.

     Процессуальная  часть включает в себя все то, что необходимо представить на экране монитора для раскрытия и демонстрации содержательной части.

     Программные структуры разного уровня – это компоненты мультимедийных технологий: гипертекст, анимация, звук, графика и т.п. Использование этих средств носит целенаправленный характер: для активизации зрительной и эмоциональной памяти, для развития познавательного интереса, повышения мотивации учения.

     Следующим этапом при создании КСПК является его программирование. В этой работе участвуют: постановщик курса, программисты, программисты-дизайнеры, психолог. Эта работа начинается с создания основных шаблонов кадров будущего КСПК; они различаются в зависимости от назначения кадра: разместить в нем познавательный материал, подкрепить его рисунком, анимацией, графиком и т. п. Иной вид имеет шаблон кадра для заданий, тестов. После создания основных шаблонов кадров процесс программирования упрощается, делается более целенаправленным.

     После создания КСПК необходимо, чтобы она была апробирована преподавателями, учителями-предметниками. Это делается первоначально на практических семинарах, затем – на курсах повышения квалификации соответствующего профиля учителей в институтах повышения квалификации. Мнение таких людей о КСПК, их замечания крайне важны для разработчиков; их учитывают, на их основе вносят в курс корректировки. А после КСПК необходимо апробировать в условиях реального учебного процесса. Во время апробации выявляются отдельные незамеченные разработчиками ошибки, некорректность, неудобства в эксплуатации и т.п.

     По  результатам апробации проводится корректировка программ КСПК. Эта работа может касаться и сценарной линии КСПК, её структуры; она касается и неточностей и ошибок в ответах при работе с заданиями и т.п.

     Завершает работу по созданию КСПК подготовка методического пособия для преподавателя. Оно может содержать следующие материалы: содержание отдельных программных модулей; задания, тесты, предлагаемые после изучения каждой темы; примерное тематическое планирование с указанием места использования данной КСПК; инструкцию для работы с КСПК; необходимую конфигурацию компьютера для инсталляции КСПК. Пособие может быть записано на электронном носителе, либо издано на бумажном носителе.

     Отмеченные  отличительные особенности КСПК позволяют сделать вывод о том, что они являются эффективным средством обучения, позволяющим убедительно и на более высоком уровне реализовать основные принципы дидактики и при их создании необходимо опираться на современные информационные технологии, к которым относятся: анимация, многоуровневые и многовариантные задания, гипертекст, мультимедиа, гипермедиа и т.д., – то, что обеспечивает адаптивность её содержательной части для различных кругов пользователей.

• 1.3 Электронная поддержка курса как один из уровней дистанционного обучения

      Обсуждается идея доступности текстовых материалов для обучающихся по какой-либо дисциплине в любое удобное для них время. Дистанционные технологии идеально подходят для системы переподготовки и повышения квалификации: курсы повышения квалификации. Эти технологии имеют не очень большую продолжительность (объем), предметную и практическую ориентированность, слушатели курсов обладают большой мотивацией к лучшему изучению материалов курса и овладению навыками.

      Современные тенденции образовательного процесса в высшей школе определяются общими социальными процессами. Высшая школа, призванная формировать профессионала, развивающего свою отрасль, определяет выпускника как человека с целостным  пониманием профессиональных процессов, умением организовать себя и других, обладающего творчеством, собственным мировоззрением, понимающим многогранность и глубину человеческой личности как фактора любого социального развития, осознающему себя, свое предназначение и способного к саморазвитию. Это не просто актуальные штрихи к портрету современного человека, это качественно новый уровень опыта личности, формирование которой возможно средствами новой педагогики.

      С одной стороны, мы имеем резкое увеличение потребности в специалистах с высшим образованием, с другой – изменившееся общество затребует и иную организацию обучения, в большей степени учета запросов студента в противовес школярской форме подачи знаний. Становится ясно, что больший эффект профессионального образования будет достигнут, если оно будет развернуто на решение профессиональных проблем растущего специалиста, будет вписано в его жизнь, придет на его рабочее место, впишется в график его работ. Речь идет об использовании дистанционных технологий в образовании, отражающем современные требования потребителя.

      Дистанционное обучение, являясь атрибутом нового информационного общества – не самоцель, а форма реализации открытого образования и она возможна только с использованием новых технических и технологических средств. Более того, новые технические и технологические средства могут дать эффект, если будут использоваться для реализации новых современных принципов образования людей.

      Кажется, что в педагогике ничего не меняется и человека всегда сначала надо организовать на обучение, затем предложить информацию воспринять и обдумать, затем освоить способы применения новых знаний и подвергнуть контролю (самоконтролю). Однако, прохождение этих стадий может быть принципиально различным. Исторически выделяются несколько качественно отличных типов педагогических процессов. Это понятие ввел М.Н. Скаткин, предложив следующие типы учебного процесса: догматический, объяснительный (созерцательный), продуктивный. Отметим здесь лишь то, что понятие тип вбирает в себя весь антураж особенностей организации образовательного процесса, отличающийся принципиально иным стилем взаимодействия учителя и ученика, формирующий разные уровни личности. Стержнем его является деятельность студента.

      Переход от групповых потоков как единицы  организации учебного процесса к потокам по дисциплинам, на которые записываются студенты в соответствии с их индивидуальными учебными планами не просто потребует коррекции методики и позиции студента, это новый тип педагогики высшей школы с новой системой управления (реконструкции комплексной информационной системы вуза, системы оплаты педагога, системы финансового планирования расходов на учебный год, установление иных отношений преподавателя и студента, фактического перехода на технологию дистанционного обучения для студентов очной формы).

      При всей глобальности перехода, уже сейчас прочитываются реальные постепенные  шаги, но нужна разработка комплексной  программы перехода на новый субъектно–ориентированный образовательный процесс. Кстати, именно он и может называться «современным обучением в вузе». Требуются изменения методики (лекции становятся более обобщенными, проблемными, в большей степени организуют и направляют работу студента, нежели сообщают ему новую информацию) и изменения дидактического обеспечения (обязательными становятся рекомендации–руководства студенту по самостоятельному изучению дисциплины, каждого нужно обеспечить учебником или учебным пособием, желательно в электронном варианте, возможно с элементами программированного обучения), и новой позиции самого обучаемого, что является самым трудным (желание и готовность учиться самостоятельно).

      Термины дистанционного образования официально закреплены Приказом МО РФ ¹ 4452 «Об  утверждении Методики применения дистанционных  образовательных технологий (дистанционного обучения) в образовательных учреждениях высшего, среднего и дополнительного профессионального образования Российской Федерации» от 18.12.2002 и последним вариантом проекта Лицензионных требований к условиям осуществления образовательного процесса в вузе с применением дистанционных образовательных технологий по образовательным программам высшего профессионального образования.

      Согласно  этим документам различают Кейсовую, Интернет (сетевую)–технологию и Телекоммуникационную технологии. Общими требованиями к ведению образовательного процесса с использованием дистанционных технологий является наличие всех компонентов учебно–методического комплекса в электронном варианте (ЭУМК – электронный учебно-методический комплекс) и организованная самостоятельная работа студентов по изучению дисциплины.

      Базой для становления дистанционного обучения является наличие всех учебно-методических материалов на электронных носителях – КСПК как первый уровень дистанционного обучения. Приведем описание кейсовой и сетевой технологий. Заметим, что кейсовая технология может рассматриваться как этап создания сетевой, поэтому акценты в требованиях сделаны на электронные носители и электронные средства доставки пакета учебно-методических материалов, в частности «кейсы» могут быть усилены электронными версиями учебных текстов в Системе дистанционного обучения.

      Кейсовая  технология дистанционного обучения основана на предоставлении обучающимся информационных образовательных ресурсов в виде индивидуальных наборов учебно–методических материалов (кейсов) с использованием различных видов носителей информации. Доставка материалов обучающимся при этом осуществляется разнообразными способами. Автономный пакет электронных ресурсов по дисциплине и выстроенная система самостоятельной работы студента, рассчитана на то, что в принципе студент сможет освоить курс, пользуясь кейсом с минимальным аудиторным контактом с преподавателем.

      Сетевая технология (интернет) дистанционного обучения основана на том, что все  образовательные возможности открыты авторизованному удаленному пользователю в сети, включая решение организационных вопросов. Программное оснащение позволяет включаться в образовательный процесс дистанционно: контакты студентов друг с другом и с преподавателем в виртуальной среде, очные контакты участников образовательного процесса при всей их значимости становятся второстепенными.

      Выделение трех уровней дистанционного обучения – электронной поддержки курса, кейсовой технологии, сетевой технологии – принципиально. Анализ практики организации дистанционного обучения показывает, что в соответствии с этими уровнями удачно разбиваются технологическое (программное) оснащение, требования к учебно-методическим материалам, методике организации изучения дисциплин, требования к профессорско-преподавательскому составу, реализующему его, а также нормативы материально-технического оснащения учебных мест, филиалов, представительств.

      Итак, внедряя постепенно элементы системы  дистанционного обучения, мы начали с  обеспечения учебного процесса электронной  поддержкой учебно-методическими материалами, стремясь достичь большего применения элементов сетевого обучения, при котором студенты и преподаватели могут находиться в аудитории, в доме, офисе независимо от местонахождения, главное – иметь ПК и выход в интернет. Обучение с помощью сетевых технологий возможно в любых формах обучения и на всех уровнях получения образования от довузовского до послевузовского.

      В целом, мы видим перспективы использования  дистанционных технологий обучения в обеспечении информационной поддержки традиционного образования, что придает ему современность. Главной и наиболее востребованной сферой применения «электронного обучения» является повышение квалификации работающих сотрудников на их рабочих местах, обеспечение инструктивной поддержки используемых ими технологий, корпоративное обучение. 
 


• 1.4 Методика дидактического проектирования КСПК

      Термин "Электронное обучение" используется в России еще сравнительно редко. Однако в странах Северной Америки  и Западной Европы аналоги этого  термина (Electronic Learning, Electronic Tutoring или сокращенные E–learning, E–tutoring) в последние годы применяются очень широко. Они интегрируют ряд терминологических понятий в сфере применения современных ИКТ (Информационных и Коммуникационных Технологий) в образовании, таких как мультимедиа, обучение на основе web–технологий, онлайн–обучение и т.п. Постепенно эти термины вытесняют термин Distance Learning – аналог широко известного и модного ныне в России термина "Дистанционное обучение (ДО)". Связано это с применением ИКТ в современных системах ДО и с широким внедрением технологий ДО в традиционных университетах. Таким образом, стираются грани между обучением на расстоянии и непосредственно внутри университетских кампусов. И эту интеграцию дистанционной и традиционной организации учебного процесса более адекватно отражает термин "Электронное обучение".

