Проектирование и разработка электронного учебного курса по дисциплине "Начертательная геометрия, инженерная графика"

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКАЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО КУРСА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ, ИНЖЕНЕРНАЯГРАФИКА»

ОГЛАВЛЕНИЕ
 
Введение
Глава I Теоретические основы проектирования и разработки ЭУК
1.1     Проектирование ЭУК:сущность, этапы, содержание, структура
1.2     Требования ктехническому исполнению ЭУК
Выводы к главе I
Глава II Техническая составляющая проектирования и разработки ЭУК
2.1 Анализ предметной области дисциплины
2.2 Программа TeachBook Lite
2.3 Результаты итогового тестирования
Выводы к главе II
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
 
Актуальность исследования. Разработкаэлектронного учебного курса в настоящее время является актуальным направлениемв развитии информационных технологий, направленных на помощь преподавателю и студентув образовательном процессе.
Мы исходим из основного положения о том, что «всестороннееразвитие человека нашей эпохи не может совершаться вне формированияпознавательных интересов» и актуальности проблемы преподавания новыхинформационных технологий в современном образовании, а также внедрениеэлектронного учебного курса.
Таким образом, в информационной сфере в высших учебных заведенияхсложилось противоречие между все более расширяющейся сферой примененияэлектронных учебных материалов как средств обучения в вузе и отсутствиемвыявленной специфики подобных материалов, использование которых обеспечиваетактивизацию учебно-позновательной деятельности студентов.
Одно из возможныхнаправлений разрешения противоречия может обеспечить подход, в котором использованиеэлектронных учебных материалов при изучении дисциплины «Начертательнаягеометрия, инженерная графика» будет носить системный характер.
Необходимость разрешенияпротиворечия обусловливает актуальность данной дипломной работы, а такжеопределяет ее проблему: каким образом должен быть построен электронный учебныйкурс, чтобы он повышал успеваемость студентов. В рамках решения указаннойпроблемы была определена тема дипломной работы: «Проектирование и разработкаэлектронного учебного курса по дисциплине «Начертательная геометрия, инженернаяграфика».
Цель дипломной работы состоит впроектировании и разработке электронного учебного курса по дисциплине «Начертательнаягеометрия, инженерная графика».
Объектом исследования являетсяпроцесс обучения дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика».
Предмет исследования — влияниеэлектронного учебного курса на эффективность обучения.
Гипотеза. Повышение эффективности обучения дисциплины «Начертательнаягеометрия, инженерная графика» при использовании учебного курса возможно, если:
— будет разработан и внедренэлектронный учебный курс по дисциплине «Начертательная геометрия, инженернаяграфика»;
— активизирована учебно-познавательная деятельность студентов;
— будут рационально сочетаться различные технологии представленияматериала.
Для достижения цели дипломной работы и проверки гипотезы былипоставлены следующие задачи:
1.  Проанализировать специальную, педагогическую,психологическую литературу для выявления особенностей проектирования ЭУК.
2.  Рассмотреть и определить этапы проектирования и создания ЭУК
3.  Разработать содержание электронного учебного курса, в полной мересодержащего лекционный материал, необходимый и достаточный для выполненияконтрольных и проверочных работ по дисциплине «Начертательная геометрия,инженерная графика».
4.  Внедрить электронный учебный курс в учебный процесс и апробироватьего на студентах первого курса специальности «Полиграфия» Институтапрофессионального образования и информационных технологий Башкирскогогосударственного педагогического университета им. М. Акмуллы.
На защиту выносятся следующиеположения:
1.    Электронный учебный курсбудет ориентирован на активизацию познавательной деятельности студентов приизучении дисциплины «Начертательная геометрия, инженерная графика», если онбудет соответствовать дидактическим принципам (создание мотивации изучениядисциплины, наглядность представления учебной информации, ориентация насамостоятельное освоение учебного материала), а так же специфическим принципам:нелинейности структуры учебного материала, технологической и содержательнойпреемственности.
2.    Использование методикиобучения дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика», в основекоторой лежит применение студентом электронного учебного курса во всех видахучебной работы (практических занятиях, самостоятельной работе, контроле),позволит обеспечить активизацию учебно-познавательной деятельности студентов ивысокие показатели результатов обучения.
Научная новизна состоит в разработке электронного учебного курсапо дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика».
Теоретическая значимость педагогического исследования:
1.    Определен комплекспринципов построения электронных учебных курсов, направленных на активизацию иповышение продуктивности учебно-познавательной деятельности студентов, ккоторым отнесены: создание мотивации изучения дисциплины, наглядностьпредставления учебной информации, интерактивность, модульность структуры,ориентация на самостоятельное освоение, технологическая и содержательнаяпреемственность различных этапов обучения дисциплине, профессиональнаянаправленность, нелинейность структуры учебного материала, комплексноеиспользование средств мультимедиа.
2.    Выявлены дидактические иорганизационные условия применения электронных учебных курсов, обеспечивающиеактивизацию учебной деятельности студентов: доступность компьютерной техникикак на учебных занятиях, так и в самостоятельной работе, полнотаинформационного обеспечения, применение автоматизированных форм контроля исамоконтроля процесса обучения.
Практическая значимость педагогическогоисследования состоит втом, что преподавателям и студентам педагогического ВУЗа предложен электронныйучебный курс по дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика».Применение наглядного представления материала в обучении делает подачу учебнойинформации более интересной и запоминающейся для каждого студента. Этопозволяет улучшить качество обучения, облегчить изучение учебного материала,сделать процесс обучения более привлекательным для студента.
 

