Элементы умк по дисциплине методы математической физики

А.В.Хуторской [2, с. 101] обозначает подход: "В личностно-ориентированной педагогике целевой и структурной основой конструирования учебников служат соответствующие качества личности учащихся, которые развиваются в ходе специально организуемой деятельности. Сверхзадача учебника - помощь в обеспечении личностного развития учащегося по отношению к изучаемому курсу".

Дидактический цикл - это структурная единица процесса обучения, обладающая всеми его качественными характеристиками, выполняющая функцию максимально полной организации усвоения (в данных условиях) фрагмента содержания образования. Первое звено дидактического цикла реализует постановку познавательной задачи, второе звено обеспечивает предъявление содержания учебного материала, третье организует применение первично полученных знаний (организация деятельности по выполнению отдельных заданий, в результате которой происходит формирование научных знаний), четвертое звено дидактического цикла - это получение обратной связи, контроль деятельности учащихся, пятое звено организует подготовку к дальнейшей учебной деятельности (задание для самообразования, для чтения дополнительной литературы). Реализация всех звеньев дидактического цикла процесса обучения посредством единой компьютерной программы без обращения к бумажным носителям информации существенно упростит организацию учебного процесса, сократит затраты времени учащегося на обучение и автоматически обеспечит целостность дидактического цикла в пределах одного занятия (одного сеанса работы с электронным учебником).

Таким образом, можно дать определение электронному учебнику.

Электронный учебник - это обучающая программная система комплексного назначения, обеспечивающая непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения: предоставляющая теоретический материал, обеспечивающая тренировочную учебную деятельность и контроль уровня знаний, а также информационно-поисковую деятельность, математическое и имитационное моделирование с компьютерной визуализацией и сервисные функции при условии осуществления интерактивной обратной связи.

А.В.Хуторской [2, с. 110] так пишет о преимуществах электронного учебника: "Одним из средств дистанционного обучения является электронный учебник. Для сравнения традиционных учебников с электронными, перечислим достоинства и преимущества последних. Такой учебник выполняется в формате, допускающем гиперссылки, графику, анимацию, различные активные элементы типа регистрационных форм, тестовых интерактивных заданий, других мультимедийных возможностей.

Всё шире распространяющиеся электронные книги и другие издания имеют существенные преимущества перед их бумажными предшественниками по количеству, разнообразию и полноте содержащейся информации. Так, на одном диске CD-ROM объёмом 650 Мб помещается около 4000 книжных томов, что соответствует большой домашней библиотеке! Если преподаватель имеет по своему предмету учебную информацию в электронной форме, он достаточно быстро перекомпоновывает её или просто помещает материал на веб-странице для одновременного доступа к ней всех своих студентов. Учащиеся, в свою очередь, самостоятельно пополняют такой электронный учебник своими работами. Система поиска поможет каждому студенту или преподавателю почти мгновенно "открывать" в таком учебнике любой материал.

Электронный учебник предоставляет большие возможности для личностной, творческой работы

Электронный учебник предназначается, прежде всего, для поддержки учебного процесса в средней школе. Поэтому при разработке необходимо руководствоваться следующими принципами:

Принцип необходимой целесообразности.

Разрабатываемый электронный учебник должен повысить эффективность учебного процесса, следовательно, компьютеризации должна быть подвергнута только та часть учебного предмета, в рамках которой возможности интерактивных компьютерных компонентов востребованы и необходимы. Требуется уделить максимальное внимание именно выяснению области наиболее эффективного применения компьютерных технологий в конкретном учебном курсе. В большинстве же современных электронных учебников значительную часть содержимого способны заменить традиционные средства обучения, причем без потери (а иногда и с выигрышем) в эффективности.

В настоящее время в образовании всё больше и больше находят применение новые учебные средства - электронные учебники, которые оказывают огромную роль, прежде всего, для поддержки в учебном процессе. Поэтому, на мой взгляд, при разработке электронного учебника необходимо придерживаться требованиям:

• быть отличным методическим руководством и помощником в проведении лекционных и практических занятий;
• при использовании технических средств позволить сэкономить время при написании на доске сложных формул, вычислений, условий задач и выводов;
• в отличии от обычных бумажных, обычные контрольные вопросы заменяются на тесты, что даст возможность для более лучшей и быстрой оценки работы студента;
• включать для лучшей наглядности модели физических процессов и опытов, так как в реальном представлении это увидеть нельзя.

Также еще одним немало важным достоинством должно являться то, что различные графические образы, эмоциональные эффекты,  а также различные способы подачи одной и той же информации, воспроизводимые на экране дисплея, воздействуют на различные органы чувств обучаемого, что значительно повышает уровень усвоения материала. 

Таким образом, при введении и использовании электронного учебника должно повыситься эффективность учебного процесса, следовательно, должно больше уделяться внимание в области  применения компьютерных технологий.