      Глобальной, общей проблемой электронного обучения является создание и эффективное  использование информационно-образовательной среды на основе ИКТ. В дидактическом плане существуют три наиболее важных частных проблемы разработки и использования такой среды:

     1) организация самостоятельной когнитивной деятельности обучающихся;

     2) организация индивидуальной поддержки  учебной деятельности каждого  обучающегося преподавателями;

      3) организация групповой учебной работы обучающихся (дискуссий, совместной работы над проектами и т.п.).

      КСПК (компьютерные системы поддержки курса), предназначены для решения первой из этих проблем. В состав этой системы входят теоретические основы электронных средств поддержки обучения, технология их подготовки и учебные проблемно-ориентированные комплексы. В данном параграфе рассматриваются концептуальные основы КСПК.

      В развитии электронных средств поддержки  самостоятельной когнитивной деятельности можно выделить следующие компоненты:

• печатные материалы, учебное ТВ – 70–е годы;
• учебные ППП (САПР, АСНИ и т.п.) – 80–е годы;
• электронные учебники, тестовые компьютерные системы – 90–е годы;
• виртуальные учебные лаборатории – 2000–е годы.

      Каждый  из этих компонентов обеспечивает поддержку  лишь какого–либо одного этапа когнитивной деятельности. В КСПК реализуется комплексный подход, основанный на создании и использовании учебных мультимедиа комплексов (УМК), обеспечивающих поддержку на всех основных этапах когнитивной деятельности.

      В основу психолого-педагогической модели УМК КСПК положено условное разделение совокупности усваиваемых знаний, умений, навыков (ЗУН) на две части: артикулируемую и неартикулируемую. Артикулируемая часть ЗУН может быть представлена в виде информации и передана обучающимся с помощью компонентов УМК декларативного типа. Неартикулируемая часть ЗУН представляет собой различные формы личностного опыта (умения, интуицию, навыки), которые могут быть сформированы у обучающихся в ходе их самостоятельной деятельности по решению учебных задач при поддержке компонентов УМК процедурного типа.

      Различные компоненты УМК могут быть объединены, исходя из их дидактического потенциала, в четыре группы.

      Первая  группа включает средства декларативного типа – печатные материалы (которые могут быть представлены и в виде обычных компьютерных файлов), аудио- и видеокассеты. Дидактический потенциал этих компонентов УМК – первоначальное знакомство с учебным материалом (его восприятие).

      Вторая группа компонентов учебного комплекса также относится к средствам декларативного типа. Это электронные учебники и тестовые компьютерные системы, основные дидактические функции которых – осмысление, закрепление и контроль знаний.

      В третью группу компонентов УМК могут входить интеллектуальные тренажеры, виртуальные лаборатории и другие подобные компьютерные системы, отличительными особенностями которых являются математические модели изучаемых объектов или процессов и дидактический интерфейс, поддерживающий учащихся при решении специально подобранных учебных задач в режиме управляемого детерминированного исследования. Основное дидактическое назначение этих средств поддержки обучения – формирование и развитие неартикулируемой части ЗУН (профессионально-ориентированных умений, навыков, интуиции).

      Четвертую группу составляют компьютерные системы  автоматизации профессиональной деятельности или их учебные аналоги: пакеты прикладных программ, CALS-системы и т.п. Они могут использоваться обучающимися для решения различных задач по изучаемой теме, возникающих, например, в ходе курсового или дипломного проектирования. Процесс учебной работы проходит при этом в режиме свободного исследования и близок по своему характеру к профессиональной деятельности специалиста.

      Анализируя рассмотренные группы компонентов УМК с позиций одного из ведущих дидактических принципов – принципа активности и самостоятельности обучающихся, можно выделить ряд элементов, требующих от обучающихся самостоятельных осознанных актов в ходе учебной деятельности:

• в первой группе – это самостоятельный выбор обучающимися учебного материала;
• во второй группе – выбор учебного материала и режимов учебной работы, ответы на вопросы и выполнение упражнений, управление мультимедиа иллюстрациями (flash, vrml, видео, аудио);
• в третьей группе – выбор заданий из сборника, генерация эвристических решений, выбор алгоритмов и настройка их параметров, анализ результатов и корректировка решений и т.п.;
• в четвертой группе – формулировка задач и планирование этапов их решения, построение математических моделей, выбор и настройка алгоритмов, анализ результатов, корректировка математических моделей, переформулировка исходных условий и формулировок задач и т.п.

      Таким образом, роль и значимость активных элементов учебной деятельности возрастает от первой группы к четвертой, как в количественном, так и в качественном отношении. При этом функциональное назначение классифицированных групп УМК четко соответствует психологически обоснованной последовательности этапов познавательной деятельности:

• восприятие;
• осмысление и фиксация знаний;
• формирование личностного опыта (умений, навыков, профессионально-ориентированной интуиции);
• проектно-исследовательская, поисковая учебная деятельность.

      Важно также подчеркнуть, что в рассмотренной классификации реализуются и другие основополагающие дидактические принципы, такие как доступность, систематичность и последовательность, преемственность, наглядность, прочность, связь теории с практикой, профессиональная направленность обучения, индивидуальный подход к обучаемому.

      Методика  дидактического проектирования КСПК. Эта методика состоит из следующих этапов:

     1) построение модели содержания  учебного материала, определяющей  его структуру и целевые показатели  процесса обучения;

    2) формирование модели освоения учебного материала, определяющей навигацию по нему;

    3) формирование состава комплекса; 

    4) подготовку текстов и эскизов  иллюстраций учебного пособия; 

    5) подготовку текстов, эскизов графических  иллюстраций, контрольных вопросов, сценариев анимаций и видеоклипов для электронного учебника;

    6) построение сценариев дидактических  интерфейсов тренажеров, автоматизированных  лабораторных практикумов и учебных  пакетов прикладных программ.

      Ключевыми компонентами методики являются модель содержания и модель освоения учебного материала.

      Построение  модели содержания представляет собой  способ структуризации учебного материала, основанный на разбиении его на учебные  элементы и наглядном представлении  его структуры в виде иерархического графа. В состав модели содержания входит также таблица учебных элементов, в которой для каждого элемента формулируются требования (целевые дидактические показатели) по его представлению и усвоению. Модель содержания учебного материала позволяет уже на начальной стадии проектирования КСПК:

• четко определить содержание учебного материала и цели обучения;
• представить содержание в наглядном и обозримом виде;
• привлечь экспертов для обсуждения полноты содержания и целевых показателей уже на начальной стадии проектирования;
• обеспечить четкую преемственность учебных дисциплин;
• определить состав КСПК;
• сформировать системное (целостное) представление содержания учебного материала, как у разработчиков, так и у пользователей КСПК (преподавателей и учащихся);
• сформулировать требования к типу, количеству и последовательности упражнений для осмысления и закрепления теоретического материала.

      Модель  освоения учебного материала определяет последовательность изучения его учебных элементов и логические связи между ними. В состав модели освоения входят матрицы отношений очередности и логических связей учебных элементов, последовательность их изучения, граф логических связей учебных элементов. Модель освоения учебного материала определяет дидактически обоснованную последовательность его изложения, варианты траекторий его освоения, логические связи при построении гипертекстов.

      Автоматизация на основе применения компьютеров и  вычислительных сетей проникает  во все сферы жизни современного общества, связанные с использованием и переработкой информации. В первую очередь, информатизация на базе автоматизированных систем затронула процессы в производственной сфере. Появились автоматизированные системы проектирования, управления производством. технологическими процессами и др. В настоящее время все заметнее становится тенденция к информатизации сферы образования, особенно в связи с переходом к постиндустриальному обществу. Создаются электронные учебники, разрабатываются автоматизированные системы обучения, организуются виртуальные университеты, обсуждаются вопросы дистанционного образования.

      Однако  в силу очевидной сложности формализации процессов обучения и из-за новизны Internet-технологий эти проблемы находятся на начальной стадии своего решения, возможности современных информационных технологий используются в малой степени. Революционные изменения в сфере образования грядут по следующим причинам.

      Первая  причина связана с образовательными потребностями в постиндустриальном обществе. Нужны маршруты (траектории) обучения, соответствующие конкретным условиям, запросам и индивидуальным особенностям обучаемых. Сегодня электронные (сетевые) учебники отражают представления авторов, инвариантные к таким особенностям. Это соответствует стандартам традиционной системы образования. Однако в рамках концепции будущего открытого образования, осуществляемого по дистанционным технологиям, можно предвидеть появление большого числа пользователей, которых не удовлетворят существующие неадаптированные учебники.

      Вторая  причина связана с тенденциями  развития информационных технологий, открывающих новые возможности  в интеллектуализации автоматизированных систем и их пользовательского интерфейса. Глобальная сеть Internet открыла доступ к информационным серверам, находящимся в различных точках земного шара. Растет пропускная способность сетей, позволяя территориально разобщенным людям беседовать в реальном масштабе времени. Продолжает действовать так называемый закон Мура, по которому производительность ЭВМ увеличивается в два раза каждые полтора года. В конце 2000 г. корпорация Intel представила новый процессор Pentium 4 с частотой 1,5 ГГц. Дальнейший рост быстродействия позволит уже в ближайшее время создавать модели окружающей нас обстановки с сотнями предметов, с учетом влияния предметов друг на друга, с имитацией их перемещений, с включением в наблюдаемую на экране дисплея картину виртуальных собеседников. Все это открывает беспрецедентные возможности перед сферой образования в доступе к учебной информации и оптимизации форм ее представления.

      Однако  по мере расширения компьютеризации  учебного процесса все заметнее становится дисбаланс между техническими возможностями хранения, передачи информации в телекоммуникационных сетях и ее представления в различных формах для воздействия на органы чувств человека, с одной стороны, и требованиями к содержанию информации в сетевых серверах, к структурированию знаний и избирательного доступа к источникам знаний, с другой. Информационное наполнение сетевых серверов и эффективное управление знаниями является главной и, в то же время, наиболее трудной для реализации задачей в проблеме создания информационно-образовательных сред в компьютерных сетях.