Глава I. Теоретическиеосновы
проектирования иразработки ЭУК
 
1.1     ПроектированиеЭУК: сущность, этапы, содержание, структура
Введем понятие электронногоучебного курса (ЭУК). Электронный учебный курс – это обучающая программнаясистема комплексного назначения, обеспечивающая непрерывность и полнотудидактического цикла процесса обучения: предоставляющая теоретический материал,обеспечивающая тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, этопрограммно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно илис помощью преподавателя освоить учебный курс или его большой раздел с помощьюкомпьютера.
Электронный учебный курс –программный комплекс с учебными материалами и тестами по определенномупредмету.
В разных словарях понятие «проектирование» трактуетсяпо-разному, но смысл везде сохраняется – разработка проекта, создание плана дляосуществления идеального образа.
Проект (лат. projection – «бросание вперёд») – прототип, идеальный образпредполагаемого или возможного объекта, состояния; самостоятельно разработанноеи изготовленное изделие (услуга) от идеи до её полного воплощения (В.Д.Симоненко, 2001).
Проектирование – разработка воспитательного мероприятия,создание плана, проекта воспитательной работы в образовательном учреждении(Г.Д. Бухарова, 2004).
Проектирование – процесс разработки реальных или условныхпроектов преобразований в обучении; выступает в качестве одного из активныхметодов (В.Д. Симоненко, 2001).
Переживаемый в настоящее времясистемой образования этап можно сравнить с эпохой, последовавшей завозникновением книгопечатания. Как известно, это привело к отказу от системы,при которой преподаватель в буквальном смысле читал свои лекции, а слушатели ихдословно записывали, а затем заучивали наизусть. Созданная чешским педагогом –гуманистом Яном Амосом Коменским классно — урочная система и стала ответом нановую ситуацию. При этой системе учащиеся получают экземпляры учебников, покоторым они могут заниматься в классе и дома. Точно так же теперь революционноеизменение в сложившейся технологии обучения в системе образования призванавыполнить вычислительная техника. Компьютеры неизбежно должны привести кизменению сложившейся технологии обучения в школах, техникумах и ВУЗах,введение компьютеров во все сферы деятельности человека – к переоценке роли техили иных знаний. Основное назначение компьютеров в обучении – это решение рядазадач, связанных непосредственно с информацией (накопление, поиск,переработка), внедрение ЭУК, позволяющих учащимся самостоятельно приобретатьнеобходимые им знания. Многие сведения, знание которых считается сейчаснеобходимым для профессионально подготовленного человека, можно принеобходимости получить на экране монитора.
В наши дни ЭУК активно внедряются не только всистемах открытого и дистанционного обучения, но и в традиционных очных формах— в системе общего образования, НПО, СПО, ВПО. ЭУК применяются в различныхцелях: для обеспечения самостоятельной работы обучаемых по овладению новымматериалом, реализации дифференцированного подхода к организации учебнойдеятельности, контроля качества обучения и т. д. При этом в различных учебныхзаведениях разрабатывается достаточно большое количество ЭУК, охватывающихсамые разнообразные предметные области. Однако иногда авторы подобных курсовподходят к их построению в соответствии со своими субъективными представлениямио требованиях, предъявляемых к ЭУК. Это приводит к тому, что в некоторыхслучаях ЭУК ограничены с функциональной точки зрения, а это не позволяетдобиться с их помощью улучшения качества обучения и развития обучаемых. К числунаиболее распространенных недостатков относятся сложная, подчас запутаннаянавигация, излишне усложненная структура рабочей области, перенасыщенность ЭУКдемонстрационными материалами в ущерб содержательному наполнению и, наоборот,отсутствие примеров, иллюстрирующих теоретические положения, и т.п.
Проектирование ЭУК, в отличие от других информационныхсистем имеет свою специфику. В процессе проектирования ЭУК выделяют два этапа.Первым и основным этапом является выявление дидактических условий. Именно,процессом выявления дидактических условий, создание ЭОР (ЭУК, в частности)существенно отличается от разработки любого другого информационного продукта. Вработе И.Г.Захаровой подчеркивается необходимость использования методанисходящего проектирования ЭУК, предполагающего основательную предварительнуюконцептуальную и технологическую проработку создаваемого продукта с учетом всехпредполагаемых способов его применения и особенностей интеграции в учебно-воспитательныйпроцесс. В этом случае проектирование ЭУК начинается с определения учебныхцелей (знаний, умений и навыков), с учетом тех дополнительных возможностей,которые дает применение ЭУК. После того, как определена основная педагогическаяконцепция, осуществляется формирование содержания учебной дисциплины,детализация программы по темам или модулям, выбор методов обучения,проектирование модулей и сценариев работы ЭУК. На следующем технологическомэтапе решается дизайнерская задача превращения методической идеи в интерфейс,проектировка и реализация функциональной структуры ЭУК.
Основных технологических этапов проектирования и создания ЭУКсемь:
1.  аналитический этап, включающий в себяразработку общего замысла ЭУК, построение информационной модели изучаемой дисциплины(раздела дисциплины, темы), формулировку основных дидактических задач и целейобучения, предварительное определение общего содержательного наполнения курса;
2.  стратегический этап, содержащийопределение «образа» контингента обучающихся, разработку сверхзадачи учебника,выбор определяющей стратегической линии обучения (выбор проникающей и/илиосновной педагогической технологии, методов и средств);
3.  обученческий этап, тесно связанный спредыдущим и включающим в себя разработку композиции и общего плана построенияЭУК;
4.  технолого-конструкционный этап,заключающийся в непосредственной реализацию замысла в виде программногопродукта, его отладке и внесение корректирующих уточнений;
5.  этап внедрения, предусматривающийапробацию готового программного продукта;
6.  контрольно-диагностический этап, поитогам проведения которого можно сделать не только заключение о качествепрограммного продукта, но и дать общую оценку ЭУК с позиций его соответствияфункциональным требованиям;
7.  прогностический этап, предусматривающийанализ обратной связи «пользователь – авторский коллектив», совершенствованиеЭУК с учетом замечаний и пожеланий пользователей, перенос нового виденияпроблем создания ЭУ на решение следующей дидактической задачи.
Согласно такому подходу, особенности проектирования, каксодержания, так и образовательных технологий ЭУК состоят в том, что:
1.  используется метод структурированияпредметной области, в результате чего учебный материал разделен на целостные,логически завершенные блоки;
2.  выделяются основные содержательныекомпоненты учебных действий по освоению материала ЭУК для организации обучающейдеятельности на ориентированной основе;
3.  конструируется единый (нораспределённый по всему объему ЭУК) тезаурус предметной области;
4.  составляются методически сопряженные ссодержанием системы практические задания, которые затем включаются в различныеинновационные технологии, трансформируемые в интерактивные версии.
Рассмотрим другую классификацию этапов проектирования ЭУК.
В проектировании ЭУК можновыделить следующие основные направления деятельности: идентификацию проблемы,концептуализацию, формализацию, реализацию и тестирование.
Идентификация включает определение ролей участниковпроцесса, характеристик решаемых задач, целей и использующихся ресурсов. Наэтом этапе определяется состав рабочей группы, при необходимости решаютсявопросы дополнительной подготовки: для педагогов — в области информационныхтехнологий, для программистов — по вопросам, связанным с особенностями представлениядидактических материалов конкретной предметной области.
Концептуализация предполагает определение содержания, целейи задач изучения учебной дисциплины, что фиксирует концептуальную основу базызнаний. Педагог определяет, какие виды информации будут представлены в ЭУК(тексты, графика, анимация, звуковые и видеофрагменты), какие связи должныбудут устанавливаться между ними. Например, какое звуковое сопровождениенаиболее предпочтительно при проверке знаний, а какие материалы должны бытьпредставлены и в виде статичных графиков с текстовым комментарием, ианимационными роликами и т.д.
Формализация предполагает анализ дидактических задач,которые должны решаться путем использования ЭУК, поиск и формализацию возможныхметодов их решения на основе модели процесса обучения и характеристик имеющихсяданных и технологий, лежащих в основе ЭУК. На этом этапе изучаются возможныесценарии предъявления обучаемым дидактических материалов, принципы оценивания иобратной связи, а затем строятся алгоритмы, по которым будет проходитьвзаимодействие обучаемых с ЭУК.
Реализация проекта подразумевает переводформализованных методов решения дидактических задач в окончательную схему —сценарий действий ЭУК — в качестве автоматизированной обучающей системы, особенностикоторой определяются выбранными для ее реализации информационными технологиями.На этапе тестирования обучаемым предлагаются такие задачи, которые с наибольшейвероятностью подвергнут испытанию работоспособность ЭУК и позволят выявить еговозможные слабости. Наиболее важно проверить сценарии, заложенные в ЭУК,доказав или опровергнув эффективность используемых методов обучение. Оченьперспективными представляются конкурсы поурочных разработок, ориентированных наиспользование в ходе занятия электронных учебников.
С точки зрения содержания ЭУКдолжен обеспечивать полноту представления конкретной предметной области,эффективность используемых педагогических и методических приемов, а именно:
— достаточный объем материала,соответствие Государственному образовательному стандарту, актуальность, новизнаи оригинальность;
— фактографическая,практическая содержательность, культурологическая составляющая, системность ицелостность;
— педагогическаясостоятельность продукта посредством используемых методик представления учебногоматериала, системы контроля, соответствия принципам вариативности идифференцированного подхода для организации самостоятельной работы обучаемого сЭУК.
Учитывая особую важность ЭУКдля обеспечения самостоятельной работы, необходимо включить в системутребований следующие:
1.   реализация четкой логики изложениятеоретического материала с возможностью прослеживания обучаемым всех цепочекрассуждений с помощью специальных схем;
2.   особая четкость постановок задач;
3.   подробное комментирование примероввыполнения заданий, хода решения учебных и прикладных задач;
4.   использование различных методов и средствактивизации познавательной деятельности обучаемых для всех формучебно-воспитательного процесса (изучение проблемных ситуаций, постановка задачисследовательского характера, требующих для своего решения привлечения знанийиз других источников, и т.п.).
При проектировании ЭУКнеобходимо учитывать: обучение и развитие являются взаимосвязанными процессами,причем обучение может быть развивающим только лишь при условии выполнениятребований соответствующих психолого-педагогических принципов изакономерностей. В связи с этим необходимо использовать различные методы исредства для активизации познавательной деятельности обучаемых во всех звеньяхучебного процесса: генерировать проблемные ситуации, предлагать заданияпроблемного и логического характера, ставить познавательные задачи, требующиедля своего решения привлечения знаний из других источников, и т. п.
В основу технологии подготовкиЭУК можно заложить один из возможных альтернативных подходов: снизу вверх илисверху вниз.
Подход снизу вверх предполагаетпостепенное выстраивание ЭУК на основе поэтапного внедрения вучебно-воспитательный процесс электронных учебных материалов различногохарактера, что на практике является наиболее доступным для педагога. В этомслучае для процесса создания ЭУК может быть характерна такая последовательностьэтапов:
1.   подготовка и апробация демонстрационныхматериалов для чтения лекций и проведения практических занятий;
2.   разработка и апробация электронногоконспекта лекций, заданий для практических (лабораторных) занятий и семинаров;
3.   разработка и апробация заданий дляпромежуточного и итогового контроля и самоконтроля;
4.   проектирование и апробация принципов обратнойсвязи;
5.   структурирование электронных материалов иформирование базы знаний;
6.   формирование базы данных для мониторинга икоррекции учебно-воспитательного процесса;
7.   создание целостного ЭУК.
Процесс создания ЭУК попредложенной схеме занимает не менее полутора-двух лет при условии, что упедагога изначально имеется полный учебно-методический комплекс (учебнаяпрограмма, конспект лекций, наборы заданий и т.п.) по преподаваемой дисциплине.ЭУК может разрабатываться и самим педагогом, и при помощи специалистов поинформационным технологиям, и при участии обучаемых. Однако во всех случаяхпреподаватель — автор курса — играет основную роль в оперативной апробацииподготавливаемых материалов, их необходимой коррекции и адаптации всоответствии с результатами их применения в учебно-воспитательном процессе.Содержанием заключительного этапа является наиболее сложная и продолжительнаяработа по систематизации всех отдельных наработок в единый ЭУК. В качествеочень важного положительного момента в таком подходе к проектированиюнеобходимо отметить, что процесс создания ЭУК предусматривает последовательнуюи органичную интеграцию создаваемых электронных учебных материалов в учебномпроцесс.
Проектирование сверху вниз предполагаетвесьма основательную предварительную концептуальную и технологическуюпроработку создаваемого продукта с учетом всех предполагаемых способов егоприменения и особенностей интеграции в учебно-воспитательный процесс.Перечислим основные этапы проектирования ЭУК в данном подходе:
1.   определение учебных целей (знаний, уменийи навыков), воспитывающих и развивающих целей с учетом тех дополнительныхвозможностей, которые дает применение ЭУК;
2.   формирование содержания учебнойдисциплины, которое может быть расширено в случае использования ЭУК;
3.   детализация программы по темам илимодулям, выбор методов обучения;
4.   проектирование модулей и сценариев работыЭУК;
5.   решение вопросов по созданию и ведениюбазы данных для мониторинга и управления процессом обучения на основе ЭУК (прииспользовании сетевых технологий);
6.   апробация ЭУК.
Рассмотренный подход особенно характерен при разработке ЭУКна базе специальных программных комплексов. Например, для вузов, входящих вконсорциум Виртуального университета Европы и Центральной Азии, организуютсясеминары, на которых заинтересованные педагоги знакомятся с функциями ивозможностями системы, а также обучаются конструированию ЭУК. Далее самзаинтересованный формирует ЭУК на основе имеющихся у него материалов: текстовлекций, планов семинарских занятий, практических заданий, моделирующих программи др. При этом формальную работу можно поручить инженерно-техническомуперсоналу или самим обучаемым. Это набор и форматирование текстов лекций итестовых заданий, а также внедрение их в ЭУК в соответствии с выработаннойавтором структурой. Основные же усилия педагога направляются на подготовкусценариев, в которых, собственно, и находят выход авторские методическиенаработки. Большую роль здесь играет творческий подход педагога к разработкепланов семинаров для различных категорий обучаемых. ЭУК представляет собойучебные материалы, структурированные особым образом и записанные на электронныеносители или доступные через компьютерную сеть (локальную или Интернет). Приэтом реализованный в них гибкий сценарий способен подстраиваться подпотребности и возможности конкретного обучаемого и развивать его потенциальныеспособности.
Исходя из выше предложенных подходов, мы проектировали ЭУКпо дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика» опираясь на подходснизу-вверх. Так как это позволило нам внедрять учебник поэтапно в учебныйпроцесс.
Требования к структуре ЭУК. Всовременном понимании ЭУК представляет собой сложную дидактическую систему,функционирование которой поддерживает учебный процесс средствамиинформационного технического обучения (ИТО). Как система ЭУК может совмещать всебе функции автоматизированных обучающих и контролирующих систем, моделирующихпрограмм и других программных средств ИТО. В целях мониторинга и необходимойкоррекции процесса обучения, в рамках ЭУК также могут быть сформированы базыданных для хранения текущей и обобщенной информации о результатах работы. Взаконченном виде ЭУК как система включает в себя следующие функциональныеблоки:
1.   информационно-содержательный;
2.   контрольно-коммуникативный;
3.   коррекционно-обобщающий.
Информационно-содержательныйблок в свою очередь включает два подблока.
1.        Информационный:
— общие сведения об изучаемомкурсе или о конкретной теме;
— сроки изучения данного курса(темы);
— график прохождения тем иразделов по данной учебной дисциплине;
— формы и время отчетности; графикпроведения практических и семинарских занятий с использованием современныхсредств коммуникации (электронная почта, теле- и видеоконференции и др.);
— учебные планы, учебные ирабочие программы; график консультаций.
2.        Содержательный:
— учебники, сборники задач,учебные пособия, методические рекомендации, справочники, энциклопедии, хрестоматии;
— развернутые планы семинаров;
— список основной идополнительной литературы, включающий также гиперссылки на ресурсы электроннойбиблиотеки и образовательного Web-сервера учебного заведения, материалы Интернет;
— список тем творческих работпо дисциплине;
— методические рекомендации поработе с электронными материалами.
На последний пункт хотелось быобратить особое внимание. Дело в том, что многие электронные учебники зачастуюиспользуются весьма поверхностно, поскольку учащиеся просто не представляютвсех их возможностей. То же касается и ряда образовательных ресурсов Internet, доступныхтолько специально подготовленному пользователю: сложность навигации, излишниединамические эффекты, постоянно изменяющие вид Web-страницы, — все это толькоотпугивает новичка.
