Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Дистанционное обучение как новая образовательная технология 17
1.1. Сравнительный анализ дистанционных и традиционных форм обучения 17
1.2. Дидактическая модель дистанционного обучения 23
1.3. Учебный процесс при дистанционном обучении 31
1.3.1. Учебно-методическое, кадровое обеспечение учебного процесса при дистанционном обучении 31
1.3.2. Педагогические технологии дистанционного обучения 37
1.3.2.1. Технологии обучения 39
1.3.2.2. Технологии организации самостоятельной работы обучающихся 46
1.3.2.3. Технологии контроля знаний 47
1.3.3. Информационные технологии дистанционного обучения 50
1.4. Мониторинг учебного процесса при дистанционном обучении 55
1.5. Выводы 57
Глава 2. Мультимедиа курсы: принципы построения и создания 58
2.1. Дидактическая роль электронных средств учебного назначения 58
2.2. Принципы создания электронных средств учебного назначения 62
2.3. Структура мультимедиа курса 68
2.4. Этапы создания мультимедиа курса 77
2.4.1. Проектирование курса 80
2.4.2. Подготовка материалов для курса 86
2.4.2.1. Подготовка текстов 86
2.4.2.2. Подготовка иллюстраций 92
2.4.2.3. Подготовка мультимедиа приложений 94
2.4.3. Компоновка материалов в единый программный комплекс 96
2.4.3.1. Пользовательский интерфейс электронного учебника . 98
2.4.4. Подготовка документации по курсу 105
2.4.5. Тестирование и отладка мультимедиа курса 106
2.5. Выводы 108
Глава 3. Проектирование и создание мультимедиа курсов по дисциплинам «Биология» и «Экология» 110
3.1. Методические особенности обучения по естественнонаучным дисциплинам при разработке мультимедиа курсов 110
3.2. Эргономические требования при разработке мультимедиа курсов 116
3.3. Психолого-педагогические требования при разработке мультимедиа курсов 121
3.4. Мультимедиа курс «Клеточная биология» 125
3.4.1. Структура курса 126
3.4.2. Дизайн курса 131
3.4.3. Педагогический и технологический сценарии курса 135
3.5. Мультимедиа курс «Основы классической экологии» 149
3.5.1. Структура курса 150
3.5.2. Дизайн курса 158
3.5.3. Педагогический и технологический сценарии курса 161
3.6. Выводы 173
Глава 4. Методика дистанционного обучения на основе мультимедиа курсов 175
4.1. Организация учебного процесса с использованием мультимедиа курса «Основы классической экологии» 176
4.1.1. Разработка и создание системы сопровождения учебного процесса 177
4.1.2. Осуществление учебного процесса по дисциплине «Экология» 187
4.2. Организация учебного процесса в довузовской подготовке с использованием мультимедиа курса «Клеточная биология» 192
4.2.1. Технологическое, техническое, кадровое и учебно-методическое обеспечение учебного процесса 196
4.2.2. Осуществление учебного процесса по предмету «Биология» 202
4.3 Диагностика качества обучения 206
4.4. Выводы 218
Заключение 220
Список использованной литературы 222
Приложение 1. Учебно-производственный план ФИЯ ТГУ 246
- Сравнительный анализ дистанционных и традиционных форм обучения
- Дидактическая роль электронных средств учебного назначения
- Методические особенности обучения по естественнонаучным дисциплинам при разработке мультимедиа курсов
Введение к работе
Актуальность исследования. Дистанционное обучение (ДО) в России утвердило себя как прогрессивная образовательная технология XXI века, которая наиболее гибко и адекватно отвечает потребностям общества в обеспечении доступного, качественного образования и предоставляет возможность достаточно быстрой профессиональной переориентации, повышения квалификации, саморазвития на любом уровне профессиональной компетенции человека, обучения его без отрыва от основной деятельности и места жительства (Воронина Т.П. и др., 2001; Дистанционное обучение, 1998; Зайнутдинова Л.Х., 1999; Овсянников В.И. и др., 1998, 2001; Основы открытого образования, 2002 а, б; Пименова Н.Ю., 2000; Старов М.И. и др., 1999; Тихонов А.Н. и др., 1998; Чернилевский Д.В., 2002).