      Использование современных инструментальных средств  расширяет возможности представления  учебного материала в нужной форме  и облегчает работу студентов  с созданным КСПК. Однако собственно работа авторов по подбору материалов и их изложению, определяющая содержание учебника, остается традиционной. В результате традиционного подхода сроки написания учебников остаются излишне большими, а их содержание оказывается ориентированным на условия обучения, усредненные по запросам обучаемых и уровню их предварительной подготовки без учета индивидуальных особенностей каждого студента.

      В то же время по большинству предметов  в современной системе образования  имеется несколько пособий разных авторов, изданных разными вузами, эти пособия текстуально различны, но по своему содержанию во многом дублируют друг друга. Адаптация содержания пособий к конкретным запросам на образовательные услуги не предусматривается.

      Создание  КСПК на основе преобразования таких пособий не может в достаточной мере удовлетворить требования, предъявляемые к учебным материалам. В частности, значительные усилия приходится затрачивать на сопровождение каждого КСПК, особенно в динамично развивающихся приложениях. Причем внесение в КСПК изменений и дополнений в соответствии с авторским правом разрешается только самим авторам, что не всегда осуществимо.

      Разработка  содержания КСПК, адаптированных под конкретные запросы, оказывается существенно проще при наличии информационных моделей предметных областей (приложений) и специальных предметных баз знаний в виде сетевых энциклопедий.

      Структурирование  учебного материала заключается  в его разделении на модули. Каждый модуль дополняется спецификацией, включающей интерфейсные и регистрационные  атрибуты. Интерфейсные атрибуты служат для согласования данного модуля с другими модулями в составе КСПК и включают списки терминов, специфичных для данной предметной области и используемых символических обозначений величин. Особо выделяются термины и понятия, определяемые в модуле. Примерами регистрационных атрибутов могут служить имена авторов модуля, даты внесения изменений, данные о сертификации модуля и т.п.

      

• 1.5 Средства разработки компьютерных систем поддержки курса

     Современные КСПК представляют собой тематически организованные тексты со множеством иллюстраций, таблиц и даже мультимедийными возможностями. Нередко в КСПК авторы включают элементы самоконтроля обучающихся на основе тестов. Обычно такие тесты довольно примитивны и их трудно использовать, например, для зачетного аудиторного тестирования.

     Разработка  КСПК – весьма дорогостоящая работа. Эту работу выполняют с помощью  инструментальных средств.

     Инструментальные  средства – программное и информационное обеспечение, используемое для представления  учебных материалов в форме, требуемой для использования в ИОС. По типу применяемых инструментальных средств различают технологии разработки сетевых курсов.

     Существуют  разные классификации средств разработки КСПК. В данной выпускной квалификационной работе рассматриваются две наиболее распространенные.

     Первая  классификация делит инструментальные средства на две группы:

• общедоступные средства, ориентированные на Web–технологии и не использующие дорогостоящих специальных средств;
• инструментальные средства, специально ориентированные на разработку сетевых курсов.

     В первую группу входят сравнительно недорогие  или свободно распространяемые программные  продукты. К ним относятся, например, редакторы HTML текстов, графические  редакторы, конверторы форматов данных, возможно также применение средств создания аудио- и видеофрагментов. В этой технологии удается минимизировать первоначальные финансовые затраты, квалифицированные пользователи могут модернизировать и адаптировать созданные сетевые курсы. Однако создание сетевых курсов характеризуется при этом повышенными затратами времени.

     Более быстрое создание сетевых курсов осуществляется с помощью интегрированных  инструментальных сред, примерами которых  могут служить Learning Space фирмы Lotus, ToolBookII компании Asymetrix, WebCT университета Британской Колумбии, AuthorWare компании Macromedia и др. Имеющиеся в инструментальной среде средства позволяют решать вопросы представления учебного материала с выбором типов шрифтов, палитры цветов, расположения и насыщенности графических фрагментов, анимации, звукового сопровождения и т.п. в соответствии с рекомендациями, обеспечивающими продуктивную работу пользователей.

    Вторая  классификация делит средства разработки КСПК на группы, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с указанным критерием инструментальные средства разработки КСПК подразделяются на:

• традиционные алгоритмические языки;
• инструментальные средства общего назначения;
• средства мультимедиа;
• гипертекстовые и гипермедиа средства.

    В качестве технической базы для каждой из выделенных группы средств имеется  в виду IBM совместимые компьютеры, как наиболее распространенные в нашей стране и имеющиеся в распоряжении университета.

    Характерные черты КСПК, созданных средствами прямого программирования:

• разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура ЭУ, способ подачи материала и т.д.);
• сложность модификации и сопровождения;
• большие затраты времени и трудоемкость;
• отсутствие аппаратных ограничений, т.е. возможность создания КСПК, ориентированного на имеющуюся в наличие техническую базу.

    Инструментальные  средства общего назначения (ИСОН) предназначены для создания КСПК пользователями, не являющимися квалифицированными программистами. ИСОН, применяемые при проектировании КСПК, как правило, обеспечивают следующие возможности:

формирование  структуры КСПК;

ввод, редактирование и форматирования текста (текстовый редактор);

подготовка  статической иллюстративной части (графический редактор);

подготовка  динамической иллюстративной части (звуковых и анимационных фрагментов);

подключение исполняемых модулей, реализованных  с применением других средств разработки и др.

    К достоинствам инструментальных средств  общего назначения следует отнести:

• возможность создания КСПК лицами, которые не являются квалифицированными программистами;
• существенное сокращение трудоемкости и сроков разработки КСПК;
• невысокие требования к компьютерам и программному обеспечению.
• Вместе с тем ИСОН имеют ряд недостатков, таких как:
• далеко не дружественный интерфейс;
• меньшие, по сравнению с мультимедиа и гипермедиа системами, возможности;
• отсутствие возможности создания программ дистанционного обучения.

    В нашей стране существует множество  отечественных ИСОН: Адонис, АосМикро, Сценарий, ТесСис, Интегратор и др.

    Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество  экспериментов, выявили зависимость  между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема. Если информация была представлена визуально – около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.

    Итак, мультимедиа означает объединение  нескольких способов подачи информации – текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) – в интерактивный продукт.

    Аудиоинформация включает в себя речь, музыку, звуковые эффекты. Наиболее важным вопросом при этом является информационный объем носителя. По сравнению с аудио видеоинформация представляется значительно большим количеством используемых элементов. Прежде всего, сюда входят элементы статического видеоряда, которые можно разделить на две группы: графика (рисованные изображения) и фото. К первой группе относятся различные рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме. Ко второй – фотографии и сканированные изображения.

    Динамический  видеоряд практически всегда состоит  из последовательностей статических элементов (кадров). Здесь выделяются три типовых элемента: обычное видео (около 24 фото в секунду), квазивидео (6–12 фото в секунду), анимация. Использование видеоряда в составе мультисреды предполагает решение значительно большего числа проблем, чем использование аудио. Среди них наиболее важными являются: разрешающая способность экрана и количество цветов, а также объем информации.

    Характерным отличием мультимедиа продуктов  от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объем, поэтому в настоящее время основным носителем этих продуктов является оптический диск CD–ROM стандартной емкостью 640 Мбайт. Для профессиональных применений существует ряд других устройств (CD–Worm, CD–Rewritaeble, DVD и др.), однако они имеют очень высокую стоимость.

    Гипертекст  – это способ нелинейной подачи текстового материала, при котором в тексте имеются каким-либо образом выделенные слова, имеющие привязку к определенным текстовым фрагментам. Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т.е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук.

    Использование гипертекстовой технологии удовлетворяет  таким предъявляемым к учебникам требованиям, как структурированность, удобство в обращении. При необходимости такой учебник можно “выложить” на любом сервере и его можно легко корректировать. Но, как правило, им свойственны неудачный дизайн, компоновка, структура и т.д.

    В настоящее время существует множество  различных гипертекстовых форматов (HTML, DHTML, PHP и др.).

    При выборе средств создания КСПК необходима оценка наличия:

• аппаратных средств определенной конфигурации;
• сертифицированных программных систем;
• специалистов требуемого уровня.

    Кроме того, необходимо учитывать назначение разрабатываемой КСПК, необходимость  модификации дополнения новыми данными, ограничение на объем памяти и др.

    Благодаря бурно развивающейся технологии средства мультимедиа и гипермедиа становятся достаточно дешевыми, чтобы устанавливать их на большинство персональных компьютерах. Кроме того, мощность и быстродействие аппаратных средств позволяют использовать вышеупомянутые средства.

 

• Выводы
1. Рассмотрены методические достоинства компьютерных систем поддержки курса, учитывающие возможности изучения дисциплины по индивидуальной траектории и осуществляющие оценку уровня обученности.
2. Показано, что методическое обеспечение КСПК – это учебные материалы на различных носителях, включающие  методические рекомендации и консультации по изучению курса рекомендуемые методики преподавания учебной дисциплины  и содержащие структурно-логическую схему изучения дисциплины, методические указания для преподавания отдельных видов учебных занятий, методические разработки учебных занятий, методические рекомендации по изучению конкретных тем дисциплины, рекомендации по подготовке к экзамену (зачету), перечень используемых при проведении учебных занятий технических средств обучения и дидактических материалов и т.д.
3. Методическое обеспечение учебного процесса, независимо от формы обучения, является ключевым инструментом, определяющим качество предоставляемых образовательных услуг. В классическом понимании, КСПК  –  это электронный учебник для учащихся или студентов, в котором систематически излагается материал в определенной области знаний на современном уровне достижений науки и культуры.
4. В КСПК выделяются четыре основные части: содержательная, процессуальная, управляющая и диагностическая.
5. Отправной точкой в создании КСПК являются дидактические цели и задачи, для достижения и решения которых используются информационные технологии.
6. Были показаны отличительные особенности КСПК, что позволяет сделать вывод о том, что КСПК являются эффективным средством обучения, позволяющим убедительно и на более высоком уровне реализовать основные принципы дидактики и при их создании необходимо опираться на современные информационные технологии.
7. КСПК являются также первым уровнем дистанционного обучения. Базой для становления дистанционного обучения является наличие всех учебно-методических материалов на электронных носителях. Ключевыми компонентами методики являются модель содержания и модель освоения учебного материала.
8. Построение модели содержания КСПК представляет собой способ структуризации учебного материала, основанный на разбиении его на учебные элементы и наглядном представлении его структуры в виде иерархического графа.
9. Существуют разные классификации средств разработки КСПК. В данной выпускной квалификационной работе рассматриваются две наиболее распространенные. За основу нами принята вторая классификация, которая делит средства разработки КСПК на группы: традиционные алгоритмические языки; инструментальные средства общего назначения; средства мультимедиа; гипертекстовые и гипермедиа средства.
10. Из рассмотренных средств разработки КСПК наиболее приемлемым является использование гипертекстовой технологии, которая удовлетворяет таким предъявляемым к КСПК требованиям, как структурированность, удобство в обращении. При необходимости такую КСПК можно “выложить” на любом сервере и ее можно легко корректировать.
 