Информация, относящаяся кинформационно-содержательному блоку (отдельные компьютерные программы,электронные учебные пособия и т.п.), может быть представлена как накомпакт-дисках, так и на сервере сети учебного заведения. В частности, если длявыполнения исследовательской работы используются базы данных «общего пользования»,например для занесения результатов экспериментальных работ или натурныхнаблюдений или, наоборот, для использования этих данных в каких-либо расчетах,то их целесообразно разместить на сервере Интернет или локальной сети учебногозаведения. Это будет наиболее удачным решением даже в том случае, когда сам ЭУКзаписан на дискету или компакт-диск и с ним работают автономно.
Формируяинформационно-содержательный блок, педагог должен также принять решение о еговнутренней структуре, включая относительные пропорции отдельных элементов ивзаимосвязи между ними.
Анализ опыта применения ЭУК вучебно-воспитательном процессе показывает, что наиболее эффективными являютсякурсы, основанные на альтернативных способах предъявления учебного материала:на основе линейной и нелинейной схем. В рамках линейной схемы ЭУК предъявляетучебные материалы, последовательная работа с которыми позволяет обучаемомудостигнуть необходимого в соответствии с требованиями государственногообразовательного стандарта уровня знаний. Нелинейная схема обеспечивает работус ЭУК на более высоком уровне, когда обучаемому в зависимости от успешностиосвоения той или иной темы предлагается дополнительный теоретический материал,к которому он может обратиться для углубленного изучения рассматриваемоговопроса. Кроме того, обучаемому могут быть предложены дополнительные разделыкурса, материал которых важен для его профессионального и творческого роста;этот вопрос должен быть изучен педагогом при отборе содержания.
Практика работы с электроннымиматериалами показывает, что единица учебной информации, усваиваемая обучаемымпри самостоятельной работе с ЭУК, определяется контекстом – это может быть иодин, и пять экранов. Однако порция информации подчиняется вполне естественномутребованию — ее содержание должно иметь логически целостный характер(постановка проблемы, отдельный логически завершенный вопрос темы или целикомвся тема, разбор решения задачи). Оптимальный же разовый «неделимый» объемучебной информации, предлагаемый обучаемому для самостоятельной работы,определяется продолжительностью допустимой непрерывной работы за компьютером —не более 30—40 минут (в зависимости от возраста, состояния здоровья,усидчивости и т.д.). При организации самостоятельной работы обучаемый можетиспользовать это время в соответствии с наиболее приемлемым для него стилемизучения материала, но можно распределить время и по аналогии с привычнымзанятием. Например, в самом начале отвести 5—10 минут повторению, необходимомудля понимания новой темы ранее изученного материала, около 20—30 минут — работас новым материалом (включая использование демонстрационных и моделирующихпрограмм, разбор решений задач и т.п.) и, наконец, 5—10 минут — текущийконтроль за качеством усвоения пройденного материала (тест, решение задач). Необходимоотказаться от жесткой регламентации времени — обучаемым должны предлагатьсягибкие графики, позволяющие реализовать индивидуальный подход к организации«электронного урока».
Контрольно-коммуникативныйблок включает в себя:
1.   системы тестирования с реализациейобратной связи для определения уровня начальной подготовки обучаемого, промежуточногои итогового контроля;
2.   вопросы для текущего самоконтроля;
3.   вопросы к зачетам и экзаменам;
4.   критерии оценивания.
Программно-информационнаясоставляющая в контрольно-коммуникативном блоке может обеспечивать нескольковидов контроля: предварительный, текущий, рубежный и итоговый. В ЭУК возможнареализация нескольких подходов к организации работы систем тестирования.
Одним из базовых принципов разработки интерфейсаявляется функциональное структурирование. Структура интерфейса должна отражатьструктуру ЭУК. В качестве базовой единицы функционального структурирования мывводим понятие фрейма.
Фрейм это структура, состоящая из набора ячеек,называемых слотами. Каждый слот состоит из имени и ассоциируемого с нимзначения. Значения могут представлять собой данные или ссылки на другие фреймы.Таким образом, фреймы можно связать в сеть через слоты.
Мы накладываем ограничение на эту сеть, котораядолжна представлять собой дерево. Структура интерфейса, построенная сиспользованием этого подхода, представляет иерархию фреймов.
При проектировании интерфейса ЭУК мы выделяем вего структуре три уровня абстракции: концептуальный, логический и физический.
На концептуальном уровне интерфейспредставляется как иерархия фреймов. Это представление будем называтьконцептуальной схемой интерфейса ЭУК.
Логический уровень задает отображениеконцептуальной схемы в стандартные элементы графического пользовательского.Данное представление будем называть логической схемой интерфейса ЭУК.
На физическом уровне логическая схемареализуется средствами конкретной инструментальной среды. Данную реализациюусловимся назвать физической схемой интерфейса ЭУК.
Интерфейс ЭУК должен в максимальной степениучитывать индивидуальные предпочтения пользователя. Неудобный интерфейс можетоказаться препятствием для успешного освоения ЭУК. Следовательно, мы должныпредусмотреть максимальную гибкость настройки пользовательского интерфейса ЭУК.
Структура ЭУК должна предполагать возможностьконтроля со стороны обучаемого за широтой и глубиной проработки материала. Этодостигается путем введения горизонтального слоения модулей курса. Интерфейс ЭУКдолжен предоставлять пользователю возможность навигации в иерархии модулей игоризонтальных слоев ЭУК с возможностью визуальной маркировки пройденногоматериала. Маркировка может проводиться в автоматическом и ручном режиме.Поддержку горизонтального слоения будем называть вертикальной навигацией свозможностью маркировки.
В соответствии со структурой ЭУК каждый модульделится на вертикальные слои. В качестве вертикальных слоев используютсяследующие дидактические компоненты: теория, тесты по теории, задачи, тесты попрактике, библиография и словарь терминов. Интерфейс ЭУК должен предоставлятьпользователю возможность доступа к любому вертикальному слою текущего модуля.Назовем переход от одного вертикального слоя к другому горизонтальнойнавигацией.
Таким образом, можно сформулировать следующиетребования к интерфейсу пользователя ЭУК:
1.        Персонализация интерфейса: интерфейсЭУК должен предоставлять максимальную гибкость настройки конечнымпользователем.
2.        Поддержка горизонтального слоения ЭУК:интерфейс должен обеспечивать вертикальную навигацию с возможностью маркировки.
3.        Поддержка вертикального слоения ЭУК:интерфейс должен обеспечивать горизонтальную навигацию.
В большинстве случаев всематериалы ЭУК могут предоставляться обучаемым практически в любом из известныхэлектронных представлений — на дискетах, компакт-дисках, по электронной почтеили просто выставляться на образовательном сервере (в локальной сети или через Интернет).Исключение могут составить моделирующие программы, системы для проведенияитогового тестирования и т.п. — в том случае, если их работа основана наиспользовании информационных ресурсов сервера.
Для каждого из типов ЭУКприходится подбирать свои способы и формы представления знаний, организациипользовательского интерфейса, методов подачи материала, контроля знаний и др. Аспособы доставки электронных учебно-методических материалов и обратной связивыбираются в зависимости от возможностей пользователя: ЭУК на образовательномсервере — Интернет или локальном, автономный электронный учебник на дискете иликомпакт-диске, с использованием электронной почты для обеспечения оперативнойобратной связи.
В настоящее время на практикеприменяются в основном следующие технологии при проектировании ЭУК:
1.   проектирование на языке программированиявысокого уровня в сочетании с технологиями баз данных (в том числе имультимедийных);
2.   гипертекстовые технологии;
3.   проектирование с помощьюспециализированного инструментального средства.
При использовании языковпрограммирования высокого уровня учебник реализуется как программный комплекс ипредставляет отдельный исполняемый модуль, обеспечивающий доступ кдидактическим материалам, хранящимся в базе данных. Подобный продукт может бытьоснащен высокой степенью защиты — и от тиражирования, и, тем более, отнесанкционированного внедрения в систему тестирования. Главное преимуществоэтого подхода состоит в том, что использование языков программирования высокогоуровня (Object Pascal, С++)и мощных систем управления базами данных позволяет реализовать любые авторскиезамыслы, тогда как прочие технологии делают это довольно сложным или в принципеневозможным. Кроме того, интерфейс программы (вид окна, расположение элементоввнутри него, шрифты) будет всегда постоянным, в то время как внешний видгипертекстового документа может весьма сильно различаться при использованииразных программ для просмотра. Как известно, недостатки нередко являютсяпродолжением достоинств, и в данном случае это правильно. Обновление учебникатребует значительных усилий специалистов по изменению кода программы, асовременное программное обеспечение, необходимое для подготовки программ наязыках высокого уровня, достаточно дорогостоящий продукт. При этом подготовкаЭУК с использованием технологий программирования требует участия в проектевысококвалифицированных программистов, готовых на конструктивный диалог спедагогом, а не навязывающих последнему свои решения. В конечном счете, каждыйэлектронный учебник становится уникальным и весьма дорогостоящим продуктом, присоздании которого основные усилия затрачиваются на решение чисто техническихпроблем. Такая деятельность целесообразна только при наличии в структуреучебного заведения или учебно-методического центра специального подразделенияпо подготовке электронных учебников. Самые широкие возможности для созданияполноценных ЭУК дает гипертекстовая технология. При проектировании такогоучебника можно заложить гиперссылки, опираясь на способности человеческогомышления к связыванию информации и соответствующему доступу к ней на основеассоциативного ряда. В этом случае ЭУК представляет собой гипертекстовыйдокумент, возможно и с включением динамического гипертекста. Для его созданияиспользуются языки НТМL, JavaScript, VBScript, Реrl, РНР и дополнительные программные средства,облегчающие сам процесс разработки учебника: визуальные редакторы, компиляторыгипертекста и т.п. Преимуществом электронного учебника, созданного на основеданной технологии, является платформенная независимость полученного продукта, атакже универсальность его способа представления обучаемым: он может бытьзаписан на дискеты или компакт-диск, распространяться по сети Интернет или влокальной сети учебного заведения. Кроме того, подобные учебники легкодорабатывать, что особенно важно для тех учебных дисциплин, содержание которыхменяется очень часто (информатика, вопросы законодательства и т.п.). Кнедостаткам данной технологии можно отнести практическое отсутствие защиты отнесанкционированного копирования учебника, дешифровки ключей тестов и т.д.
Особенности третьего подхода,когда проектирование электронного учебника осуществляется с помощьюспециального инструментального программного средства, определяются темпромежуточным положением, которое указанный подход занимает между первымидвумя. В данном случае предполагается, что работу по созданию электронногоучебника предваряет разработка инструментального средства — специальнойпрограммы, позволяющей конвертировать предварительно структурированныематериалы ЭУК в предусмотренную форму. В большинстве случаев такой электронныйучебник является, по существу, системой управления базой мультимедиа-данных.Основными функциями такой системы являются поддержание специальных языков,предназначенных для поиска нужной информации по специальным запросам, а такжепредставление найденной информации в удобном для обучаемого виде.
В последние годы былиразработаны и получили определенную популярность различные программныекомплексы, расширяющие возможности, предоставляемые технологией HTML. Их отличительной особенностью является легкость в освоении, чтодает возможность непосредственно педагогам создавать профессиональныегипертекстовые учебные средства. Помимо программ из весьма популярного пакета Microsoft Office позволяющих легко трансформировать разнообразные документы вгипертекстовые, имеются средства, специально предназначенные для созданияэлектронных книг с удобной системой навигации и поиска информации. Корпорация Microsoft активно внедряет идею перехода к встроенным справочнымсистемам для своей продукции на основе программы просмотра гипертекстовыхдокументов Microsoft Internet Explorer -системе Microsoft HTML Help. Язык HTML, постепенно приобретающий статус универсального языка обработкиинформации, обеспечивает широкие возможности по внедрению единой идеологии.
Суть второго направлениясостоит в подготовке различных электронных учебных материалов для содержательногонаполнения образовательного сервера, своеобразных «кирпичиков», из которых ибудет слагаться единая информационная образовательная среда России. Главнаяроль в этом деле, конечно, принадлежит педагогам, но и для обучаемых здесьоткрывается широкое поле деятельности. Это может быть, например, подготовка Web-страниц, содержащих обзорные материалы ианнотированные каталоги со списками наиболее ценных источников информации(ссылок Интернет) по той или иной дисциплине, формирование баз данных вмоделирующих программах и т. п. Использование гипертекстовой технологиипозволит легко изменять и расширять всю систему, постоянно совершенствуявозможности работы с информацией и для педагогов, и для обучаемых.
Использование гипертекстовойтехнологии само по себе уже вводит все разработки в рамки единого стандарта, нодля комплексного функционирования программного обеспечения ИТО обычноконструируется или привлекается стандартная программа-оболочка, обеспечивающаяформирование единого информационного пространства и представляющая собойпроблемно-ориентированную информационную среду, оперативно доступную обучаемым,педагогам и администрации учебного заведения. Внедрение подобных оболочекведется при самом непосредственном участии педагогов, которые уже на этапеопытной эксплуатации исследуют их возможности для организации образовательногопроцесса, внося свои предложения разработчикам. Однако, к сожалению, единогостандарта для подобного программного обеспечения пока не выработано. Учебныезаведения и центры (в нашей стране и за рубежом), осуществляющие программыдистанционного и открытого обучения, разрабатывают для поддержанияинформационной среды собственное программное обеспечение с учетом спецификисвоей деятельности.
Кроме того, из-за отсутствиястандартизированных программных средств учебным заведениям приходитсяприобретать или разрабатывать программное обеспечение, предназначенное дляподдержки коммуникационных технологий. К нему относятся средства дляорганизации доступа к учебно-методическим материалам и работы с ними черезлокальную сеть или Интернет, пересылки обучающих программ, учебных пособий,заданий и т.д. по сетям; организации и проведения тестирований.
Важным перспективнымнаправлением разработки информационной структуры виртуальных учебных центровявляется создание специализированных учебных комплексов с использованиемтехнологий мультимедиа: учебных видеопрограмм, лекционных видеокурсов, в томчисле и представляемых в Интернет в режиме реального времени с возможностьюоперативной обратной связи. Такие комплексы необходимы для дистанционного иоткрытого образования — как профессионального, так и углубленного профильного,ориентированного на учащихся старших классов, поскольку с их помощью можносделать доступными и лучшие образцы педагогического мастерства, и самыеактуальные знания. Но такие комплексы следует рассматривать не как альтернативутрадиционным автоматизированным обучающим системам, а как возможное (придоступности соответствующих технологий) дополнение к ним.
В связи с многообразием исложностью задач разработки информационной структуры для образовательныхсерверов естественно возникает проблема кооперации родственных учебных инаучных заведений для их решения и последующего распространения удачныхнаходок. В 2002 г. Министерством образования РФ начата реализация проекта посозданию и развитию Российского общеобразовательного портала, в рамках которогоуже разработаны определенные подходы к представлению информации наобразовательных сайтах. В ходе выполнения данного проекта предполагается вестиработу в следующих основных направлениях: оказывать поддержку педагогам всоздании авторских сайтов, разрабатывать и внедрять стандарты, позволяющиеформировать единую образовательную среду России, объединить в рамкахРоссийского образовательного портала лучшие образовательные Web-ресурсы, ориентированные на потребностиучащихся, родителей, педагогов, администрации общеобразовательных учебныхзаведений.
Учитывая перечисленные вышезадачи и определение возможных пользователей, сделаем следующий вывод: вближайшие годы нельзя ориентироваться на обучение только через Интернет. Методическиематериалы должны разрабатываться с прицелом на их универсальное использование —и через Интернет, и в локальных сетях, и на отдельных компьютерах обучаемых, ив отдаленных учебно-консультационных пунктах и филиалах. Кроме того, самопредставление должно позволять легко направлять необходимые материалы поэлектронной почте, проводить контроль качества обучения с последующейобработкой результатов в самых разнообразных режимах: непосредственно приработе в сети с оперативной обработкой на сервере, с отсылкой результатов поэлектронной почте или на дискете, с последующей их обработкой и сообщением всоответствующей форме. Для использования традиционных учебно-методическихматериалов в электронном виде существуют лишь проблемы чисто педагогическогохарактера (приведение в соответствие с их возможностями форм организации учебногопроцесса, формирование заинтересованности преподавателей), в то время как стехнологической стороны возникающие вопросы вполне решаемы. Использованиестандартных средств, позволяющих легко трансформировать материалы в различныепредставления (для сервера, компьютерной презентации лекции в аудитории, поставкина дискетах или компакт-дисках), представляется более перспективным, чемразработка уникальных инструментальных средств под каждый очередной электронныйучебник.
 