Повышенный интерес к дистанционному образованию как альтернативному способу получения высшего образования обусловлен потребностями современного информационного общества. Сегодня в обществе информация играет важную роль как фактор научно-технического и социально-экономического развития страны, определяет ее могущество и рейтинг в мировом сообществе (Григорьева Ю.Ю. и др., 2002; Коджаспирова Г.М. и др., 2001; Овсянников В.И., 2001 а, б; Тихонов А.Н. и др., 1998). В дополнение к этому информация продолжает играть значительную роль в процессах воспитания, образования, культурного общения между людьми. Поэтому сейчас на первом месте в системе общественных ценностей стоят информация, знания и навыки, а их приобретение стало основной задачей общественного развития.
Изменение условий и переориентация общества на новую систему ценностей вызвали бурный рост образования, а вместе с ним, и становление новых требований к системе образования в целом (Воронина Т.П. и др., 1995; Педагогика и психология высшей школы, 1998).
В современных экономических условиях традиционная система образования оказалась неспособной уследить за столь стремительными изменениями в общественной жизни. Сегодня для системы образования характерны следующие проблемы:
резкое увеличение спроса на образование, значительно превосходящее возможности образовательных учреждений;
сохранение качества образования при возрастающем объеме и усложнении знаний;
дифференциация образования из-за технократических тенденций в разработке и осуществлении образовательных программ подготовки специалистов.
Необходимость модернизации системы образования, пересмотра ее структуры, содержания образовательных программ способствовала поиску новых путей и форм обучения. Одним из эффективных путей решения проблем стала информатизация образования - внедрение новых информационных технологий (НИТ), связанных с развитием компьютерных средств и сетей телекоммуникаций, в систему образования, что привело к возникновению новой образовательной технологии - дистанционного обучения (Воронина Т.П. и др., 1995; Концепция создания и развития системы дистанционного образования в России, 1995; Проблемы информатизации высшей школы, 1995; Майер Г.В. и др., 2001).
В последние 10 лет, благодаря техническому прогрессу в области компьютерной техники и телекоммуникаций, наблюдается интенсивное развитие дистанционного обучения.
Число студентов, обучающихся по технологиям ДО, увеличивается, и эта тенденция постоянно растет. По оценкам российских специалистов, потребность в дистанционном высшем образовании испытывают 1.5 млн. человек в год, в дистанционном дополнительном образовании - 2 млн. человек в год (Бондарева С.Г. и др., 2002; Джусубалиева Д.М., 1997 а, б;
7 Новые информационные технологии в образовании, 1995; Тихонов А.Н. и др., 2001; Щеткин И.М., 2002).
За рубежом дистанционное обучение является широко используемой формой получения знаний на разных уровнях образования (Rowntree D., 1991; Toffler А., 1983; Thomas R., 1994).
Отличительной особенностью дистанционного обучения является организация учебного процесса с помощью средств, методов и технологий опосредованного педагогического общения обучающего и обучающегося с максимальным нормативно установленным количеством обязательных аудиторных занятий. Таким образом, по технологии педагогического общения дистанционное обучение совпадает с технологиями заочной формы обучения, по насыщенности и интенсивности учебного процесса - с технологиями очной формы обучения.
Опосредованность обучения создает проблемы создания средств, методов и технологий обучения. Увеличение доли самостоятельной работы обучающихся требует создания специфичного учебно-методического обеспечения. Обычные учебники сложно использовать при дистанционном обучении, так как они не эффективны для самостоятельного изучения дисциплины. Учебные материалы, представляемые с помощью компьютера, должны иметь иную организацию и структуру. Среди множества электронных форм представления учебных материалов, основанных на компьютерных средствах, наиболее важными являются интерактивные мультимедиа курсы.