2. Глава 2. Разработка компьютерной системы электронной поддержки курса «Прикладные методы оптимизации»

• 2.1 Особенности структура компьютерной  системы электронной поддержки  курса «Прикладные методы оптимизации»
 


      Прежде  чем представить структуру разработанной  нами КСПК, обратимся к анализу  уже разработанных КСПК: выделим их достоинства и недостатки, что позволит объяснить, с какой целью нами разрабатывалась КСПК.

       Как уже отмечалось, в настоящее время  на мировом рынке имеются тысячи компьютерных программ учебного назначения. Систематический учет таких программ, разработанных в нашей стране, не проводился. Однако в последние годы при вузах России стали создаваться центры новых информационных технологий, которые занимаются разработкой и распространением КСПК. Кроме того, существуют различные фонды компьютерных обучающих программ. Так, например, в фонде Российского НИИ информационных систем (РосНИИ ИС) накоплено более 130 компьютерных программ учебного назначения для Вузов, готовых к их распространению. Анализ каталога этих программ позволяет составить диаграммы их распределения по назначению (рисунок 2.1 – 2.2).

Рисунок 2.1 – Компьютерные программы учебного назначения

Рисунок 2.2 – Диаграмма  распределения КСПК для ВУЗов по назначению

       Как видно из рисунка 2.1, доля КСПК на рынке компьютерных обучающих программ достаточно велика, поскольку КСПК занимают второе место после лабораторных практикумов. В то же время наибольшее количество КСПК, как это показывают данные диаграммы, представленной на рисунке 2.2, разработано сегодня в области технических наук, на второе место выходят естественно-научные дисциплины и математика, на третье – гуманитарные науки.

       Большинство исследователей (Гончаров А. И, Иванов В. Л., Иванцивская Н. Г., Монастырская Т. И., Сибиряков С. В., Сидоркин Ю. М. и др.), представляющих материалы (статьи, тезисы, диссертационные исследования) по созданию и применению КСПК в образовательном процессе, дают достаточно полное описание внешней структуры учебника, т. е. тех его элементов, которые видит пользователь. Ценность КСПК, по их мнению, состоит прежде всего в тематическом содержании. Если это учебник, по содержанию которого в дальнейшем обучающийся должен сдавать зачет или экзамен (что наиболее вероятно), то необходимо, чтобы в нем один и тот же содержательный материал был представлен как минимум в трех видах:

       1. Изложение в виде текста, рисунков, таблиц, графиков и т. п. (т. е.  в обычном «книжном» виде, хотя здесь могут присутствовать и элементы, не свойственные бумажным учебникам, такие, как анимация, видеовставки, звуковые фрагменты, возможность поиска информации по фрагменту текста).

       2. Схемокурс – сокращенное графическо-текстовое  представление содержания учебника, помогающее понять структуру учебного материала, идеи, заложенные в нем, и сопоставляющее отдельные фрагменты содержания учебника с некими графическими образами, способствующими ассоциативному запоминанию.

       3. Тестовая система самопроверки (самоконтроля) – содержание учебного материала в виде вопросов и ответов, предоставляемое слушателю специальной интерактивной системой. Тестовая система самопроверки изначально несет в себе черты соревновательности (с компьютером), игры и поэтому может оказаться для учащегося наиболее интересной частью КСПК. Естественно, что такая тестовая система должна использовать какую-либо базу данных тестов. Оптимальной может быть база данных тестов, созданная авторами учебника. Эта же база данных в дальнейшем может быть использована для проведения экзамена или зачета с помощью экзаменационной системы.

       Такое тройное представление одного и  того же материала способствует повторению материала для его лучшего запоминания.

       Как правило, исследователи (Аленичева  Е., Иванов В. Л., Монастырев Н., Левин  В. М., Лебединская Н. А.) выделяют следующие  структурные элементы КСПК. КСПК должен содержать:

• обложку;
• титульный экран;
• оглавление;
• аннотацию;
• полное изложение учебного материала (включая схемы, таблицы, иллюстрации, графики);
• краткое изложение учебного материала (возможно, в виде схемокурса); по возможности дополнительную литературу (не только список, но и тексты); систему самопроверки знаний; систему рубежного контроля; функцию поиска текстовых фрагментов; список авторов; словарь терминов; справочную систему по работе с управляющими элементами КСПК;
• систему управления работой с КСПК.

       КСПК  может иметь:

• функцию закладки;
• функцию блокнота.

       Так, Иванов В. Л. считает, что необходимо реализовывать следующее требование к оформлению КСПК: все материалы  КСПК и его программное обеспечение  должны содержаться на одном лазерном диске, обеспеченном автозапуском. На жестком диске пользователя могут находиться только данные и информация, которые создает сам пользователь. Не должны иметь место никакие инсталляции с переносом программ и информации КСПК с лазерного диска на жесткий диск пользователя, поскольку при большом количестве учебников это ведет к весьма ощутимому засорению диска пользователя.

       Рассмотрим  более подробно, что должны представлять перечисленные нами выше структурные  элементы КСПК, с точки зрения создателей.

       Обложка должна быть по возможности красочной. Для этого следует оформить ее с помощью графических вставок и фонов. Для выставочных образцов КСПК можно оформить обложку с помощью анимации, видеовставок или прокручивающейся аннотации учебника.

       Титульный экран должен содержать название КСПК, информацию о вышестоящей организации (например, о министерстве), авторских правах, аттестованности КСПК, дате издания, организации – разработчике КСПК, местоположении информации об авторах и т. п.

       Оглавление  представляет собой очень важный структурный элемент КСПК. С одной стороны, оно должно быть достаточно подробным, чтобы обеспечивать оперативный доступ к сравнительно небольшим содержательным частям КСПК, с другой стороны, максимально обозримым, т. е. находиться на одном экране. Практика показывает, что таким требованиям, как правило, удовлетворяет двухуровневое оглавление (разделы и подразделы). В тех случаях, когда наименования разделов и подразделов не слишком «тяжелы», на одном экране можно просматривать наименования примерно 10 разделов и 100 подразделов. В случае организации оглавления со сменными списками подразделов можно считать, что один экран оглавления позволяет осуществлять доступ к 10 разделам и 100 подразделам на одном экране.

       Кроме того, оглавление должно обеспечивать доступ:

• к системе самопроверки знаний;
• к системе рубежного контроля;
• к функции поиска части содержания учебника по текстовому фрагменту;
• к словарю терминов и определений;
• к списку дополнительной литературы.

А также иметь элементы управления, позволяющие:

• переходить к любой части учебника;
• заканчивать работу с учебником;
• возвращаться к титульному листу.

       Наличие аннотации – это хороший тон при создании любой КСПК. Аннотация может быть помещена непосредственно на обложке КСПК.

       Полное изложение учебного материала. Необходимое условие создания хорошей КСПК – наличие в нем полного учебного материала, а именно текста, графиков, таблиц, иллюстраций, анимационных и видеовставок, звуковых фрагментов. На каждой странице КСПК в явном виде должны быть представлены только текст, небольшие графические элементы, вставленные непосредственно в текст, краткое содержание текущей страницы (возможно, в виде блок-схемы), а также элементы управления процессом изучения материала.

       Как считают разработчики КСПК, возможно, было бы правильнее размещать все графические составляющие содержания непосредственно по контексту, но, во-первых, это зачастую недостижимо (даже для бумажных учебников), во-вторых, это в значительной степени ухудшает формализацию процедуры формирования КСПК и, следовательно, уменьшает степень автоматизации ее разработки. Все крупные графические элементы страницы должны появляться на экране с помощью вызова по гиперссылке. При их появлении на экране они, по возможности, должны размещаться таким образом, чтобы не загораживать ту часть текста, которая относится к их описанию. Хорошее решение проблемы – создание возможности перемещать графические элементы в нужную часть экрана с помощью мыши.

       При дистанционном обучении КСПК может  сопровождаться и учебным материалом на бумаге, дублирующим содержание КСПК. Однако, при непосредственной работе с КСПК и, в частности, с системой самопроверки может появляться необходимость оперативно находить ответы на вопросы, интересующие обучающегося. Кроме того, наличие в КСПК полного учебного материала может сделать ее совершенно достаточной для процесса обучения. Благодаря гиперссылкам в тексте на различные термины и определения, иллюстрации, таблицы, графики и т. п. такая КСПК является гораздо более удобной для процесса обучения, чем бумажный материал, а ее компактность и сравнительная дешевизна делают ее предпочтительной для обучающихся с помощью электронно-вычислительной техники.

       Особо разработчики КСПК выделяют наличие  гиперссылок. Под этим термином в  учебнике они подразумевают некое выделение в тексте (цветом, шрифтом, формой курсора при наведении курсора на область гиперссылки), дающее возможность получить на экране дополнительную или поясняющую информацию, которая в данный момент не может присутствовать на экране из-за его перегруженности основной информацией. Еще одна причина использования гиперссылок в тексте – многократное обращение к одним и тем же информационным объектам из разных мест в КСПК. Не следует использовать, с их точки зрения, гиперссылки для переходов на другие страницы учебника, которые, возможно, также содержат гиперссылки с переходами на третьи страницы, и т. д. Такое «удобство» нарушает последовательность изложения материала КСПК и приносит больше вреда, чем пользы. Возможно, такое применение гиперссылок хорошо для представления энциклопедий, справочников и т. п., но не КСПК, содержание и организация которых должны провести обучающегося по некоторому заранее определенному маршруту усвоения знаний.