1.2Требованияк техническому исполнению ЭУК
 
Для эффективного использованияЭУК в учебно-воспитательном процессе важно не только его содержание, но итехнические параметры — работоспособность, эргономические и художественныеособенности. Основные требования при этом таковы:
1.   оптимальность объема требующейся памяти,корректность автоматической установки, ее доступность для пользователя-непрофессионала;
2.   выполнение всех заявленных для ЭУК какпрограммного продукта функций и логических переходов;
3.   качественность программной реализации,включая поведение при запуске параллельных приложений, скорость ответа навопросы, корректность работы с периферийными устройствами;
4.   адекватность использования и гармониясредств мультимедиа, оригинальность и качество мультимедиа-компонентов;
5.   оптимальность организации интерактивнойработы ЭУК;
6.   эргономичность программного продукта,обеспечение требований (интуитивная ясность, дружественность, удобствонавигации и пр.).
При разработке ЭУК необходимоучитывать традиционные и современные дидактические принципы. К традиционнымотносятся:
Принцип научности обучения.Данный принцип требует, чтобы содержание учебного материала, отбираемого длясоздания ЭУК, соответствовало современному уровню развития науки и техники.Поэтому мы стремимся вооружить студентов знаниями по дисциплине «Начертательнаягеометрия и инженерная графика», выработать у них умения применять полученныезнания на практике по эксплуатации и обслуживанию компьютеров. Электронныйучебный курс способствует самостоятельному приобретению студентами новыхзнаний.
Принцип доступности обучения.Из этого принципа вытекает, что обучение должно быть доступным и посильным возрасту,способностям и уровню развития студентов. «Все подлежащее изучению, должно бытьраспределено сообразно ступеням возраста».
На основе этого принципаопределяется степень сложности учебного материала, его объем. В то же времяпринцип доступности лежит в основе учета индивидуальных и общепсихологическихособенностей студентов в зависимости от их возраста, уровня развития, предметаизучения и других факторов. При предъявлении недоступного для пониманияучебного материала резко снижается мотивационный настрой на учение, падаетработоспособность, ослабевает волевое усилие. Вместе с тем чрезмерное упрощениематериала не способствует к формированию умений и главное не содействует развитиюстудента.
Следовательно, приступая котбору материала для электронного учебного пособия, необходимо знатьособенности тех студентов, для которых предназначена составляемая программа. Вто же время следует учитывать, что программное средство не может бытьоптимальным для всех людей одновременно.
Принцип систематичности ипоследовательности. При построении мультимедийного учебного пособия необходимособлюдать принцип последовательности подачи материала. Я.А. Коменский считал,что обучение должно проходить «постепенно и никаких скачков».
Данный принцип предполагаетрассмотрение любого фрагмента учебного материала в мультимедийном учебномпособии в связи с другими фрагментами в логической последовательности. Поэтомупри организации учебного материала и при составлении педагогического сценарияпрограммы мы учли логическую обоснованность разделов и тем учебного пособия.
Принцип сознательности,активности и самостоятельности студентов в обучении. Данный принцип заключаетсяв овладении студентами при использовании мультимедийного учебного пособиязнаниями, умениями и навыками на основе активности и самостоятельности ихдействий, проявления интереса, увлеченности и стремления развивать творческиеспособности.
Наиболее важное требование кмультимедийному учебному пособию, основывающееся на этом принципе, состоит втом, что, составляя алгоритмы, в соответствии с которыми в программе будетстроиться деятельность обучаемого по усвоению материала, следует позаботиться оположительной мотивации учения. «Того, в ком нет желания к учению, будешь учитьнапрасно, если ты в нем в первую очередь не возбудишь стремление к учению».
Сформулированность иподдержание мотивации у студента являются необходимыми для эффективностиобучения. При создании сценария мультимедийного учебного пособия мыпроанализировали и постарались сделать программное средство таким, чтобы оновызывало заинтересованность, а не скуку, стремление к познанию, а неразочарование.
Реализуя принцип активности,теоретическую информацию электронного учебного пособия дополнили лабораторнымизанятиями, которые предназначены для углубления теоретических знаний, выработкиу студентов навыков применения полученных знаний, способствует накоплению иусвоению знаний. Выполнение лабораторных заданий позволит студентам систематизироватьи воспроизводить ранее усвоенные знания, проводить самостоятельный поиск.Процесс выполнения лабораторных заданий вносит в работу с электронным учебнымпособием эмоциональное оживление, повышает интерес к изучаемой дисциплине.
Для самостоятельного изучениястудентами дисциплины мы включили в пособие модуль обязательной и рекомендуемойлитература для более широкого или детального изучения какой-либо темы илираздела.
Принцип наглядности. Впервыетеоретическое обоснование принципа наглядности обучения ввел Я. А. Коменский ив дальнейшем был развит И. Г. Песталоцци, К.Д. Ушинским и другими педагогами.Именно принцип наглядности, по мнению Я.А. Коменского, является «золотымправилом дидактики», которое гласит: «… Все, что только можно, предоставить длявосприятия чувствами, а именно: видимое – для восприятия зрением, слышимое –слухом, запахи – обонянием, подлежащее вкусу – вкусом, доступное осязанию –путем осязания». Это, соответственно, требовало вовлечения в процесс восприятияучащимися нового материала как можно большего числа органов чувств. Я.А.Коменский считал, что наглядность становиться решающим фактором усвоенияучебного материала.
К.Д. Ушинский далпсихологическое обоснование наглядности обучения. Наглядные пособия являютсясредством для активизации мыслительной деятельности и формированиечувствительного образа. Именно чувствительный образ, а не само наглядное пособие,является главным в обучении.
Очевидно, что с появлениемкомпьютеров обучение стало более наглядным. Образность, яркость, динамичностьиллюстраций, реализованных с помощью мультимедийных возможностей компьютера дляраскрытия наиболее сложных явлений и процессов, все это значительно расширяютвозможности наглядности в учебно-воспитательном процессе. С помощью программкомпьютерной графики можно создавать плакаты, схемы, рисунки, чертежи,видеоматериалы, слайды и другую техническую документацию. Это помогаетстудентам в трудных для понимания фрагментах учебного материала, требующихнаглядного разъяснения, улучшить восприятие, понимание и усвоение, сократитьвремя обучения, повысить эффективность учебной деятельности в целом.
Не следует перегружатьобразную и эмоциональную память студентов. В электронное учебное пособие нужновводить лишь то, что безусловно необходимо для достижения намеченных целейобучения. В то же время в процессе создания мультимедийного учебного пособияследует максимально использовать возможности компьютерной графики дляреализации наглядности в обучении.
Новые дидактические принципы.
Принцип интерактивности обученияозначает, что в процессе обучения должно иметь место взаимодействиестудента с электронным учебным пособием. По отношению к электронному учебномупособию интерактивность следует рассматривать как принцип построения программыи как критерий ее качества. Взаимодействие предполагает наличие обратной связи:электронное пособие должно выдавать то или иное обучающее воздействие(объяснение, подсказку, новый вопрос, новое задание и т.п.) только послеанализа действий студента.
Принцип адаптивности обученияс применением электронного учебного пособия означает приспособление,адаптацию процесса обучения к уровню знаний, умений, психологическихособенностей того или иного студента. Электронное пособие позволяет варьироватьглубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность взависимости от будущей профессии.
Принцип квантования учебногоматериалаозначаетразбиение материала на разделы, состоящие измодулей, минимальных по объему, но замкнутых и интегрированных по содержанию.
Принцип полноты (целостности).Каждый тематический модуль электронного пособия должен иметь фрагментсодержания учебного материала; контрольные вопросы; примеры; задачи иупражнения для самостоятельного решения; тестирование по всему модулю;контекстную справку; исторический комментарий.
Принцип собираемости.Электронные учебные пособия и другие дидактические образовательные пакетыдолжны быть интегрированы в форматах, позволяющих компоновать их в единыеэлектронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, атакже формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам.
Принцип ветвления означает,что модули электронного пособия должен быть связаны между собой гипертекстнымиссылками, чтобы у студента была возможность перехода в любые другие разделы,реализующие последовательное изучение предмета.
Принцип регулирования. Студентимеет возможность вызвать на экран любое количество примеров присамостоятельном управлении сменой web-страниц.
Каждый из дидактическихпринципов одинаково важен, все они взаимосвязаны, взаимозависимы. Рассмотренныепринципы, рекомендации по их реализации — это не готовые рецепты, их следуетиспользовать творчески, опираясь на знание методики обучения, и обязательнокомплексно.
Таким образом, при созданиимультимедийного учебного пособия следует учитывать спецификукомпьютеризированного обучения, реализовать эти принципы в программномпродукте, определить, каким образом максимально приблизить его к природепознавательной деятельности студентов.
И в тоже время приходитсясчитаться с новыми принципами:
1.     Учетом психофизическихособенностей обучаемых;
2.     Психологической ипедагогической эргономичности;
3.     Функциональной полноты(открытая система);
4.     Приоритетностистратегии обучения;
5.     Принцип мотивационнойи активностной обеспеченности;
6.     Принципомуниверсальности применения;
7.     Принципом модульностипостроения.
К этим принципам в последнеевремя добавляется и принцип унификации и стандартизации.
Многочисленныенаучно-педагогические исследования и практический опыт позволили сформироватьрациональный состав элементов УМК, выделив в нем базовый и дополнительныйблоки.
Выводы к главе I
 