Мультимедиа курсы рассматриваются как комплексные средства, сочетающие в себе теоретическую, практическую и контролирующую части, позволяющие осуществлять непрерывный дидактический цикл, а также как целостные средства обучения, интегрирующие дидактические, методические, эргономические, психолого-педагогические особенности обучения.
Специфичными являются методы и технологии дистанционного обучения. Минимальные очные контакты или полное их отсутствие требуют использования в учебном процессе личностно-ориентированных педагогических технологий и активных методов обучения. Они применяются в разных формах учебно-познавательной деятельности и направлены не только на реализацию обучающей функции, но и на раскрытие внутренних резервов обучающихся, их творческих способностей.
В настоящее время развитие дистанционного образования в России связано с рядом проблем. С одной стороны, технический прогресс в средствах коммуникаций позволяет создать технологическую основу обучения на расстоянии. Имеется многолетняя практика образовательных учреждений в осуществлении программ дистанционного обучения по модели заочного обучения.
С другой стороны, наблюдается дефицит теоретических исследований в области дистанционного образования. Существует неопределенность в методологии дистанционного образования, построении дидактических моделей обучения на расстоянии, концепции электронных обучающих средств. До сих пор не разработаны методики дистанционного обучения.
Таким образом, дистанционное образование сегодня необходимо рассматривать как проблему современной системы образования, решение которой возможно только с использованием системного подхода к рассмотрению статуса дистанционного обучения и его роли в современном образовании, учитывающего все компоненты новой образовательной системы в их единстве и взаимосвязи с педагогической наукой.
Перечисленные проблемы актуализируют разработку методики дистанционного обучения и исследование возможностей ее применения в различных областях знания. В данном диссертационном исследовании предлагается методика преподавания естественнонаучных дисциплин
9 (биологии и экологии) с использованием технологий дистанционного
обучения.
Актуальность выбранной темы подтверждается и недостаточностью исследований в плане создания мультимедиа курсов для естественнонаучных дисциплин, основанных на дидактических принципах и удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к электронным средствам учебного назначения.
Создание мультимедиа курсов позволяет решить ряд проблем, возникающих при преподавании естественнонаучных дисциплин с применением технологий дистанционного обучения. Так, преподавание естественнонаучных дисциплин невозможно без использования наглядного материала. Средства наглядности являются обязательными элементами в учебном процессе. Дополняя теоретическую информацию и раскрывая ее содержание, они помогают обеспечить углубленное, расширенное понимание и усвоение информации. Лабораторный практикум также не обходится без средств наглядности, способствующих непосредственному закреплению теоретического материала и приобретению практических навыков.
Применение наглядного материала при преподавании
естественнонаучных дисциплин позволяет наиболее полно показать разнообразие живого мира, особенности строения и развития его представителей, свойства живых организмов, механизмы протекания разнообразных внутриклеточных и внеклеточных процессов, взаимосвязь между организмами и природой, воссоздать облик вымерших организмов и показать пути эволюционного развития органического мира.
Использование в учебном процессе интерактивных мультимедиа обучающих программ с применением имитационного и математического моделирования позволяет лучшим образом представить содержание изучаемого материала и осуществить лабораторные эксперименты, что является немаловажным фактором для обеспечения понимания сущности
10 биологических процессов и явлений, которые невозможно показать
традиционными способами.
Еще одной важной особенностью естественнонаучных дисциплин является наличие большого объема учебного практикума. Увеличение доли самостоятельной работы требует создания специализированного учебно-методического обеспечения: виртуальные лаборатории, экспериментальные и вычислительные комплексы удаленного доступа, компьютерные тренажеры, которые позволяют осуществлять учебный практикум на расстоянии.