       Размещение  полного учебного материала в КСПК чревато большим количеством страниц. Если создавать каждую страницу с индивидуальным оформлением, то такая процедура разработки КСПК потребует массу времени. Если же ограничиться простым размещением текста в текстовых полях страниц, то эта процедура может быть достаточно просто автоматизирована. Кроме того, достаточно легко автоматизировать создание в тексте гиперссылок. Маленькие же графические фрагменты могут быть помещены непосредственно в текст.

       Структура рядовой страницы КСПК включает в  себя:

• область отображения местоположения страницы в содержательной части учебника (номер страницы в КСПК или текущем подразделе, наименования учебной дисциплины, раздела, подраздела);
• одно или несколько текстовых полей. Желательно, чтобы эти поля не имели линеек прокрутки – это затрудняет процесс чтения. Текст может включать небольшие графические вставки (формулы, графики, таблицы и т. п.), содержать гиперссылки, шрифтовые и цветовые выделения и т. п.;
• область для краткого изложения учебного материала страницы (лучше в графическом виде – в виде схемокурса);
• область для размещения элементов управления на странице (кнопки перехода на предыдущую страницу, последующую страницу, на оглавление, кнопка вызова подсказки);
• большие иллюстрации и большие таблицы, относящиеся к тексту страницы, либо хранятся в ресурсах КСПК (если они вызываются на экран с разных страниц КСПК), либо находятся на других страницах КСПК. Они отображаются на экране через гиперссылки в тексте или с помощью специальных кнопок на текстовой странице.

       Краткое изложение учебного материала имеет достаточно веские основания для существования в КСПК наряду с полным учебным материалом. В последнее время стало модным представлять краткое содержание учебного материала в виде так называемого схемокурса, т. е. в графическо-текстовом виде, а точнее – в виде структурных блок-схем. Такое представление дает другой ракурс для рассмотрения изучаемого материала. Целесообразно на экране совмещать подачу полного учебного материала с соответствующим его кратким представлением. Естественно, что при этом накладываются довольно значительные ограничения на размер блок-схем и, кроме того, текстовое поле с полным учебным материалом получается, как правило, с прокруткой. Зато наличие одновременно на экране и полного, и краткого содержания учебного материала позволяет как изучать его углубленно, так и быстро просматривать уже изученный материал для его повторения. Более того, такое размещение материала на странице позволяет автоматизировать процедуры внесения его в учебник.

       Дополнительная  литература может присутствовать не только в виде перечня. Предпочтительно иметь вместе с учебником на лазерном диске также и весь текст дополнительной литературы. Однако этот вопрос весьма сложен не только из-за больших объемов информации, но и из-за проблем с соблюдением авторских прав. В итоге учебник может оказаться слишком дорогим.

       Системе самопроверки знаний уделяется особое внимание. Есть соображения, которые позволяют утверждать, что система самопроверки КСПК должна быть всеохватывающей, (конечно, в пределах содержания КСПК), хорошо контролирующей уровень знаний содержания учебника и одновременно обучающей.

       Следует отметить, что эта система должна предоставлять обучающемуся все вопросы, имеющиеся в базе данных вопросов КСПК, в форме, удобной как для их понимания, так и для ответа. Кроме того, система самопроверки должна оценивать качество каждого ответа, вести учет накопленного общего результата и учет времени, затраченного обучающимся в ходе ответов на вопросы.

       Система рубежного контроля может занимать несколько страниц КСПК. Она привязана к системе самопроверки знаний, а точнее, к результатам этой самопроверки. Если обучающийся получил хороший результат в системе самопроверки знаний по одной из тем, то с помощью системы рубежного контроля он может определенным образом сохранить этот результат и предъявить его преподавателю либо инструктору-методисту (тьютору). Вместе с результатом также сохраняются регистрационные данные обучающегося и дата получения результата. В системе рубежного контроля сохранение результата осуществляется в хорошо закодированном виде, что служит гарантией того, что обучающийся выполнил требования самопроверки. Ни он, ни даже тьютор не могут подделать этот результат. Естественно, что система рубежного контроля должна содержать средства раскодирования этого результата для просмотра и преобразования его в обычный текстовый вид. Единственным способом фальсификации такого результата является выполнение самопроверки с помощью посторонних лиц, хорошо знающих учебный материал. Даже использование шпаргалок и учебников в качестве подручного материала не поможет получить удовлетворительный результат. Дело в том, что система самопроверки ограничивает время ответов. Превышение лимитов времени рассматривается системой самопроверки как неудовлетворительный результат. А система рубежного контроля настроена таким образом, что неудовлетворительный результат она не сохраняет.

       Функция поиска текстовых  фрагментов. Наличие такой функции в учебнике обязательно. Такая функция должна допускать ввод довольно длинной строки символов или целого абзаца текста.

       Как правило, список авторов оформляется на отдельной странице учебника и содержит не только список авторов содержательной части учебника, но и список разработчиков его компьютерного варианта. На этой же странице можно разместить полные реквизиты организации – разработчика КСПК.

       Наличие словаря терминов признается сегодня весьма желательным. Конечно, лучше дать все определения терминов с помощью гиперссылок в тексте, однако оформление любой гиперссылки связано с тем, или иным ее выделением в тексте. Текст может оказаться чрезвычайно перегруженным выделениями, поскольку в тексте могут присутствовать также и смысловые выделения и гиперссылки на иллюстрации, таблицы, графики и т. п. Чтение и осмысление такого текста будет весьма затруднено. Поэтому желательно оформить словарь терминов и определений на отдельной странице (или серии страниц). При этом, однако, необходимо обеспечить пользователю возврат из словаря терминов на тот же участок текста, с которого он обратился к этому словарю.

       Для обращения к словарю терминов необходимо на каждой странице учебного материала разместить соответствующую кнопку.

       Справочная  система по работе с управляющими элементами КСПК может представлять собой текстовое поле с описанием всех экранных кнопок и наиболее общих способов манипулирования информацией с помощью указателя мыши и клавиатуры компьютера при изучении содержания учебника.

       Справочная  система должна вызываться практически с любой страницы КСПК, и поэтому ее надо представить на всех страницах КСПК управляющей кнопкой на экране. Щелчок на кнопке должен вызывать на экран текстовое поле со справкой. Общепринято, что с экрана это текстовое поле убирается либо вторичным щелчком по вызывающей кнопке, либо щелчком непосредственно на самом текстовом поле.

       Система управления работой  с КСПК представляет собой совокупность экранных кнопок и текстовых полей с пояснительными текстами, которые обеспечивают обучающемуся доступ ко всем частям КСПК, а также выполнение необходимых действий при работе с системой самоконтроля. Основные требования к элементам управления – понятность, наличие на экране нужных подсказок в нужный момент и, главное, минимальное (только необходимое) количество элементов управления на каждой странице. Следует помнить, что КСПК зачастую могут пользоваться люди, весьма далекие от вычислительной техники. Поэтому система управления работой с КСПК ни для кого не должна представлять трудностей. К основным элементам управления относятся:

• кнопки перехода из оглавления на начало тем;
• кнопки перехода со страницы на страницу вперед и назад;
• кнопка возврата в оглавление;
• кнопка вызова подсказки;
• гиперссылки для вывода на экран иллюстраций, таблиц, графиков и пр. Элементы управления КСПК, имеющие не очевидную и не очень понятную символику, должны обеспечиваться всплывающими подсказками.

       Как правило, перечисленные и охарактеризованные нами структурные элементы КСПК встречаются в той или иной комбинации практические во всех КСПК.

       Кроме того, нам представляется важным обозначить требования, которые предъявляются к той или иной части КСПК.

       Требования к информационной части КСПК в основном совпадают с традиционными требованиями к учебнику:

• формулировки и определения должны быть содержательными, четкими и простыми для понимания;
• объем КСПК должен быть минимально необходимым, но при этом содержать информацию, позволяющую изучить курс. КСПК не должна содержать материал, выходящий за рамки учебной программы;
• учебник должен быть наглядным, снабжен графиками, рисунками, таблицами, схемами и т. д., но не должен быть излишне загроможден ими. Необходимо использование приемов графического выделения выводов и определений, текст и иллюстрации должны составлять единое целое;
• степень абстрактности изложения должна соответствовать возможностям восприятия учащихся;
• КСПК должна освещать значение учебного предмета для будущей профессиональной деятельности студента, содержать практические примеры его использования, являться «возбудителем интереса» учащихся;
• содержание КСПК должно соответствовать современному этапу развития данной области науки, т. е. не включать устаревшего материала, не допускать упрощений и вульгаризации научных концепций, сообщать только достаточно проверенные, утвердившиеся в науке факты и положения;
• КСПК должна быть удобна при подготовке к зачетам и экзаменам, содержать требования к ним;
• порядок и форма записи на экране должны быть максимально приближены к общепринятым. Современные средства компьютерной графики позволяют легко изобразить любые символы, схемы и т. д., аналогичные тем, которыми обычно пользуется преподаватель на лекции. Это облегчит учащимся понимание материала, сделает его более доступным для понимания.

       Требования  к тренажерной  части КСПК являются специфическими, характерными только для компьютерных программ:

• КСПК должна четко определять виды навыков, для освоения которых предназначен тренажер;
• должна быть предусмотрена возможность отмены учащимся ошибочных действий;
• темп продвижения должен определяться самим учащимся. Он должен иметь возможность вернуться к отработке навыков по решению задач, если сочтет, что те освоены им недостаточно. Кроме того, по своему запросу он должен получать справки по теоретическому материалу, дополнительные объяснения по приемам решения задач, поясняющие примеры;
• КСПК должна обеспечивать вызов помощи во всех режимах, кроме контрольного. Помощь не должна быть чрезмерно длинной. Она должна быть конкретной, по существу вопроса. Предлагаемая помощь не должна носить назидательный характер.

       Требования  к контролирующей части КСПК также являются достаточно специфическими, характерными только для компьютерных программ.

• КСПК должна предоставлять возможность ввода ответа в форме, максимально приближенной к общепринятой;
• в КСПК должна быть разработана система оценок каждого действия учащегося. Эта оценка должна быть по существу и не должна носить назидательный характер;
• КСПК должна обеспечить адекватный анализ ответа, отличающий опечатку от ошибки и распознающий правильный ответ в любой из эквивалентных форм его представления;
• КСПК не должна предлагать учащемуся выбрать ответ из списка, содержащего заведомо неверные утверждения;
• КСПК должна обеспечить фиксацию результатов контроля, их сбор, распечатку и статистический анализ. Это в большой степени облегчит работу преподавателя, сделает возможным проверки прочности получаемых учащимся знаний в дальнейшем;
• количество проверочных вопросов и заданий в КСПК должно постепенно возрастать, так как они даются как в целях обеспечения более прочного усвоения каждой вводимой смысловой части учебного материала, так и для проверки усвоения всего раздела или главы в целом.