В данной главе рассмотрели сущность, характеристикиструктуры, особенности и основные этапы проектирования и создания ЭУК.
Подведем итоги:
1)Информация по выбранному предмету или курсу должна быть хорошо структурированаи должна представлять собою законченные фрагменты курса.
2)Каждый фрагмент, наряду с текстом, должен представлять информацию в виде аудио-или видеоряда.
3) В ЭУК рекомендуется использовать многооконныйинтерфейс, когда в каждом окне будет представлен связывающий фрейм.
4) Текстовая часть должна сопровождатьсямногочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поисканеобходимой информации, а также мощным поисковым центром и индексом.Перспективным элементом может быть подключение специализированного толковогословаря по данной предметной области.
5) Дополнительнаявидеоинформация или анимированные клипы должны сопровождать те разделы курса,которые трудно понять в текстовом изложении.
6) Весь ЭУК должен включать возможность копированиявыбранной информации, ее редактирования в блокноте и распечатки, не выходя изсамого учебника. Это позволит готовить курсовые работы и рефератынепосредственно с помощью ЭУК
Такимобразом, следует надеяться, что внедрение ЭУК способно при определенных условиях значительно повыситьэффективность обучения.
 

Глава II. Техническаясоставляющая проектирования и разработки ЭУК
 
2.1 Анализ предметной области дисциплины
 
Данный обучающий модульэлектронный учебный курс по дисциплине «Начертательная геометрия, инженернаяграфика» разработан для студентов Института профессионального образования иинформационных технологий Башкирского педагогического университета им. М.Акмуллы специальности «Полиграфия».
ЭУК может бытьиспользован преподавателем на занятиях для предъявления нового материала и егопоследующего закрепления. Студентам предлагается ознакомиться с теоретическимматериалом.
Работа с даннымэлектронным учебным курсом ориентирована на самостоятельную познавательнуюдеятельность студентов и самопроверку полученных знаний. Его высокий учебныйпотенциал определяется удобным представлением теоретического материала,наличием примеров, графических иллюстраций, глоссария, руководством по использованиюи видеороликов.
Разработанныйучебник представляет собой лекционный курс дисциплины ОПД.Ф.01 «Начертательнаягеометрия, инженерная графика» по определенным разделам. Содержание дисциплиныразработано на основе программы, составленной в соответствии с Государственнымобразовательным стандартом высшего профессионального образования поспециальности 550300 Полиграфия.
Курс содержит учебный материал, который являетсяосновой для производственно-технологической деятельности. Дисциплина ориентируетна такие виды профессиональной деятельности, как разработка и внедрение новыхтехнологических процессов и их контроль, анализ технического уровня объектовтехники и технологии, знакомит с руководящими материалами по разработке иоформлению технической документации.
В связи с этим основная цельизучениядисциплины «Начертательная геометрия, инженерная графика» – развитиеспособностей к анализу и синтезу пространственных форм и отношений на основеграфических моделей пространства, практически реализуемых в виде чертежейконкретных пространственных объектов и зависимостей, формирования у студентовобобщенных приемов графической и технической деятельности.
Изучение дисциплины способствует решениюследующих типовых задач профессиональной деятельности:
— использование методов,способов, средств графического отображения и чтения информации, связанной спространственными формами и отношениями;
— умение применять геометро — графические знания и умения в новых ситуациях для решения различных прикладныхзадач;
— владение педагогическимиспособностями (умением логично вслух излагать свои мысли, формулироватьразличные определения, составлять алгоритмы и т.п.).
При изучении курса должна бытьобеспечена преемственность с учебным материалом, изучаемым в школе на урокахматематики (геометрии) и черчения. Эта преемственность обеспечиваетсяструктурой и содержанием данного курса, системой обозначений, определениямипонятий, формулировками условий задач и т.п.
Требования к знаниям, умениями навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины.
Студент, изучивший дисциплину,должен:
знать:
— теорию построениятехнического чертежа;
— способы изображенияпространственных форм различных объектов на плоском чертеже;
— основные способы решениязадач на принадлежность линий к поверхности и на определение основныхметрических характеристик различных геометрических фигур (углов, площадей,объемов и т.п.)
— способы решения задач наопределение линии взаимного пересечения поверхностей и построения их разверток;
— основные приемы построенияаксонометрических проекций геометрических объектов;
— назначение и содержаниестандартов ЕСКД по темам курса;
— основные правила оформлениячертежей;
— правила выполненияизображений на чертежах;
уметь:
— строить технический чертеж иаксонометрических проекций объектов;
— решать задачи напринадлежность линий к поверхности и на определение основных метрическиххарактеристик различных геометрических фигур (углов, площадей, объемов и т.п.)
— решать задачи на определениелинии взаимного пересечения поверхностей и построения их разверток;
— выполнять эскизы и рабочиечертежи деталей;
-читать сборочные чертежиизделий;
владеть навыками:
— построения ортогональныхпроекций точек, линий, поверхностей;
— решения основных метрическихи позиционных задач на плоском чертеже;
— выполнения и чтения чертежейдеталей в соответствии со стандартами ЕСКД.
Содержание разделов дисциплины.
1. Введение. Основные правила оформлениячертежей.
Рисунок и чертеж как средства изображенияпространственных свойств на плоскости. Роль рисунка и чертежа в деятельностичеловека. Виды графических изображений. Стандарты ЕСКД, виды изделий иконструкторских документов. Форматы, масштабы, линии и шрифты чертежные,основная надпись.
2. Основные сведения о способах проецирования.
Метод проекций. Получение изображений наплоскости методом проекций: а) центральные проекции; б) параллельные проекции.Основные свойства параллельных проекций. Виды аксонометрических проекций.
3. Проекции точек. Проекции прямых. Взаимноеположение точек и прямых.
Чертеж точки в системе ортогональных проекций.Взаимное положение двух точек. Конкурирующие точки. Задание прямой на чертеже.Прямые общего положения (восходящие и нисходящие) и частного положения(проецирующие прямые, прямые уровня). Принадлежность точки прямой линии. Пересекающиесяпрямые, параллельные прямые, скрещивающиеся прямые. Чертежи плоских углов.
4. Чертеж плоскости. Взаимное положение точек,прямых и плоскостей
Способы задания плоскости на чертеже. Плоскостиобщего положения (восходящие и нисходящие) и частного положения (проецирующиеплоскости и плоскости уровня). Принадлежность точки и прямой плоскости. Взаимноеположение двух плоскостей.
5. Способы преобразования чертежей
Общие сведения о целях и способахпреобразования чертежа. Способ введения дополнительных плоскостей. Способвращения вокруг проецирующей прямой. Способ плоскопараллельного перемещения.Способ совмещения. Применение способов преобразования чертежа к решению задач.
6. Чертежи многогранников
Понятие об образовании и изображении на чертежемногогранников. Правильные многогранники. Точки и прямые, принадлежащие поверхностимногогранника.
7. Чертежи кривых поверхностей. Изображениеокружности в ортогональной аксонометрической проекции.
Понятие об образовании и изображении кривыхлиний и поверхностей. Линейчатые и нелинейчатые поверхности. Поверхностивращения. Развертываемые и неразвертываемые поверхности. Построение на чертежепроекций точек и прямых, принадлежащих кривым поверхностям. Эллипс каккосоугольная и ортогональная проекция окружности. Определение направления ивеличины большой и малой осей эллипса. Построение сопряженных диаметровэллипса.
8. Пересечение поверхностей плоскостями ипрямыми
Пересечение многогранников и кривыхповерхностей плоскостями общего положения. Применение способов преобразованиячертежа для построения проекций линии пересечения поверхностей плоскостью.Пересечение многогранников и кривых поверхностей прямыми.
9. Построение разверток поверхностей
Построение разверток призматических ицилиндрических поверхностей. Способы построения разверток: нормального сечения,раскатки, треугольников. Построение точек и линий на развертках.
10. Взаимное пересечение поверхностей
Общие сведения. Способ вспомогательных секущихпроецирующих плоскостей. Особые случаи пересечения поверхностей второгопорядка.
При изучении дисциплины «Начертательнаягеометрия, инженерная графика» предусматриваются практические занятия,графические работы, работа с учебниками и учебными пособиями, консультации.
В каждом семестрепредусматривается обязательный минимум графических работ. Графические работывыполняются на чертежной бумаге формата А4 и А3 простыми или цветнымикарандашами (в зависимости от целей работы. В процессе изучения дисциплиныпредусматривается текущий контроль (тестовый или по карточкам) и рубежныйконтроль (контрольные работы) знаний студентов. Сроки сдачи графических работ иконтроля оговариваются в календарных планах занятий, составляемых на каждыйсеместр обучения. Своевременное выполнение и сдача графических работ студентами– один из важных факторов успешного обучения дисциплине.
2.2 Программа TeachBookLite
Программа Teach Book Lite позволяет создавать профессиональныеэлектронные учебники высокого уровня без всякого программирования.
Teach Book Liteподдерживает:
1.   Виды графики, Shockwave Flash,GIF-анимации, аудио, видео, OLE.
2.   Разработка тестов, контрольных ипроверочных работ различной функциональности, а также возможность учетарезультатов.
3.   Озвучивание учебного материала, причем,как синтетической речью (воспроизведение производится по тексту), так иреальной, записанной на микрофон.
4.   Возможность вставки содержимого документовMicrosoft Word и web-страницы.
5.   Возможность создания гибкогопользовательского интерфейса: окон, панели инструментов, различных сообщений.
6.   Учебники, созданные в Teach Book Lite, защищены от плагиата.
7.   Учебники, созданные в Teach Book Lite, могут работать на компьютере, на которомон не установлен.
8.   Удобные средства разработки. Имеетсявозможность проверки правописания.
ЭУК для достижения максимального эффекта должен бытьсоставлен несколько иначе по сравнению с традиционным печатным пособием: главы,параграфы и другие разделы должны быть более короткие, что соответствуетменьшему размеру компьютерных экранных страниц по сравнению с книжными. Затемкаждый раздел, соответствующий рубрикации нижнего уровня, должен быть разбит надискретные фрагменты, каждый из которых содержит необходимый и достаточныйматериал по конкретному узкому вопросу. Как правило, такой фрагмент долженсодержать 1—3 текстовых абзаца (абзацы также должны быть короче книжных) илирисунок и подпись к нему, включающую краткое пояснение смысла рисунка.
Таким образом, студент работает не с непрерывно излагаемымматериалом, а отдельными экранными фрагментами, дискретно следующими друг задругом. Изучив материал, представленный на экране, студент нажимает кнопку «Следующий»,размещенную обычно ниже текста, и получает следующий фрагмент материала. Еслион видит, что не все понял или не все запомнил из предыдущего экрана, тонажимает расположенную рядом с первой кнопку «Предыдущий» и возвращается наодин шаг назад. Дискретная последовательность экранов находится внутри (и впределах) наименьшей структурной единицы, позволяющей прямую адресацию, т.е.внутри параграфа или подпараграфа (того, что характеризуется заголовкомтретьего уровня), содержит один или несколько фрагментов, последовательносвязанных друг с другом гипертекстовыми связями. На основе таких фрагментовпроектируется слоистая структура учебного материала, которая содержит:
− слой, обязательный для изучения;
− слой для более подготовленных пользователей;
− слой для более глубокого изучения определенных разделов;
− вспомогательные слои;
− специальный слой основных понятий и определений;
− дополнительный слой рекомендаций по применению полученныхзнаний.
Такая организация учебного материала обеспечивает дифференцированныйподход к обучаемым в зависимости от уровня их подготовленности, результатомчего является более высокий уровень мотивации обучения, что приводит к лучшемуи ускоренному усвоению материала.
На начальной стадии внедрения ЭУК, целесообразна фреймоваяструктура. Именно при ней предусматриваются отдельные фреймы для решения многихиз перечисленных задач.
Проще говоря, фрейм – это часть страницы ЭУК, в которомвозможно изменить содержание, не нарушая целостность страницы ЭУК. Обычноиспользуют три фрейма: для навигации, для заголовка, для основного текста.
В целом, фрейм навигации может быть оформлен в виде оглавлениядокумента. Так как размеры подробного оглавления обычно велики, то во фреймеобязательно должен содержаться маркер прокрутки.
Выбранные из оглавления разделы появляются во фрейме дляосновного текста ЭУК. Этот фрейм имеет самые большие размеры, необходимые дляпомещения 2—3 абзацев текста или рисунка с пояснениями. Указанный фреймпредставляет собой главное информационное поле, т.е. содержит тот материал,который должен быть за один прием воспринят учащимся, осознан им и сохранен воперативной, а затем и в долговременной памяти.
В этом тексте также могут содержаться ссылки в виде адресов(URL)иллюстраций (если они выводятся в специальных окнах), некоторых другихэлектронных документов, рассматриваемых как дополнительная литература,анимационных, аудио- и видеофайлов, содержащих динамическое описание процессовили явлений, авторские пояснения и иллюстрационный видеоматериал. В качествеиллюстрации этого положения, могу сослаться на большое впечатление, котороепроизвела на автора динамическая схема (модель) производства сахара наавтоматизированном производстве, оформленная в виде анимационного изображения вGIF-форматена соответствующем сайте. Даже для абсолютно незнакомого с предметом человекасхема была вполне понятна и чрезвычайно выразительна. Кстати, такие дополнениятакже могут оформляться вне основной фреймовой структуры, в виде дополнительныхокон.
Для удобства студента в отдельный фрейм выделен глоссарий илисписок определений, переход к которым организован с помощью указателейгиперссылок от терминов, встречающихся в основном тексте и требующих пояснения.Этот фрейм не является обязательным. Для увеличения площади экрана, занятойосновным фреймом, можно список определений формировать в дополнительномвсплывающем окне.
Предметный или алфавитный указатель пособия также позволяетперейти от соответствующих терминов и понятий к основному тексту, в котором ониупоминаются, с помощью гипертекстовых ссылок (в печатных изданиях указаныстраницы, где эти понятия встречаются). Таким образом, содержимое этого фреймаобеспечивает дополнительные возможности навигации в пределах ЭУК. Однако,реализация этого способа требует от студента хотя бы предварительногознакомства с тематикой пособия. Иначе говоря, этим способом навигации реальнопользуются лишь те студенты, которые стремятся усовершенствовать или повыситьуровень своих знаний по данному предмету. Таким образом, для начальногообучения в рамках определенного курса можно исключить этот фрейм и формироватьалфавитный указатель во вспомогательном всплывающем окне.
Помимо четырех перечисленных фреймов, каждый из которыхснабжен возможностью прокрутки, предусмотрен дополнительный пятый фрейм. В немразмещается постоянная (неизменная для данного издания), или, иначе, справочнаяинформация. Используя эту информацию, студент может перейти на сайт института,послать электронное письмо с вопросами или просьбой о предоставленииконсультации или дополнительных материалов автору учебника, просмотреть списокдругих пособиям по данной и близкой тематике. Иногда можно предусмотретьвозможность сетевого обсуждения студентами вопросов, рассматриваемых в данномЭУК. Может оказаться полезным размещение в верхней части окна браузеразаголовка ЭУК, для чего можно использовать отдельный фрейм, информация вкотором также постоянна. Информационное насыщение фрейма заголовка близко кнулю, поэтому в тех случаях, когда количество фреймов и без того велико, фреймзаголовка лучше не использовать.