К особенностям преподавания естественнонаучных дисциплин следует добавить общие особенности дистанционного обучения, обусловленные коммуникационными факторами и опосредованным характером педагогического общения, которые играют определяющую роль в достижении образовательных целей. Это выдвигает определенные требования к изменению учебной модели, формированию качественно новой системы управления образовательным процессом, построения новой модели личности, существующей в условиях информационного общества. Отличительные свойства и технологии дистанционного обучения проявляются в вариативности образовательных программ, гибкости учебных планов, распределенности учебного процесса. Это задает определенные требования к технологиям обучения, учебно-методическому обеспечению образовательных программ, организационно-правовым формам новых образовательных структур.
Таким образом, специфика естественнонаучных дисциплин предъявляет особые требования к методике их представления по дистанционной технологии.
В основу диссертационной работы положены исследования, проводимые автором совместно с сотрудниками Института дистанционного образования ТГУ за период с 1997 по 2002 год.
11 Целью исследования является разработка и создание методической основы дистанционного обучения по естественнонаучным дисциплинам, включающей в себя:
электронные дидактические средства по естественнонаучным дисциплинам (биология, экология);
технологии обучения;
- организационное и кадровое обеспечение учебного процесса.
Объектом исследования в данной работе является система
дистанционного образования.
Предметом исследования является методика дистанционного обучения по естественнонаучным дисциплинам.
Гипотеза исследования. Обязательными элементами в методике преподавания естественнонаучных дисциплин с использованием технологий дистанционного обучения являются:
мультимедиа интерактивные обучающие программы;
самостоятельная учебно-познавательная деятельность;
распределенный характер обучения;
участие автора курса в учебном процессе.
В соответствии с целью и гипотезой определены следующие задачи исследования. На основе анализа современного состояния системы дистанционного образования:
- проанализировать традиционные образовательные формы учебно-познавательной деятельности с целью возможности адаптации их для дистанционного обучения;
- построить дидактическую модель дистанционного обучения;
- разработать принципы и технологии создания электронных обучающих средств;
- разработать структуру мультимедиа курса и осуществить его программную реализацию;
5 - разработать методику дистанционного обучения по естественнонаучным дисциплинам;
6 - апробировать методику в системе дистанционного образования и оценить ее эффективность.
Методы исследования. В работе использован системный подход к решению поставленных задач, заключающийся в исследовании и анализе современного развития дистанционного образования, формулировке проблем и определении способов их решения, экспериментального подтверждения полученных результатов.
Для разработки дидактических средств были использованы современные информационные технологии и их программно-аппаратное обеспечение.
В основу дидактической модели и методики дистанционного обучения положены методы, основанные на самостоятельной работе с интерактивными обучающими средствами.
Для оценки эффективности разработанной методики использовались педагогический эксперимент, анкетирование, наблюдение за обучающимися в ходе учебного процесса.
Теоретико-методологическую основу диссертации составили исследования в области педагогики (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, И.Я. Лернер, Е.С. Полат, Д.В. Чернилевский, А.А. Андреев, П.И. Пидкасистый и др.), философии образования (Б.С. Гершунский, Н.С. Розов и др.), информационных технологий в образовании (Т.П. Воронина, В.П. Демкин, В.И. Овсянников, В.В. Солдаткин, А.Н. Романов, А.Н. Тихонов и др.), психологии образования (В.Н. Андреев, Г.Б. Скок, Э.Г. Скибицкий, А.Е. Сережкина и др.), эргономики образования (А.А. Гречихин, Г.А. Краснова, В.М. Мунипов и др).
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в разработке и реализации научно-методических принципов,
13 определяющих структуру и содержание дидактических средств,
организационные формы учебно-познавательной деятельности и позволяющих построить дидактическую модель обучения с максимальным учетом образовательных интересов личности и ее психофизиологических особенностей.