       Требования  к справочной части КСПК:

• КСПК должна обеспечивать возможность получения необходимой справки при любом режиме работы, кроме контрольного;
• справка должна быть контекстно-зависимой, краткой и четкой;
• в КСПК должна быть обеспечена возможность сохранения и вывода полученной справки;
• должна быть обеспечена возможность получения комплексных справок со сведениями из нескольких различных разделов курса.

       Требования  к методическим указаниям по работе с КСПК:

• методические указания по работе с КСПК должны быть наглядными по форме и исчерпывающими по содержанию.

       Считаем, что представленное нами описание внешней  структуры разрабатываемых КСПК, а также перечень требований к определенным разделам КСПК, позволяет выделить основной недостаток сложившейся ситуации при создании КСПК.

       В основном авторы КСПК ссылаются либо на универсальные среды программирования (Delphi, Visual Basic, Visual C++ и т. д.), либо на среды для создания программ презентационного характера (Macromedia Director, Power Point и т.д.).

       Указанные нами среды не предназначены для  создания КСПК. Их основное назначение презентационное (например, показ картинок с текстом). Мы предлагаем совершенно иной и более простой подход к созданию КСПК, подход, сущность которого заключается в том, что нами создается КСПК с помощью языка разметки HTML и JavaScript, что позволит любому преподавателю самостоятельно (возможно, иногда в случаях затруднений прибегая к посторонней помощи) «писать» свою КСПК по преподаваемой дисциплине. Графическое изображение предложенного нами подхода выглядит следующим образом (рисунок 2.3).

       Опишем, представленное графическое изображение.

       Создание  КСПК происходит путем использования трех блоков. В итоге  КСПК будет представлять собой один или несколько файлов.

Теоретический блок		Практический  блок		Вспомогательный блок
Блок  лекций Представляет  собой гипертекст – текст, картинки, схемы, а также объекты, например, кнопки. В любом месте может содеражаться объект, которой при активизировании (щелчок мышью) выполняет определенное действие, переход по ссылке, запуск аудио-видео файла.		Блок  вопросов для самопроверки Вопросы, привязанные к конкретным местам теоретического блока.		В данном блоке содержится  информация об авторах-составителях, о КСПК, пояснительная  записка, содержание дисциплины, тематический план, литература.
		Блок  тестов Тесты, привязанные к конкретным местам теоретического блока.
		Блок  задач Тесты, привязанные к конкретным местам теоретического блока.
Словарь терминов Толковый  словарь терминов по тематике теоретического блока.

 
 


       Рисунок 2.3 Блочная структура КСПК 


       Для работы с КСПК используется Internet Explorer, который предоставляет обучаемому доступ к структурам учебника: теоретической части, практической части, словарю терминов, тестам.

       Теоретический блок представляет собой гипермедиа среду – текст картинки, объекты. В любом ее месте может содержаться объект, который при активизировании (щелчок мышью) выполняет определенное действие: переход по ссылке, запуск внешнего приложения и т. п.

       Тестовая часть представляет собой вопросы по конкретной теме с необходимостью выбора правильного ответа из предложенных.

       Блок вопросов для самопроверки – вопросы, привязанные к конкретным местам теоретического блока.

       Блок  задач – перечень задач с ответами по изучаемым темам.

       Словарь терминов – толковый словарь основных понятий по изучаемому курсу.

       Функционально КСПК имеет возможность связи  любого места теоретической части с любой частью из существующих блоков. Например, преподаватель может счесть нужным после изучения студентами определенного параграфа дать последним решить определенные задачи или ответить на определенные тесты. Тогда он создает нужные задачи или тесты, вставляет в текстовую часть кнопку и имеющимися средствами связывает нажатие на эту кнопку с переходом к выбранным тестам или задачам.

       Поскольку, как мы уже отмечали выше, КСПК представляет собой группу файлов, то его можно  переносить любыми доступными средствами переноса информации (дискеты, компакт-диски, локальные и глобальные сети). Следовательно, студент может работать с КСПК дома. Однако для работы с КСПК обязательно должен быть Internet Explorer. 

       Работать  с КСПК можно либо локально, либо по сети. В первом случае КСПК находится на одной машине. Во втором случае она находится на разных машинах. Если локальная сеть, то КСПК находится на локальном сервере. В случае использования через Internet, КСПК находится на удаленном сервере.

• 2.2 Педагогические условия эффективного  использования КСПК в образовательном  процессе
 


      Использование КСПК в процессе профессиональной подготовки студентов технического вуза будет протекать эффективнее, если:

• КСПК будет рассматриваться как средство организации учебного процесса, способствующее повышению эффективности решения задач профессиональной подготовки;
• структурные блоки КСПК позволяют реализовывать следующие компоненты технологического процесса подготовки специалистов к профессиональной деятельности: постановку учебной цели, определение образовательных ориентиров; отбор содержания обучения; определение путей и способов гарантированного достижения заранее запланированных конечных результатов; оперативную обратную связь, обеспечивающую своевременную коррекцию процесса подготовки; оценку результатов деятельности;
• КСПК будет удовлетворять таким основным методологическим требованиям – критериям технологичности, как системность, управляемость, эффективность, воспроизводимость;
• в КСПК будет заложена возможность решения проблемы индивидуализации обучения, т.е. учета индивидуальных способностей и возможностей обучающихся.

       Первое и второе педагогические условия взаимосвязаны и вытекают одно из другого. Прежде чем перейти к их раскрытию, хотелось бы  наглядно представить модель процесса обучения.

       Как известно, процесс обучения необходимо рассматривать как целостную  систему, имеющую постоянные и переменные компоненты (рисунок 2.4).

       

       К постоянным системообразующим компонентам  относятся цель и результат обучения, деятельность преподавания и учения. К переменным системообразующим компонентам – содержание учебного материала (содержание образования), методы и средства обучения, а также организационные формы обучения.

       КСПК относится к средствам обучения, которые выступают переменным компонентом процесса обучения, т. е. преподаватель может использовать его, а может и не использовать, что во многом определяется как объективными (материально-техническое обеспечение вуза, соответствующая подготовка преподавателя и пр.), так и субъективными (наличие мотивации использования электронного учебника со стороны педагога, т. д.) факторами.

       В связи с этим мы рассматриваем  КСПК как средство организации учебного процесса, способствующее повышению эффективности решения задач профессиональной подготовки. Это достигается за счет такого подбора структурных блоков КСПК, которые позволяют

• отобрать содержание образования (теоретический блок);
• определить пути и способы гарантированного достижения заранее запланированных конечных результатов (блок тестов, блок задач, словарь терминов, теоретический блок, блок вопросов для самопроверки);
• обеспечить оперативную обратную связь (блок задач, блок вопросов для самопроверки, блок тестов);
• оценить результаты деятельности (блок тестов).

       В зависимости от формулировки учебной цели  и определения образовательных ориентиров преподавателем зависит выбор им тех или иных структурных блоков.

       Раскроем  третье педагогическое условие. Созданная  нами КСПК удовлетворяет следующим  методологическим требованиям:

       системность означает, что КСПК должен обладать всеми признаками системы: логикой процесса, взаимосвязью ее частей, целостностью. Т. е. все структурные блоки взаимосвязаны между собой и в комплексе позволяют достичь заданных результатов;

       управляемость предполагает возможность диагностического целеполагания, планирования, проектирования процесса обучения, поэтапной диагностики, варьирования учебных заданий с целью коррекции результатов. Т. е. в структурных блоках заложена возможность корректировки содержания образования, учебных заданий, вопросов для самопроверки в зависимости от результатов обучения, которые фиксируются в блоках задач и тестов;

       эффективность, указывает на то, что современная КСПК существует в конкурентных условиях и должна быть эффективной по результатам и оптимальной по затратам, гарантировать достижение определенного стандарта обучения;

       воспроизводимость подразумевает возможность применения (повторения, воспроизведения) КСПК в других однотипных образовательных учреждениях, другими субъектами. Достигается это за счет того, что КСПК представляет собой группу файлов, которые помещаются на какой-либо вид носителя информации (дискета, компакт-диск и пр.)

       Реализация  последнего педагогического условия  – учет индивидуальных особенностей обучающихся – связана с выполнением следующих положений в отдельных блоках КСПК.

       В теоретическом блоке:

• формулировки и определения должны быть содержательными, четкими и простыми для понимания (это связано в первую очередь с тем, что не все студенты могут воспринимать сложные формулировки тех или иных определений;
• представленный в теоретической части учебный материал по возможности должен быть наглядным, снабжен графиками, рисунками, таблицами, схемами и т. д., но не должен быть излишне загроможден ими. Необходимо использование приемов графического выделения выводов и определений, текст и иллюстрации должны составлять единое целое (наличие наглядного материала существенно облегчает изучение содержания дисциплины, формирует интерес. Следует учитывать, что большинство студенческой аудитории (иногда до 90 %) – визуалы. Для них наличие наглядного материала просто необходимо, оно позволяет лучше запоминать материал);
• степень абстрактности изложения должна соответствовать возможностям восприятия учащихся (следует учитывать различный уровень абстрактно-логического мышления, а также степень развития свойств восприятия обучающихся);
• порядок и форма записи на экране должны быть максимально приближены к общепринятым. Современные средства компьютерной графики позволяют легко изобразить любые символы, схемы и т. д., аналогичные тем, которыми обычно пользуется преподаватель на лекции. Это облегчит учащимся понимание материала, сделает его более доступным для понимания (действительно, если мы будем использовать совершенно новую форму записей на экране, ранее не знакомую обучающимся, то мы должны будем дать им определенное время для адаптации к этой форме. Как известно, время, необходимое для адаптации, у разных студентов будет различным. В связи с этим, прежде всего в целях экономии времени и сил учащихся, целесообразно применять ту форму, которая уже известна последним).