В большинстве случаев, при проектировании ЭУК рекомендуетсяограничиваться структурой с тремя — четырьмя фреймами. Для тех учащихся, которыепредпочитают иметь большее количество основной информации на одном экране (тоесть максимальные размеры фрейма «Основной текст») можно организовать переход кструктуре с тремя фреймами, а список определений и глоссарий выводить вдополнительных окнах, открывающихся по запросу обучаемого.
Рисунки, которые должны присутствовать в тексте во многихслучаях следует показывать в отдельных окнах, изолировано от фрагментов текста.Следовательно, в таком случае во фрейме «Основной текст» выводятсядействительно только абзацы текста ЭУК. Если в одном из них присутствуетгиперссылка на рисунок, то при воздействии на нее всплывает окно с графикой.Размер окна с рисунком не должен быть чрезмерно большим, чтобы иметьвозможность перемещать это окно в пределах экрана для того, чтобы попытатьсяоптимально разместить на экране рисунок относительно поясняющего его текста.Например, рисунок может перекрывать фреймы «Оглавление» и «Глоссарий», так какво время изучения и запоминания изображения обычно не требуется перемещаться потексту издания. После детального изучения рисунка вместе с поясняющим еготекстом окно с рисунком, как правило, можно закрыть.
В связи с существенно различной природой печатногоматериала и ЭУК в последнем возникают две новые и существенные проблемы:
Проблема размещения и оформления текстового и графическогоматерила на рабочей поверхности экрана, атакже размер этой поверхности, использование признака цветности и субъективнаяреакция пользователей на наличие этих элементов.
Проблема ориентации и перемещения пользователя внутри ЭУК: между разделами, графикой и рисунками, страницами, включаяовладение различными уровнями материала и перемещение между ними, фиксациясвоих шагов в процессе изучения для обеспечения возможности контроля и статистическихисследований.
Способы работы с печатными материалами формировались втечении нескольких веков и тесно переплетены с нашими все еще недостаточноисследованными взглядами на то, как изучать, что изучать, как должна выглядетькнига или журнал. В то же время эра электронных материалов пришла быстро ивнезапно. Поэтому весьма важна роль оптимизации работы с соответствующимиматериалами, включая как первую, так и вторую проблему. Остановимся на нихпоследовательно.
Размещение информации наповерхности экрана. При работе сэлектронными материалами следует учитывать несколько моментов, которые мывначале перечислим, а затем остановимся на каждом из них подробнее:
−  гарнитура, кегль и начертание отдельных символов;
−  размещение текста и свободное пространство на поверхностиэкрана;
−  виды используемых иллюстраций и графики;
−  читаемость, логическая структура и другие языковые качестваэлектронного текста;
−  особенности реакции пользователя на электронный материал(на то, как материал классифицирован, связь осознания материала пользователем сего представлением и пр.).
Хотя печатные гарнитуры несколько отличаются от экранныхкомпьютерных шрифтов, последние в настоящее время получили достаточноераспространение и характеризуются широким разнообразием рисунка. Как правило,читатель предпочитает работать с простыми по начертанию гарнитурами (Times, Courier, Arial, SansSerif). Вероятнее всего, это связано с тем, что экранное разрешение внесколько раз меньше, чем у печатного текста. Надо отметить также, чтобольшинству пользователей предпочтительнее работать с более плотными экраннымитекстами (т. е. с малыми размерами кеглей), которые расположены на экране болеекомпактно, легче воспринимаются взглядом как нечто единое, цельное. Аналогичныесведения следуют и из исследований работы пользователей с телетекстом на экранетелевизора: большинство (56%) работающих с ним предпочитают иметь на экранепредельно большое количество информации, что может быть достигнуто как за счетуменьшения кегля, так и более компактного размещения блоков текста на экране.
Размещение блоков информации на поверхности экрана и их взаимодействие с осветленным пространством экранаотносится уже ко второй позиции. Именно количество и размещение осветленногопространства на экране играет самую важную роль как в нахождении нужногофрагмента материала из общего их экранного множества, так и в восприятииинформационного содержания фрагментов текста. Здесь важно не только расстояниемежду отдельными разделами текста, но и размещение заголовков, соотношениекеглей, начертаний заголовков и фрагментов рядового текста. Интересно отметить,что упомянутые выше элементы, как показали многие исследования, играют важнуюроль не только в осознании и понимании содержания материала пользователем, но ив его последующем кодировании и переводе в долговременную память дляпоследующего длительного хранения и дальнейшего использования (запоминания).
Исключительно негативную роль, как с точки зренияпроизводительности, так и осознания и запоминания информации, играет мигание идрожание строк текста.
Важнейшим положительным фактором является использование приотображении признака цветности. В печатном материале применение цвета существенноувеличивает информационную избыточность материала, и, что еше важнее, резкоувеличивает затраты на подготовку печатного материала. Поэтому в печатномматериале цвет используется осторожно и только в случае крайней необходимости.В то же время при работе с электронным материалом ничто не препятствуетширокому использованию признака цветности, так как в компьютере, в большинствеслучаев, используется цветной монитор. Цветом могут выделяться следующиефрагменты:
−  текстовые заголовки;
−  блоки определенного текста;
−  графика и иллюстрации;
−  осветленные пространства, которые обычно выделяютсясветлыми тонами (например, желтым, светло-зеленым, бледно-розовым и пр.);
−  цветом может выделятся и фактура (подложка, т.е. нечто,подобное тонированию бумаги) трех первых позиций;
−  цветом же рекомендуется выделять все гипертекстовые ссылки,независимо от того, относятся ли они к текстовому или графическому фрагментуучебника.
Цвет — притягательный фактор, он играет важную роль в распознавании информационныхфрагментов, не говоря уж о его субъективной привлекательности для большинствапользователей компьютеров. Однако, следует тщательно подбирать цветовыеоттенки, в частности, стремясь к гармоничному их сочетанию, не вызывающемунегативных эмоций у читателя.
Наряду с цветом можно использовать и рисунок подложки, чтореально применяется в дизайне гипертекстовых Web-страниц. Кроме внешнейпривлекательности, такой рисунок создает иллюзию работы с печатной страницей,что для многих пользователей может оказаться дополнительным и привлекательнымфактором в пользу работы с ЭУК.
Виды используемой графики ииллюстраций — еще один из аспектов оформления пользовательского интерфейсаповерхности экрана. Иллюстрации и графика сложны для разработки, но являются, вбольшинстве случаев, предпочтительными для пользователей, так как графическаяформа представления материала характеризуется многократно большим информационнымобъемом и скоростью восприятия информации. Здесь также нет соответствия междупечатным и электронным материалами. Если читатель печатного текста вбольшинстве случаев не ждет графику (или ожидает ее достаточно редко), токомпьютерный пользователь автоматически предполагает высокий процент графики ииллюстраций.
В обучающем и познавательном материале эти ожиданияпроявляются особенно остро. Ведь графика и иллюстрация — нормальная частьрабочего материала, а в печатных изданиях их число обычно искусственнозанижено, что связано с дополнительными расходами на их подготовку и включениев ЭУК. В электронных изданиях, в отличие от печатных, графика может не тольконаходится внутри текста, но и выводится в отдельном окне которое открывается(активизируется) и закрывается по желанию пользователя. По мнению автора, такойвариант вывода графических изображений во многих случаях являетсяпредпочтительным.
С точки зрения форматов используемых графических файловпредпочтение отдается GIF и JPEG, которые отличаются высокой компактностью и приемлемойпередачей цвета, в особенности при оптимизации используемой палитры цветов в GIF-формате. Впоследнее время все шире применяется полноцветные изображения в PNG-формате.
Языковые качества электронного текста также значительно отличаются от соответствующиххарактеристик печатного текста. В ЭУК следует использовать преимущественнокороткие четкие предложения и сжатые параграфы, позволяя пользователя предельнобыстро просмотреть экран, отыскивая нужную информацию. Многие исследователиинтересовались реакцией пользователя на использование аббревиатур и сокращенийс тем, чтобы лучше использовать ограниченную поверхность экрана, но покарекомендуется ограничиваться только общеупотребительными элементами этого типа.
Последний фактор состоит в субъективной реакциипользователя на оформление текста. Если пользователю неприятен стиль оформлениятекста, то его производительность при работе с ним конечно снизится.Большинство специалистов считают, что познавательная ценность электронноготекста измеряется тремя характеристиками:
−  Первоначальной реакцией пользователя на текст.
−  Привлекательностью текста.
−  Ясностью изложения текста.
Из перечисленных характеристик привлекательность наиболеесубъективна. Поэтому привлекательность текста для пользователя может бытьдостигнута предоставлением ему возможности (в определенных пределах) самостоятельноустановить формат представления материала на экране, а может быть, дажеуправлять системой в целом, включая расположения фрагментов текста, иллюстрацийи осветленного пространства, т.е. полностью конфигурировать экранный интерфейс.Это, разумеется, потребует значительных дополнительных усилий при разработкеЭУ, но зато обеспечит наилучшие условия его использования. В браузере MS Internet Explorer предусмотрена возможность индивидуальной настройкипользовательского интерфейса (для чего предназначена команда Свойстваобозревателя и соответствующее ей диалоговое окно).
Проблема ориентации иперемещения пользователя. Ориентацияучащегося в ЭУК достигается несколькими путями. Прежде всего, как и в печатномиздании, с помощью заголовков. Рубрикация ЭУК, должна характеризоваться большейглубиной (большим числом уровней), чем у печатного издания. Целесообразно,чтобы каждый (или почти каждый) экран содержал заголовок раздела. Выше ужеупоминалось, что разделы ЭУ должны быть достаточно короткими, каждый разделдолжен содержать исчерпывающую информацию по одному конкретному вопросу.
Другой вариант ориентации связан с использованием в ЭУКколонтитулов (как и в печатном пособии). Колонтитул может быть предусмотрен накаждой экранной странице и позволяет контролировать название изучаемой главы ипараграфа, т. е. пользователь не теряет ориентации в учебнике.
Наконец, при использовании фреймовой структуры во фрейме«Содержание» выбранный раздел отмечается другим цветом по сравнениюсо всеми оставшимися. Здесь преимущество ЭУК особенно наглядно, так какстудент, наряду с чтением раздела, всегда видит, где он находится, какой разделизучает и видит расположение этого раздела среди других рубрикаций.
Перечисленные средства ориентации наиболее распространены,хотя можно использовать и некоторые другие, например, в форме всплывающей подсказки,содержащей название раздела или даже в виде представления на экране фрагментаграфа рубрикаций, в котором указано (например, выделено цветом) названиеизучаемого раздела.
Вообще проблема поиска пути в учебнике требует решения настыке наук. В постановке и решении этой проблемы должны участвовать психологи,библиотекари, специалисты по компьютерным технологиям, преподаватели, издатели,графические дизайнеры. Пока единый подход к этой проблеме, к сожалению,отсутствует. Трудность ее решения связана и с тем, что эта проблема касаетсямножества процессов, протекающих на различных уровнях активности сознания. Этоодновременно проблема узнавания и проблема формирования решения, проблемавыбора элементов различных поисковых стратегий, например, оглавления или глоссария(предметного указателя). В последнем случае возникает дополнительнодостаточно-общая проблема выбора правильных терминов (ключевых слов) дляпоиска, а также возможность неопределенности (неоднозначности) в результатенеточного запроса.
Основная проблема использования фреймовых структур связанас ограниченным объемом фрейма, так как он вспомогательный и его увеличениеснизило бы площадь той части экрана, которая занята содержательной частьюэлектронного пособия. Ограниченный размер этого фрейма наряду с многоуровневойдетализованной структурой рубрикаций электронного учебника обычно приводит кневозможности просмотра всех рубрик одновременно: во фрейме обязательноприсутствует маркер прокрутки и видна лишь часть оглавления.
Здесь для увеличения количества одновременно присутствующихна экране рубрик можно идти несколькими путями. Первый из них состоит в использованиипредельно коротких заголовков (из одного — двух слов), причем при подведении крубрике указателя мыши всплывает полный заголовок в небольшом вспомогательномокне.
Второй путь состоит в применении иерархическогоструктурирования оглавления. Скажем, исходно на экране в этом фрейме помещаетсясписок заголовков первого уровня (глав). Если щелкнуть по одному из заголовков,то в этом же фрейме появляется совокупность всех заголовков второго уровня длясоответствующей части учебного пособия. Аналогично, при щелчке указателем мышина заголовок 2-го уровня, фрейм заполняется заголовками третьего уровня и такдалее (обычно, число уровней не превышает 3-х). При заполнении фреймазаголовками 2-го, 3-го и последующих уровней должны быть предусмотрены икоманды возврата во фрейм заголовков более высоких уровней (возврат на 2-ойуровень, возврат на 1-ый уровень). Собственно загрузка материала в основной фреймпроисходит только в результате щелчка по заголовку нижнего уровня, т. е.процесс навигации в материале заметно усложняется. Вероятно, такой подходоправдан лишь при двухуровневой структуре материала.
Опишем структуру ЭУК подисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика». Для того, что бывойти в электронный учебник, необходимо пройти авторизацию, т.е. ввести своюфамилию или имя. Перед вами откроется титульный лист учебника.
/>
Вверху экрана располагаетсяменю, которое содержит следующие вкладки: правка, справка, приложение.
Правка:
— скрыть фрейм;
— показать фрейм;
— поиск текста по ключевомуслову;
— выход.
Справка:
— о программе;
— помощь.
Приложение:
— словарь специальных терминов;
— полное содержание курса;
— методические рекомендации повыполнению контрольной графической работы;
— вопросы для самопроверки;
— рабочая программа:
— цели и задачи дисциплины;
— требования к уровню освоениясодержания дисциплины;
— объем дисциплины и видыучебной работы;
— содержание дисциплины;
— учебно-методическоеобеспечение дисциплины;
— материально-техническоеобеспечение дисциплины;
— содержание итогового ипромежуточного контроля;
— методические рекомендации поорганизации изучения дисциплины.
/>
Возвращаясь к титульномулисту, хочется отметить расположенный слева перечень указателей – это фрейм. Онсодержит в себе все темы курса. Фрейм для более удобного просмотра страницыможно скрыть, и затем вернуть на место для перехода к другому материалу.
Электронный учебный курссодержит как краткий курс дисциплины «Начертательная геометрия, инженернаяграфика», так и более полный, также есть словарь и вопросы для самостоятельнойпроверки освоенности учебного материала.
/>Особенность электронного учебного курса по дисциплине«Начертательная геометрия, инженерная графика» состоит в том, чтобы наглядноизобразить процесс проецирования, сложный для восприятия студентами. Для этогопо трудно воспринимаемым темам представлены видеоролики:
— свойства проецирования;
— проецирование точки;
— проецирование прямой;
— проецирование плоскости;
— сечение геометрическоготела.
Кроме того, имеется видеороликс пояснением методики выполнения инженерно-графических работ.
/>
2.3 Результаты итогового тестирования
 