Практическая значимость исследования заключается во внедрении результатов работы в практику образовательных учреждений и использовании их в учебном процессе. Разработанная методика дистанционного обучения была внедрена в учебный процесс Новокузнецкого периферийного центра дистанционного обучения Томского государственного университета, а также филиалов ТГУ, расположенных на базах Казахского государственного женского педагогического института (г. Алматы) и Восточно-Казахстанского государственного университета (г. Усть-Каменогорск). Полученные результаты могут быть использованы при разработке и создании дидактических средств учебного назначения, предназначенных для системы дистанционного образования.
На электронные обучающие программы «Клеточная биология» и «Основы классической экологии» получены авторские свидетельства Российского Агентства по патентам и товарным знакам (Роспатент) об официальной регистрации программы для ЭВМ за номерами 2002611499, 2002611985.
Положения, выдвигаемые на защиту.
Дидактические принципы дистанционного обучения основаны на мультимедиа представлении учебной информации, распределенном характере обучения и авторском участии в учебном процессе.
В основе дидактических средств дистанционного обучения лежат мультимедиа курсы как интерактивные обучающие средства, адаптированные к индивидуальным способностям обучаемого и учитывающие его психофизиологические особенности.
14 3. Дидактическая модель дистанционного обучения основана на
опосредованном педагогическом общении между субъектами учебного
процесса.
4. Методика дистанционного обучения основана на применении комбинированной технологии обучения, включающей самостоятельную работу обучающегося, непосредственное участие преподавателя в учебном процессе и обязательные групповые занятия.
Достоверность и обоснованность полученных результатов
исследования обеспечивается: исходными методологическими и
теоретическими позициями исследования, апробацией результатов исследования, репрезентативностью педагогического эксперимента по оценке эффективности методики преподавания по естественнонаучным дисциплинам с использованием технологий дистанционного обучения.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на семинарах, симпозиумах, конференциях регионального и международного значения.
Психологический универсум образования человека ноэтического: Международный симпозиум. Томск, 1998 г.
Электронные университеты в системе образования: II научно-практический семинар Ассоциации «Открытый университет Западной Сибири». Томск, 1999 г.
Новые информационные технологии в университетском образовании: Международная научно-практическая конференция. Новосибирск, 1999 г.
Training of specialists for further development of the ODL system: II международный семинар (Подготовка специалистов для развития системы открытого и дистанционного образования) Tacis EDRUS 9706 (Проект ДЕЛФИ, компонента 4 «Открытое и дистанционное образование». Санкт-Петербург, 1999 г.
15 5. Проблемы и перспективы развития дистанционного образования:
Ежемесячный научно-практический семинар ТГУ. Томск, 2000 г.
Интеграция учебного процесса и фундаментальных исследований в университетах: инновационные стратегии и технологии: Всероссийская научно-практическая конференция. Томск, 2000 г.
Научное и методическое обеспечение системы дистанционного образования: III международная научно-практическая конференция ТГУ в рамках Ассоциации «Сибирский открытый университет Томск, 2000 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований было опубликовано 15 научно-методических работ, в том числе 5 статей и 10 тезисов докладов в отечественной и зарубежной печати.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, списка использованной литературы, приложений. Объем диссертации составляет 265 страниц текста (включая 9 таблиц, 43 рисунка), список использованных источников и литературы из 227 наименований, в том числе 21 на иностранных языках.
Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационного исследования, поставлены проблемы, сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна, теоретическая и практическая значимость данной работы, сформулированы положения, выдвигаемые на защиту.
В первой главе автором дан анализ современного состояния дистанционного обучения, обозначены проблемы, проведено сравнение технологий ДО с технологиями традиционных форм обучения. В главе описаны принципы, лежащие в основе дидактической модели дистанционного обучения.
Во второй главе диссертационного исследования описана структура мультимедиа курса и принципы, положенные его в основу. Материал главы детально знакомит с описанием последовательности осуществления этапов
разработки мультимедиа курсов.
Третья глава диссертации посвящена рассмотрению вопросов разработки и создания мультимедиа курсов по естественнонаучным дисциплинам, обозначены преимущества информационных технологий, используемых для решения проблем, возникающих при преподавании этих дисциплин.