       В практическом блоке и блоке тестов:

• темп продвижения должен определяться самим учащимся. Он должен иметь возможность вернуться к отработке навыков по решению задач, если сочтет, что те освоены им недостаточно. Кроме того, по своему запросу он должен получать справки по теоретическому материалу, дополнительные объяснения по приемам решения задач, поясняющие примеры (наличие индивидуального темпа работы обусловлено различиями в развитии психических познавательных процессов – восприятия, внимания, памяти, мышления – волевых процессов, а также различиями в темпераменте, способностях, характере и направленности личности).

       Следует также обратить внимание на то, что  КСПК выступает в качестве инструмента преподавателя. Благодаря ней, педагог избавлен от множества рутинной работы, которую КСПК выполнит лучше его. Толкование КСПК, обеспечение ее свежим и актуальным иллюстрационным материалом будет способствовать успеху обучения. Преподаватель должен хорошо знать КСПК: ее содержание, последовательность расположения материала, приемы объяснения, правила работы с ней, какие вопросы недостаточно или плохо истолкованы, теоретические и методические ошибки авторов КСПК. Он должен продумать вопросы, которые могут возникнуть у учащихся при работе с КСПК, а также вопросы, которые надо будет предложить учащимся для расширения и углубления понятий и представлений, изложенных в КСПК. Присутствие преподавателя на занятиях с КСПК все же обязательно. Преподаватель пояснит студентам оставшиеся неясные вопросы, даст новейшие сведения по предмету, не вошедшие в КСПК, кроме того, что немаловажно, наблюдая за работой студентов, увидит «слабые» места КСПК, сможет в дальнейшем дать рекомендации по ее корректировке.

       С точки зрения материально-технического обеспечения внедрения КСПК, в идеале должно быть выделено по одному компьютеру на одного студента.

      

• 2.3 Разработка курса «Прикладные методы оптимизации»
 


     Электронная поддержка курса «Прикладные  методы оптимизации» представляет собой целостную обучающую программу с примерами и заданиями, позволяющими оценить степень усвоения материала, и может быть использовано как на практических занятиях, так и для самостоятельного изучения.

      Электронное учебно-методическое пособие разработано с помощью языка разметки HTML.

     Пособие состоит из пяти блоков: лекции, практикум, глоссарий понятий, программа и об учебнике. Каждый блок разбит на самостоятельные разделы. Навигационная система проста и представляет собой классическую схему представления в виде ниспадающих меню, расположенных каждой странице. Меню позволяет перейти с любого места электронного пособия на любое другое, не используя при этом промежуточные страницы. Это представляется пользователю или обучаемому очень удобным и легко запоминаемым, поскольку переход между страницами занимает не более 3-4 секунд. 


     Кроме того, на каждой из лекций имеется возможность удобного перехода на соседние страницы вперед или назад и в начало и в конец. Это заметно упрощает работу в навигации с электронной поддержкой курса. 


      Блок  «Лекции» состоит из 13 лекций, каждая из которых включает в себя несколько  подразделов. 


       

     Блок  «Практикум» включает в себя 13 лабораторных работ, каждая из которых заканчивается  вопросами к теории по лекции, и  вопросы к экзамену. 


     Блок  «Программа» состоит из пояснительной  записки, содержания дисциплины и литературы, использованной при создании электронной  поддержки курса. 


     Блок  «О курсе» состоит из описания электронной  поддержки курса и содержит информацию об авторах-составителях. 


     Блок  «Глоссарий понятий» содержит 72 термина  и их определения по дисциплине «Прикладные  методы оптимизации». 


     Электронная поддержка курса содержит не только учебные, но и вспомогательные материалы. К таковым относятся: глоссарий понятий и список рекомендуемой литературы. 


     К учебным материалам относятся лекции, лабораторные занятия, экзаменационные вопросы.

      Электронная поддержка курса построена по модульному принципу, где каждый модуль соответствует определенной теме. Учебный  материал излагается по принципу последовательности и нарастания сложности, поэтому рекомендуется переходить к следующей лекции и лабораторной работе только после изучения предыдущего материала.

      После успешного освоения курса студент  приобретает навыки и умения решения  задач в MS Excel и MathCAD.

     Для работы с данной компьютерной системой поддержки курса необходима среда Windows XP и приложение Microsoft Internet Explorer.

     Разработанная компьютерная система электронной поддержки курса «Прикладные методы оптимизации» может быть использовано в высших учебных заведениях при изучении дисциплины «Прикладные методы оптимизации» студентами по направлению «Прикладная информатика»,  а также в системе повышения квалификации работников образования и в системе открытого и дополнительного образования. Кроме того, электронное пособие может быть использовано и для самостоятельного изучения.

       

• Выводы

       Выделены педагогические условия использования КСПК в образовательном процессе технического вуза, которые тесно связаны друг с другом и только в совокупности дают возможность говорить об эффективном использовании КСПК в учебном процессе вуза.

       Разработанная КСПК представляет собой группу файлов, ее можно переносить любыми доступными средствами переноса информации. Причем использовать КСПК можно либо локально, либо по сети.

       Теоретическая часть представляет собой гипертекст – текст, картинки, объекты. Практическая часть представляет собой список лабораторных работ с перечнем вопросов к теории после каждой из них. Словарь терминов – толковый словарь основных понятий по изучаемому курсу. Задачник – перечень задач с ответами по изучаемым темам.

       Показано, что КСПК относится к средствам обучения, представляющим собой переменный компонент процесса обучения, его использование в образовательном процессе определяется рядом объективных и субъективных факторов.

       Рассмотрены КСПК рассматривается нами как средство организации учебного процесса, способствующее повышению эффективности решения задач профессиональной подготовки за счет того, что в структурных блоках заложены возможности постановки учебной цели, отбора содержания образования, определения путей и способов достижения запланированных результатов, оперативной обратной связи, оценки результатов деятельности обучающихся.

 


Заключение

       Использование КСПК в образовательном процессе позволяет повысить эффективность процесса обучения за счет специфики, структуры, методических и дидактических функций. Методическое обеспечение учебного процесса, независимо от формы обучения, является ключевым инструментом, определяющим качество предоставляемых образовательных услуг.

       Показано, что КСПК представляет собой записанный на носителях единый комплекс файлов, содержащий сведения и средства контроля знаний по учебному предмету в объеме, достаточном для подготовки обучающегося по всему учебному курсу, и методические указания, определяющие последовательность обучения, а также программы, предоставляющие возможность работы с вышеозначенной информацией и при необходимости внесения в нее изменений.

       Выделены следующие дидактические функции, выполняемые с помощью компьютерных систем поддержки курса:

1. информационная (предоставление сведений об учебном предмете с помощью текста, формул, рисунков, графиков, схем, статистических данных и пр.; исходных понятий и определений; качественных особенностей изучаемых объектов; параметров состояний изучаемых объектов; единиц измерений; расчетных схем (абстрактные модели изучаемых объектов); практических примеров; межпредметных связей; закономерностей; выводов и доказательств; сведений из истории возникновения и развития науки; правил; примеров практического применения правил и т. д.);
2. регулировочная (присутствуют перечень предварительных знаний и умений, необходимых для работы с электронным учебником; вопросы и задачи для самоконтроля готовности работы с учебником; вопросы и задачи для самоконтроля усвоения материала; наглядное представление структуры изучаемого материала; квалификационные требования по данному предмету; контрольные задания);
3. справочная (обеспечение ориентации студентов в первоисточниках по данной дисциплине через предисловие; оглавление; предметный указатель; словарь терминов; таблицы (условные обозначения, физические и математические величины и т. п.); библиографию).

       Показано, что КСПК должна быть построена и организована таким образом, чтобы обучаемый начинал работу с ней, опираясь на фактически имеющиеся у него знания и опыт, систематически оперировал приобретаемыми знаниями, видел область практического применения новых знаний, привыкал к выполнению определенных действий, в том числе – к самоконтролю.

     Выявлены педагогические условия эффективного использования КСПК в образовательном процессе вуза.

     КСПК рассмотрены как средства организации учебного процесса, способствующего повышению эффективности решения задач профессиональной подготовки.

  Наличие определенных структурных блоков КСПК, которые позволяет реализовывать такие компоненты технологического процесса подготовки специалистов к профессиональной деятельности как постановка учебной цели, определение образовательных ориентиров; отбор содержания обучения; определение путей и способов гарантированного достижения заранее запланированных конечных результатов; оперативная обратная связь, обеспечивающая своевременную коррекцию процесса подготовки; оценка результатов деятельности.

      КСПК должны удовлетворять основным методологическим требованиям – критериям технологичности: системности, управляемости, эффективности, воспроизводимости.

     Использование КСПК позволяет решить проблемы индивидуализации обучения, т.е. учета индивидуальных способностей и возможностей обучающихся.

     Практическая значимость работы заключается в подборе и систематизации материала по дисциплине «Прикладные методы оптимизации» и разработке электронной поддержки курса, представляющей собой самостоятельное приложение, которое можно использовать либо в локальном, либо в сетевом вариантах.

     Разработанная компьютерная система электронной поддержки курса «Прикладные методы оптимизации» может быть использовано в высших учебных заведениях при изучении дисциплины «Прикладные методы оптимизации» студентами по направлению «Прикладная информатика»,  а также в дисциплинах специализации, в которых рассматриваются аналогичные вопросы.