Наше исследование вылилось из курсового проекта, которыйразрабатывался с четвертого курса. Студенты первого курса специальности «Полиграфия»2006/2007 гг. обучения занимались без ЭУК по дисциплине «Начертательнаягеометрия, инженерная графика». Результаты итогового тестирования.№ п\п оценка количество 1 2 4 2 3 17 2 4 3 4 5 1
На основе таблицы построена диаграмма, в которойотображаются результаты тестирования.
/>
Студентам 2007\2008 гг. обучения было предложено изучатьдисциплину «Начертательная геометрия, инженерная графика» при помощиэлектронного учебного курса, затем выполнить итоговое тестирование. Результатыбыли зафиксированы в таблице и обработаны с помощью различных статистическихвычислений.№ п\п оценка количество 1 2 2 2 3 16 3 4 5 4 5 2

На основе таблицы построена диаграмма, в которойотображаются результаты тестирования.
/>
В результате: 20% учащихся справились с тестовыми заданиямина «4» (хорошо), т.е. правильно ответили на 75% вопросов. На «отлично»справились с заданиями 8% тестируемых студентов. На «3» (удов) выполнилизадания 64% студентов и на «2» (неуд) выполнило 8%.
Приведем анализ усвоения учащимися материала сиспользованием традиционных, книжных средств обучения. Учащимся былпредоставлен по программе материал для самостоятельного изучения, а такжеразработаны тесты по содержанию. В итоге, студенты справились с заданиями хуже:12% учащихся справились с тестовыми заданиями на 4 (хорошо), т.е. правильноответили на 75% вопросов. На «отлично» справились с заданиями 4% тестируемыхстудентов. На «удовлетворительно» выполнили задания 68% студентов и на «неуд»выполнило 16%.
Представим сравнительную диаграмму.
/>
По диаграмме видно, что увеличилось количество хороших иотличных оценок у студентов экспериментальной группы (их результатыпредставлены сиреневым цветом).
Предложим вашему вниманию диаграмму, которая отображаетколичество вопросов в тестировании (31), а также количество правильных и неправильныхответов.
/>