В главе дается описание двум разработанным автором мультимедиа курсам - «Клеточная биология» и «Основы классической экологии».
Последняя глава посвящена апробированию разработанных мультимедиа курсов в учебном процессе при реализации программ довузовской подготовки и подготовки дипломированных специалистов. Описана методика преподавания естественнонаучных дисциплин с использованием технологий дистанционного обучения и проведена оценка ее эффективности.
В заключении представлены результаты диссертационного исследования.
Сравнительный анализ дистанционных и традиционных форм обучения
Опосредованность учебного процесса, минимальные очные контакты обучающихся с преподавателем, а иногда их полное отсутствие, специально разработанные учебно-методические комплекты (кейсы), предназначенные для самостоятельного изучения курса, приводит к тому, что дистанционное обучение приравнивают к заочному обучению. Использование телекоммуникаций для пересылки учебных материалов и компьютера для их чтения и распечатки позволяет некоторым авторам характеризовать дистанционное обучение, как «современную форму заочного обучения на основе новых информационных технологий». Часто такую технологию называют дистанционным заочным обучением (Густырь А.В., 2001; Коджаспирова Г.М.. и др., 2001). Однако за рубежом развитие заочного обучения уже давно связано с использованием средств информационных технологий (телевизионные и радиокурсы, компакт-диски, печатные материалы) (Keegan D., 1996; Rowntree D., 1991; Thomas R., 1994). Это частично находит отражение и в самом термине. Заочное обучение ранее звучало как «correspondence» (correspondence - почта, корреспонденция).
Термин «distance learning» (distance в переводе с анг. - дистанционное, на расстоянии) отражает собственно процесс обучения и показывает, что дистанционное обучение отличается от заочного обучения. Термин раскрывает основную черту этой формы - обучение без границ, открытое и доступное для всех, независимо от того места, где человек живет, обучение, а не самообразование. В отличие от самообразования, дистанционное обучение предполагает наличие постоянного взаимодействия, обратной связи между преподавателем и обучаемыми на протяжении всего периода обучения, не взирая на их географическую удаленность, наличие максимального количества обязательных коллективных занятий, создание благоприятных условий для эффективной учебно-познавательной деятельности посредством специализированной информационно-образовательной среды. Организованный учебный процесс включает все характерные для него атрибуты (возможность объяснения, разъяснения, обсуждения, проведения контрольных срезов, тестов, совместных заданий, семинаров, исследовательских и творческих работ), осуществляемые за счет использования различных телекоммуникационных средств - электронной почты, телеконференций, диалогов в режиме реального времени и информационных ресурсов - электронных учебников. Появление технологий мультимедиа позволяет создать электронные средства обучения с широкими интерактивными возможностями (Ротмистров Н.Ю., 1994; Воген Т., 1997; Демкин В.П. и др., 1998 б; Михелькевич В.Н. и др., 1998; Суворинов А.В. и др., 1998; Зайнутдинова Л.Х., 1999; Потемкин A.M., 2000; Laws R.and others, 1998). Суть этой технологии заключается в многосредовом (multimedia) воздействии на пользователя компьютера путем предоставления ему наряду с текстовой видео- и аудиоинформации, трехмерной графики и анимации. Высокая интерактивность процесса обучения, выраженная в постоянных контактах преподавателей с обучаемыми, оперативной обратной связи, наличии постоянного контроля за учебной деятельностью обучаемых, придают подлинно обучающий характер процессу познания. Именно высокая интерактивность дистанционного обучения отличает его от традиционного заочного обучения и дает основание проводить аналогию с очным обучением (Дистанционное обучение, 1998; Долгоруков А., 1999; Демкин В.П., и др., 2000; Чернилевский Д.В., 2002; Toffler А., 1983; Thomas R., 1994).