 


Литература

 

1. Аленичева Е., Монастырев Н. Электронный учебник (Проблемы создания и оценки качества) // Высшее образование в России. – 2001. – 1. – с. 121-124.
2. Аленичева Е., Монастырев Н. Этапы создания электронных учебников // Высшее образование в России. – 2001. – 5. – с. 103-106.
3. Аналитические доклады Института ЮНЕСКО 
   по информационным   технологиям   в образовании   (буклет). – М.: Изд-во «Магистр», 1998 г.– 15с.
4. Андреев А. А. Компьютерные и телекоммуникационные технологии в сфере образования. // Информационные технологии. – 2000. – 4. – с. 154-168.
5. Анисимов П. П., Берил С.И., Ваграменко Я. А., Саломатина Е. В. О системе обучения информационным технологиям в вузе // Педагогическая информатика. – 2001. – 3. – с. 16.
6. Архангельский С. И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и подходы. – М.: Высшая школа, 1980. – 367 с.
7. Башмаков А.И., Башмаков И.А. «Разработка компьютерных учебников и обучающих систем» – М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 2003. – 616 с.
8. Бельская М. Л. НИТ как активизирующий фактор самостоятельной деятельности студентов // Научно-методический сборник тезисов докладов (VI Международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании». Секция 2. «Программные средства и мультимедиа в образовании и искусстве»). – М., 1997. – с. 12-13.
9. Бершадская Е.Г. Гипертекстовая компьютерная поддержка обучения моделированию // Тезисы докладов ХХV юбилейной международной конференции IT+SE`98 "Новые информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе". - Украина; Крым, 1998. - С. 383-384.
10. Бидайбеков Е. Ы., Гриншкун В. В. Гипермедиа в обучении // Информатика и образование. – 1999. – 8. – с. 83-85. 
11. Брановский Ю. С. Введение в педагогическую информатику. – Ставрополь: Изд-во СГПУ, 1995. – 206 с.
12. Брановский Ю. С. Компьютеризация процесса обучения в педагогическом вузе и средней школе. – Ставрополь: Изд-во СГПИ, 1990. – 144 с.
13. Брановский Ю. С. Состояние и перспективы использования современных информационных технологий в учебном процессе и научных исследованиях // Педагогическая информатика. – 1999. – 1. – с. 15-20.
14. Вербицкий А. А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. – М., 1991.
15. Волков С. В. Аспекты создания и применения в процессе обучения в высшей школе электронного учебника // Материалы Региональной научно-практической конференции «Социально-психологические и педагогические проблемы развития личности учащейся молодежи». – Ставрополь: СГУ, 2002. – с. 117 – 119.
16. Гайвазова И. Д. Педагогические основы взаимодействия преподавателей и студентов гуманитарных факультетов с информационными технологиями. Дис. на соиск. учен. степ. канд. пед. наук. – Ставрополь, 2000. – 180 с.
17. Гарунов М. Г., Семушина Л. Г., Фокин Ю. Г., Чернышев А. Л. Этюды дидактики высшей школы. – М., 1994.
18. Глазов Б. И., Ловцов Д. А. Компьютеризированный учебник – основа новой информационно-педагогической технологии // Педагогика. – 1995. – 6. – с. 22-26.
19. Гончаров А. И. Компьютерный учебник – основа перехода к дистанционному образованию // Качество образования: Концепции, проблемы оценки, управление: Тез. Всерос. научно-метод. конф.  / Под общ. ред. А. С. Вострикова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. – Ч. III. – с. 47-48.
20. Горнев В. Ф. Компьютерно-ориентированные обучающие технологии в инженерной подготовке. – М., 1998 / НИИ ВО: Вып. 12.
21. Гутгарц Р. Д., Чебышева Б. П. Компьютерная технология обучения // Информатика и образование. – 2000. – 5. – с. 44-46.
22. Довгялло А. М., Колос В. В., Кудрявцева С. П. Технология проектирования и разработки гибких дистанционных обучающих курсов на основе телематики // Управляющие системы и машины.  1999. – 1.
23. Зорина Л.Я. Дидактические аспекты естественнонаучного образования: монография, -М., из-во РАО, -1993.-163 с.
24. И. Федоров. Главное условие качественного образования - наука, но никак не наукообразие. Школьное обозрение. М., - № 1. - 2002. - С.42-43.
25. И.В. Ретинская, М.В. Шугрина "IBM и Makintosh в сфере образования". Мир ПК. -№ 3. -1994.
26. Иванов В. Л. Структура электронного учебника // Информатика и образование. – 2001. – 6. – с. 63-72.
27. Иванов В. Л. Электронный учебник: системы контроля знаний // Информатика и образование. – 2002. – 1. – с. 71-81.
28. Иванцивская Н. Г., Монастырская Т. И. Компьютерный учебник. Проектирование и разработка // Качество образования: Концепции, проблемы оценки, управление: Тез. Всерос. научно-метод. конф.  / Под общ. ред. А. С. Вострикова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. – Ч. III. – с. 44-46.
29. Игумнов Г. В. Информатизация – приоритетное направление развитие образования // Информатика и образование. – 1999. – 4. – с. 3-4.
30. Информатизация образования в России: сети, информационные 
    ресурсы,   технологии   (аналитический   доклад).   – М.: Институт   ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании (ИИТО), 1997. – 52 с.
31. Кашина Е. А., Подчиненов И. Е. «Электронный учебник» – путь решения проблем // Педагогическая информатика. – 1999. – 2. – с. 66-67.
32. Келбакиани В. Н. Информационная технология в педвузе // Педагогика. – 1991. – 11. – с. 70-73.
33. Ковтун В. А. Дидактические возможности использования информационных технологий при подготовке учителей предметников // Педагогическая информатика. – 1999. – 2. – с. 42-43.
34. Конфедератов И. Я. Методы совершенствования учебного процесса в высшей технической школе. – М.: Высшая школа, 1976. – 112 с.
35. Краснова Г.А., Соловов А.В., Беляев М.И. Технологии создания электронных обучающих средств. - М.: МГИУ, 2001. - 223 с.
36. Крутовой И. Н. Конструирование информационных технологий обучения. Автореф. на соиск. учен. степени канд. пед. наук. – Пятигорск, 2002. – 22 с.
37. Куприянов М., Околелов О. Дидактический инструментарий новых образовательных технологий // Высшее образование в России. – 2001. – 1. – с. 124-127.
38. Левин В.М. Перспективные наукоемкие технологии в образовании. Электронный учебник / В. М. Левин // Качество образования: концепции, проблемы оценки, управление. – Новосибирск,1999. – Ч. 4. – С. 49-53.
39. Лихачев Б. Т. Педагогика: Курс лекций. – М.: Прометей, 1993.- 528 с.
40. Мелемуд М. Р. Методические основы построения компьютерного учебника для вузов: Дис. канд. пед. наук: 13. 00. 02. – М., 1998. – 140 с.
41. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учебное пособие для студентов пед. вузов/ под ред. Е.К. Хеннера.-М.:ACADEMIA, 1999.
42. Наумов В. В. Разработка программных педагогических средств // Информатика и образование. – 1999. – 3. – с. 36-41. 
43. Недобай А. С. Модель использования педагогических возможностей коммуникационных технологий в процессе подготовки студентов педвузов и университетов. Дис. на соиск. учен. степ. канд. пед. наук. – Ставрополь, 2000. – 160 с.
44. Норенков И.П. Концепция модульного учебника. – Информационные технологии, 1996, № 2.
45. Овсянников Е. И. Педагогические условия использования информационных технологий в профессиональной подготовке студентов географических специальностей. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. пед. наук. – Ставрополь, 2002. – 22 с.
46. Окомков О. П. Современные технологии обучения в вузе: сущность, принципы проектирования, тенденции развития // Высшее образование в России.– 1994. – 2.
47. Оспенникова Е. В. Информационно-образовательная среда и методы обучения // Педагогическая информатика. – 2002. –4.
48. Открытое образование: предпосылки, проблемы, тенденции развития / Под ред. В.П. Тихомирова // Изд-во МЭСИ, М.: 2000.
49. Панюкова С. В. Теоретические основы разработки и использования средств информационных и коммуникационных технологий в личностноориентированном обучении: на примере общепрофессион. Дисциплин технических вузов: дис. д-ра пед. наук: 13. 00. 02. – М., 1998. – 390 с.
50. Панюкова С.В. Информационные и коммуникационные технологии в личностно-ориентированном обучении. – М.: Ин-т информатизации РАО, 1998.
51. Познавательные процессы и способности в обучении. Под ред. В. Д. Шадрикова. – М.: Просвещение, 1990. – 142 с.
52. Поляков А. Информационно-образовательная среда открытого образования // Народное образование. – 2000. – 8. – с. 43-45.
53. Применение ЭВМ для обеспечения учебного процесса и управления образованием // Материалы Всесоюзной конференции, 15-17 ноября 1984 года. – Свердловск, 1985.
54. Путилов      Г. П.      Концепция      построения      информационно-образовательной среды технического вуза / М.: МГИЭМ, 1999. – 28 с.
55. Путилов Г.П. Концепция построения информационно-образовательной среды технического вуза/ М.: МГИЭМ, 1999.
56. Роберт И. В. Современные информационные технологии в образовании. – М.: Школа-Пресс, 1994. – 205 с.
57. Роберт И. В. Учебный курс «Современные информационные и коммуникационные технологии в образовании» // Информатика и образование. – 1997. – 8.
58. Розенберг Н. М. Информационная культура в содержании общего образования // Педагогика. – 1991. – 3. – с. 33-38.
59. Селевко Г. К. Современные образовательные технологии. – М.: Народное образование, 1998. – 256 с.
60. Сериков В. В. Образование и личность. Теория и практика проектирования педагогических систем. – М.: Издательская корпорация «Логос», 1999.
61. Сибиряков С. В. Опыт создания электронного учебника для обучения методам создания менеджера баз данных // Качество образования: Концепции, проблемы оценки, управление: Тез. Всерос. научно-метод. конф.  / Под общ. ред. А. С. Вострикова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. – Ч. III. – с. 49-50.
62. Сохор А. М. Логическая структура учебного материала. – М.: Педагогика, 1974. – 190 с.
63. Суннес В. Г. Использование электронного учебника в процессе обучения // Качество образования: Концепции, проблемы оценки, управление: Тез. Всерос. научно-метод. конф.  / Под общ. ред. А. С. Вострикова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. – Ч. III. – с. 53.
64. Талызина Н. Ф. Компьютеризация и программированное обучение // Вопросы психологии. – 1986. – 6. – с. 43.
65. Тевелева С. В. Электронный учебник как средство дистанционного обучения: [Метод, рекомендации] / С. В. Тевелева // Информатика и образование. – 2000. – 8. – С. 48-50.
66. Теория и практика высшего педагогического образования: Сб. научных трудов / Под ред. В. А. Сластенина. – М.: Прометей, 1993. – 117 с.
67. Усков В.Л. Дистанционное инженерное образование на базе Internet/Библиотечка журнала "Информационные технологии", 2000, № 3.
68. Шолохович В. Ф. Дидактические основы информационных технологий обучения в образовательных учреждениях: Дис. д-ра пед. наук: 13. 00. 01. – Екатеринбург, 1995. – 364 с.
69. http://www.asymetrix.com/
70. http://www.lotus.com/learningspace
71. http://www.macromedia.com/
72. http://www.webct.com/