Объединим вопросы тестирования по разделам:
1.        Правила оформления чертежей (форматы, линиичертежа, геометрические построения, нанесение размеров): 1,2,3,13,11 вопросы.
2.        Проецирование геометрических объектов(точек, прямых, плоскостей): 4, 6, 7, 8, 9.
3.        Проецирование геометрических тел: 12,14, 15.
4.        Наглядные изображения (аксонометрия,технический рисунок): 5, 10, 21, 20, 22, 29.
5.        Изображения в инженерной графике (виды,разряды, сечения): 16, 17, 18, 19, 23, 24, 30, 31.
6.        Соединения деталей: 25, 26, 28./>/>/>
/>
Анализ результатов тестирования позволил выявить наиболеепроблемные темы курса. Это проецирование геометрических объектов (II раздел) инаглядные изображения предметов (IV раздел). Для устранения этих недостатков в ЭУК был введеннаглядный материал в виде анимации.
Выводы по главе II
Электронный учебный курс подисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика» разработан длястудентов Института профессионального образования и информационных технологийБашкирского педагогического университета им. М. Акмуллы специальности«Полиграфия».
ЭУК может бытьиспользован преподавателем на занятиях для предъявления нового материала и егопоследующего закрепления. Студентам предлагается ознакомиться с теоретическимматериалом.
Работа с даннымэлектронным учебным курсом ориентирована на самостоятельную познавательнуюдеятельность студентов и самопроверку полученных знаний. Его высокий учебныйпотенциал определяется удобным представлением теоретического материала,наличием примеров, графических иллюстраций, глоссария, руководством поиспользованию и видеороликов.
Программа Teach Book Lite позволяет создавать профессиональныеэлектронные учебники высокого уровня без всякого программирования. На начальной стадии внедрения ЭУК целесообразна фреймоваяструктура. В большинстве случаев, при проектировании ЭУК рекомендуетсяограничиваться структурой с тремя — четырьмя фреймами.
Особенность электронногоучебного курса по дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика»состоит в том, чтобы наглядно изобразить процесс проецирования, сложный длявосприятия студентами. Для этого по трудно воспринимаемым темам представленывидеоролики:
— свойства проецирования;
— проецирование точки;
— проецирование прямой;
— проецирование плоскости;
— сечение геометрического телаплоскостью.
Кроме того, имеется видеороликс пояснением методики выполнения контрольно-графических работ.
Экспериментальная проверкаэффективности ЭУК показала, что успеваемость обучаемых возросла. Значительноулучшилось качество контрольно-графических работ. Итоговое тестированиепозволило выявить слабые стороны ЭУК. Были приняты меры для устранениянедостатков.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В информационной сфере в высших учебных заведениях сложилосьпротиворечие между все более расширяющейся сферой применения электронныхучебных материалов как средств обучения в вузе и отсутствием выявленнойспецифики подобных материалов, использование которых обеспечивает активизациюучебно-познавательной деятельности студентов.
Нами сделана попытка разрешения этого противоречия черезпроектирование и разработку ЭУК для изучения дисциплины «Начертательнаягеометрия, инженерная графика» на отделении «Полиграфия» Институтапрофессионального образования БГПУ им. М. Акмуллы.
В процессе исследования былаподтверждена гипотеза: Повышение эффективностиобучения дисциплины «Начертательная геометрия, инженерная графика» прииспользовании учебного курса возможно, если:
1.    Будет разработан ивнедрен электронный учебный курс по дисциплине «Начертательная геометрия, инженернаяграфика». Использование методики обучения дисциплине «Начертательная геометрия,инженерная графика», в основе которой лежит применение студентом электронногоучебного курса во всех видах учебной работы (практических занятиях, самостоятельнойработе, контроле), обеспечило активизацию учебно-познавательной деятельностистудентов и высокие показатели результатов обучения.
2.     Активизированаучебно-познавательная деятельность студентов. Электронный учебный курсориентирован на активизацию познавательной деятельности студентов при изучениидисциплины «Начертательная геометрия, инженерная графика», если онсоответствует дидактическим принципам (создание мотивации изучения дисциплины,наглядность представления учебной информации, ориентация на самостоятельноеосвоение учебного материала), а так же специфическим принципам: нелинейностиструктуры учебного материала, технологической и содержательной преемственности.
3.        Будут рациональносочетаться различные технологии представления материала. Особенность электронного учебного курсапо дисциплине «Начертательная геометрия, инженерная графика» состоит в том,чтобы наглядно изобразить процесс проецирования, сложный для восприятиястудентами. Для этого по трудно воспринимаемым темам представлены видеоролики:
— свойства проецирования;
— проецирование точки;
— проецирование прямой;
— проецирование плоскости;
— сечение геометрического телаплоскостью.
Эффективность ЭУКбыла проверена в ходе экспериментальной работы. Работа с данным электроннымучебным курсом ориентирована на самостоятельную познавательную деятельностьстудентов и самопроверку полученных знаний. Его высокий учебный потенциалопределяется удобным представлением теоретического материала, наличиемпримеров, графических иллюстраций, глоссария, руководством по использованию ивидеороликов.
ЭУК может бытьиспользован преподавателем на занятиях для предъявления нового материала и егопоследующего закрепления. Разработанный нами ЭУК будет интересен и полезенучащимся СОШ, ССУЗ и ВУЗ, где изучается черчение, начертательная геометрия иинженерная графика.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
 
1.        Алаева Н.С. Разработка инструментальных средствавтоматизации учебного процесса при преподавании экономических и специальныхдисциплин студентам с нарушением слуха (на материале колледжа институтасоциальной реабилитации НГТУ) // Модернизация специального образования.Проблемы коррекции, модернизации, интеграции: Матер. Всерос. науч.-практ. конф.с международным участием (Санкт-Петербург,1315 октября 2003 г.). Ч.2. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена. 2003. С. 410 — 414.
2.        Баранова Ю.Ю.,Перевалова Е.А. Методика использования электронных учебников в образовательномпроцессе//Информатика и образование. 2000. № 8. С. 43-47.
3.        Беспалько В.П.Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьеготысячелетия). – Москва-Воронеж, 2002. – 355с.
4.        Беспалько В.П.Учебник. Теория создания и применения. – М.: НИИ школьных технологий, 2006. –192 с.
5.        Бидайбеков Е.Ы.,Гриншкун В.В. Гипермедиа в обучении//Информатика. 1999. №8. С. 83.
6.        Виштак О.В.Дидактические основы разработки педагогического сценария мультимедийногоучебного пособия по информатике //Информатика и образование. 2004. №7. С.87-90.
7.        Вуль В.А. Электронныеиздания. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 560 с.
8.        Гасов В.М., ЦыганенкоА.М. Методы и средства подготовки электронных изданий: Учеб. пособие / В.М.Гасов, А.М. Цыганенко; Моск. гос. ун-т печати. – М.: МГУП, 2001. – 735 с.
9.        Гончаров А.Самоучитель HTML: (Популярный язык гипертекстовой разметкидокументов). – СПб.: Питер, 2002. – 239 с.
10.     ГОСТ 19.201-78 ЕСПД.Техническое задание. Требования к содержанию и оформлению.
11.     Гречихин А.А., ДревсЮ.Г. Вузовская учебная книга: Типология, стандартизация, компьютеризация: Учеб.метод. пособие в помощь авт. и ред. – М.: Логос: Московский государственныйуниверситет печати, 2000. – 255 с.
12.     Забихулин Ф.З.Дидактическая целесообразность использования информационных и коммуникационныхтехнологий в системе образования // Информатизация образования: опыт, проблемы,перспективы: Матер. респуб.научно-практ. конф. – Уфа: Изд-во БГПУ им. М. Акмуллы, 2007. С. 23-26.
13.     Зайнутдинова Л.Х.Создание и применение электронных учебников (на примере общетехническихдисциплин). – Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 1999. – 364 с.
14.     Захарова И.Г.Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед.учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 192 с.
15.     Иванов В.Л.Электронный учебник: системы контроля знаний//Информатика и образование. 2002.№1. С. 71-81.
16.     Казиев В.М., КазиевК.В. Правила практического педагогического тестирования (с примерами поинформатике)//Информатика и образование. 2005. №9. С. 81-94.
17.     Карпочева В.Е.,Фионова Л.Р. К вопросу о методике создания электронных пособий//Педагогическаяинформатика. 2003. №4. С. 84-89.
18.     Касторнова В.А.,Касторнов А.Ф. Демонстрационно-обучающий курс «Алгоритмический языкПаскаль»//Информатика и образование. 1998. №2. С. 48-61.
19.     Кириленко А. СамоучительHTML. – СПб.: Питер; Киев: издательская группаBHV, 2006. – 272 с.
20.     Климов В.Г.Информационные и коммуникационные технологии обучения: проблемы, методикавнедрения, перспективы. – Пермь: Изд-во «ОАО Книжное издательство», 2005. – 280с.
21.     Коменский Я.А.Избранные педагогические сочинения/Под ред. А.А. Красновского. – М.: Учпедгиз,1955. – 652 с.
22.     Концепция модернизациироссийского образования на период до 2010 г. (приложение к приказу Минобразования РФ от 11 февраля 2002 г. № 393);
23.     Краснова Г.А., СолововА.В., Беляев М.И. Технологии создания электронных обучающих средств. – М.:МГИУ, 2002. – 304 с.
24.     Кречетников К.Г.Особенности проектирования интерфейса средств обучения//Информатика иобразование. 2002. №4. С. 65-73.
25.     Культин Н.Б. Delphi в задачах и примерах. – СПб.:БХВ-Петербург, 2004. – 288 с.
26.     Культин Н.Б. Основыпрограммирования в Delphi 7. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 608 с.
27.     Ловери, Джозеф, В. Dreamweaver MX. Библия пользователя.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом“Вильямс”, 2003. – 1296 с.
28.     Машбиц Е.И.Компьютеризация обучения: Проблемы и перспективы. – М.: Знание, 1986. – 80 с.
29.     Моисеев В.Б., УсачевЮ.Е., Шигина Н.А. Создание электронных учебно-методических комплексов.Монография. – Пенза: Технологический институт, 2001. – 116 с.
30.     Молочков В.П.Наглядность как принцип обучения//Информатика и образование. 2004. № 3. С.20-30.
31.     Мураховский В.И.,Евсеев Г.А. Железо ПК-2002: Практическое руководство. – М.: «ДЕСС КОМ», 2002. –672 с.
32.    Нардюжев В.И., Нардюжев И.В. Модели иалгоритмы информационно-вычислительной системы компьютерного тестирования.Монография. – М.: Прометей, 2000. – 148 с.
33.     Непомнящая С.П.Компьютерное тестирование: плюсы и минусы//Алма Матер. 2006. №6. С. 9-13.
34.     Нурмухамедов Г.М. Оподходах к созданию электронного учебника//Информатика и образование. 2006. №5.С. 104-107.
35.     Орлов И.А. Основыэксплуатации и ремонта ЭВМ. – М.: Энергоиздат, 1984. – 293 с.
36.     Педагогика: Учеб. пособиедля студ. пед. уч. заведений/В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, Е.Н. Шиянов; Под ред.В.А. Сластенина. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 576 с.
37.     Попов И.И., ПартыкаТ.Л., Операционные системы и оболочки: Учеб. пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М,20003. – 400 с.
38.     Пояркова Н.И.Подготовка студентов к совместной деятельности по созданию электронныхобразовательных ресурсов: Дис. канд. пед наук. – Стерлитамак, 2006. – 160 с.
39.     Родин В. П. Создание электронного учебника: Учебноепособие. – Ульяновск: УлГТУ, 2003. – 30 с.
40.     Саитов Р.И. Новыеинформационные технологии в образовании. Технические средства. – Уфа.: БГПИ,1996. – 25 с.
41.     Сапрыкина Г.А.Современный электронный учебник//Школьные технологии. 2004. №6. С. 79-84.
42.     Симонович С.В., ЕвсеевГ.А. Компьютер и уход за ним: Практическое руководство по эффективномуобслуживанию компьютера. – М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА; Изд-во «Развитие», 2004. – 576с.
43.    Стандартизация разработки программныхсредств: Учеб. пособие/В.А. Благодатских, В.А. Волнин, К.Ф. Поскакалов; Подред. О.С. Разумова. – М.: Финансы и статистика, 2005. – 288 с.
44.     Тыщенко О.Б.Дидактические условия применения технологий в обучении: Дис. канд. пед наук. –Москва, 2003. – 180 с.
45.     Ушинский К.Д. Проблемыпедагогики. – М.: Изд-во РАО, 2002. – 320 с.
46.     Федеральная целеваяпрограмма «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005годы)» (утв. постановлениемПравительства РФ от 28 августа 2001 г. № 630);
47.     Христочевский С.А.Электронный учебник — текущее состояние// Компьютерные инструменты вобразовании. 2001. № 6. С. 3-10