Следует также заметить, что в заочной и очной формах обучения общение преподавателя со студентами регламентировано учебными планами и расписанием занятий. В дистанционном обучении осуществляется более гибкий асинхронный или синхронный режим общения. Студенты имеют возможность выстраивать индивидуальные учебные траектории и выбирать удобный темп изучения материала, что имеет колоссальное преимущество для тех, кто по каким-либо причинам не может изменить свой уклад жизни. Эта черта дает возможность получения образования без отрыва от работы или обучения, что удобно для молодежи, желающей продолжить образование, для работающих людей, желающих повысить свою квалификацию или пройти профессиональную переподготовку.
В основу осуществления образовательных программ по технологиям дистанционного обучения положен модульный принцип, при котором каждый отдельный модуль программы создает целостное представление об определенной предметной области. Это позволяет из набора независимых курсов-модулей формировать учебную программу, отвечающую индивидуальным или групповым потребностям.
Дидактическая роль электронных средств учебного назначения
На протяжении всей истории образования постоянное увеличение объема знаний, усложнение содержания приводят к необходимости изменения дидактической основы разработки учебно-методических материалов, методов и технологий учебного процесса. И здесь компьютерные технологии приходят на помощь. Благодаря развитию телекоммуникаций стало возможным использовать в процессе обучения информационные ресурсы Интернет. Компьютерные технологии позволили создать электронные средства учебного назначения (ЭСУН), существенно отличающиеся от печатных изданий. Появление интерактивных педагогических программных средств, обеспечивающих диалоговый режим взаимодействия между обучающимся и компьютером, придали компьютеру обучающую функцию. В литературе встречаются и другие употребляемые термины: «компьютерные обучающие программы», «компьютерный (электронный) учебник», «образовательные электронные издания», «электронные учебные издания» (Демушкин А.С, 1995; Краснова Г.А. и др., 2001; Гречихин А.А. и др., 2000).
Существует большое количество определений электронного (компьютерного) учебника. Одни авторы определяют компьютерный учебник как программно-методический комплекс, который обеспечивает возможность самостоятельно освоить полный учебный курс или его раздел. Комплекс соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума (Демушкин А.С., 1995). Однако далее автор считает, что компьютерный учебник должен быть представлен в виде книги, в которой изложена теория, примеры, методы решения задач, рекомендации для обращения к программным продуктам, инструкции по работе с программной частью, средства контроля знаний и комплекта дискет с записями компьютерных программ. При работе с таким комплексом обучающийся сначала должен изучить материал по книге, а затем выполнить на компьютере практические задания. Козлов О.А. отмечает, что такой обучающий комплекс в виде книги и дискет правильнее будет назвать «компьютеризированным учебником» (Козлов О.А. и др., 1995).
А.А. Гречихин под электронным учебником понимает «учебник, существующий в форме электронного документа, т.е. в виде текста, который хранится в памяти электронной вычислительной машины (ЭВМ), может быть прочитан только на экране специального устройства отображения информации (монитора) и не может быть обработан иначе как с помощью ЭВМ» (Гречихин А.А. и др., 2000, с. 156). Автор отмечает, что это же определение можно применить и к электронному учебному пособию, причем к учебным пособиям относятся также сборники упражнений и задач, альбомы карт и схем, атласы конструкций, хрестоматии, указания по проведению учебного эксперимента, указания к практикуму, курсовому и дипломному проектированию, справочники, энциклопедии, тренажеры и др.
Согласно приложению 2 к приказу Минобразования России от 19 июня 1998 г. № 1646 дано следующее определение электронного учебника: «Электронный учебник - основное электронное учебное издание, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемое дидактическими единицами стандарта и программой» (Цит. по кн.: Гречихин А.А. и др. Вузовская учебная книга. М., 2000, с. 156.). Под электронным изданием здесь понимается совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. В одном электронном издании могут быть выделены информационные (или информационно-справочные) источники, инструменты создания и обработки информации, управляющие структуры. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе - магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD-ROM, DVD, CD-R, CD-I, CD+ и др.), а также опубликовано в электронной компьютерной сети.
Методические особенности обучения по естественнонаучным дисциплинам при разработке мультимедиа курсов
Для естественнонаучных дисциплин особую значимость и ценность среди наглядного материала имеют натуральные объекты организмов в живом или фиксированном виде, образцы горных пород, почв, которые дают представление в целом о внешнем облике изучаемого объекта. В биологии наглядное представление учебного материала особенно актуально, так как объектами исследования являются живые организмы со сложной внутренней организацией и процессами жизнедеятельности. Часто объектами изучения являются микроскопические существа, исследовать которые можно только с помощью специальных приборов - микроскопов. Особенно сложно проводить эксперименты с вирусами, размеры которых варьируют в пределах от 20 до 300 нм. Вирусы нельзя регистрировать оптическими методами и исследовать их структуру можно только с помощью электронного микроскопа. Следует отметить, что все процессы, протекающие в организме, также нельзя наблюдать визуально.
Благодаря наглядному материалу по биологии мы можем представить, эволюцию окружающего мира. Например, по разрозненным остаткам ископаемых организмов исследователи воссоздают облик давно вымерших животных, реконструируют природу былых эпох, выясняют пути развития органического мира. Натуральные объекты организмов, фиксированные препараты клеток, тканей, органов, скелеты, тушки, чучела животных дают возможность изучить особенности их строения, развития, понять сложность и взаимосвязи протекающих внутри процессов.
Демонстрационный материал по экологии позволяет представить многообразие существующих на планете Земля видов животных, растений, микроорганизмов, выявить взаимосвязи между ними и средой обитания, понять процессы, обеспечивающие жизнь на Земле, оценить экологические ситуации, последствия, к которым приводят экологические катастрофы и многое другое.
Из сказанного видно, что наглядность - один из основных принципов, которым руководствуется преподаватель естественнонаучных дисциплин.
2. Второй особенностью обучения естественнонаучных дисциплин является применение моделирования. Моделью называют условный образ какого-либо объекта или системы объектов. Если натурные предметы дают представление о внешнем облике изучаемого объекта, то модели воспроизводят лишь отдельные, наиболее существенные стороны явления или процесса. Однако подобное отражение должно быть адекватно изучаемому явлению. С помощью моделей можно наглядно показать реально протекающие в организмах сложные процессы, например, митотическое и мейотическое деления, оплодотворение, дробление, іаструляцию, закладку органов, их работу. Популярными в учебном процессе являются и экологические модели, имитирующие экологические явления и позволяющие рассматривать следующие экологические вопросы: популяционная динамика (активность животных); оценка и прогноз продуктивности агроценозов; ,оценка экологического риска; структура агроценозов и природных экосистем; воздействие абиотических факторов на организмы и т.д.
Эффективными являются модели, отражающие длительно протекающие в природе явления, показать их динамику. Например, экологические модели дают возможность анализировать загрязнения различных сред жизни, наблюдать за последствиями и разрабатывать на их основе программы спасения и охраны рассматриваемого природного уголка. Моделирование делает возможным прогнозирование состояния реальных экосистем и решение сложных экологических проблем современности.
3. Третья особенность преподавания естественнонаучных дисциплин -наличие учебной практики, являющейся важным звеном учебного процесса. В задачи практикума входит углубление полученных студентами теоретических знаний, знакомство с методиками экспериментов, экспериментальным оборудованием, постановка опытов и проведение исследований. Значение практикума для естественнонаучных дисциплин состоит в том, что с его помощью студенты приобретают определенные умения и навыки, которые они могут использовать не только в своей научной деятельности, но и в обычной повседневной жизни. Так, например, в преподавании биологии частной целью может служить знакомство студентов с разнообразием окружающего мира, с отдельными его представителями, живущими в настоящее время. Однако помимо обычных занятий в лабораториях, существует учебная полевая практика, которая всегда подразумевает работу с натурными объектами в полевых условиях.