Таким образом, из всего выше изложенного следует, что электронный учебник оказывает огромную методическую помощь не только преподавателю, но и учащимся с разным уровнем подготовки и индивидуальной степенью восприятия нового материала.

 

1.1.2 Общая характеристика и структура

 

На заре компьютеризации приходилось работать с простыми текстовыми редакторами, такими как WordStar, для которых информация, отображаемая на экране, отличалась от выводимой на бумагу с помощью принтера. В текст документа вставлялись специальные управляющие символы, которые не отображались на экране, но обеспечивали вывод на печать в нужном формате отдельных фрагментов документа. При форматировании одна группа символов определяла начало фрагмента, затем следовал текст, к которому применялось это форматирование, а после него следовали символы конца фрагмента. Так задавались разрядка, курсив, полужирный шрифт и др.

Для просмотра HTML-документов используют специальные программы, которые называются браузерами (Browser, т.е. средство просмотра в дословном переводе). Такие программы нуждаются в графической оболочке. В частности, значительное число браузеров (Microsoft Internet Explorer, Netscape Communicator, Opera и др.) работают в среде Windows 95, 98, 2000 и XP.

Данная дипломная работа предполагает элемент УМК по дисциплине «Методы математической физики», который состоит из 15 лекционного курса, нормативных документов, вопросов к экзамену и задач к каждой лекции. Все лекции составлены согласно учебной программе.

 

 

 

 

Таблица 1 Курс лекционных занятий

Содержание лекционных занятий	Кол-во часов	Методы  проведения, использование ТСО и т.д.
МОДУЛЬ 1. Основы векторного и тензорного анализа	12
ЛЗ 1. Тема 1	2
Система координат. Декартова система координат.		Лекция
ЛЗ 2. Тема 2	2
Скалярные величины Преобразование скалярных величин.		Лекция
ЛЗ 3. Тема 3	2
Потенциалы		Лекция
ЛЗ 4. Тема 4	2
Дифференциальные операторы.		Лекция
ЛЗ 5. Тема 5	2
Тензоры.		Лекция
ЛЗ 6. Тема 6	2
Типы векторных полей.		Лекция
МОДУЛЬ 2. Уравнения математической физики	14
ЛЗ 7. Тема 1	2
Дифференциальные уравнения с частными производными.		Лекция
ЛЗ 8. Тема 2	2
Физические задачи описываемые уравнениями гиперболическими типа. Уравнение колебание струны.		Лекция
ЛЗ 9. Тема 3	2
Уравнения гиперболического типа. Метод  распространяющихся волн. (Метод характеристик). Решение задачи о колебании бесконечной струны.		Лекция
ЛЗ 10. Тема 4	2
Метод разделения переменных (метод Фурье)		Лекция
ЛЗ 11. Тема 5	2
Уравнения эллиптического типа Метод Грина		Лекция
ЛЗ 12. Тема 6	2
Телеграфные уравнения		Лекция
ЛЗ 13. Тема 7	2
Метод распространения волн.		Лекция
МОДУЛЬ 3. Специальные функции	4
ЛЗ 14. Тема 8: Специальные функции.	2
Цилиндрические функции.		Лекция
.ЛЗ 15. Тема 9: Специальные функции.	2
Сферические функции. Полиномы Чебышева-Эрмита		Лекция

 

Лекционный материал был набран в редакторе MICROSOFT WORD, а затем сохранялся как веб – страница. Эти веб – страницы объединены в УМК с помощью редактора Microsoft Office Front Page

Ссылки являются важнейшей составляющей HTML-документа, так как именно они и делают этот документ гипертекстовым, реализуя важнейшее преимущество электронного документа по сравнению с печатным, состоящее в широчайших возможностях перемещения по документу и вне его. Ссылка состоит из указателя и адресной части. Указатель представляет собой малый фрагмент документа (одно или два слова или изображение), который каким-либо образом выделен (например, цветом или подчеркиванием). Если подвести указатель мыши к ссылке и щелкнуть кнопкой мыши, то браузер загрузит новый документ или перейдет к той части данного документа, адрес которой указан во второй части.

Текстовые указатели чаще всего выделяются в окне браузера подчеркиванием. Если же в качестве ссылки использовано изображение, то такое изображение браузер самостоятельно заключает в рамку. Второй частью ссылки является адрес той страницы, которая должна быть загружена. Адрес, как уже указывалось ранее, может быть абсолютным ил и относительным. В последнем случае адрес формируется относительно того каталога, в котором расположен исходный документ.

Microsoft Front Page – это программа, предназначенная для создания как отдельных веб – страниц, так и крупных сайтов. С помощью данной программы можно также разрабатывать электронные учебники, которые являются основным компонентом в кредитной системе обучения. Удобство этой программы состоит в том, что при ее использовании нет необходимости знать теги языка программирования html. Она проста в использовании, а следовательно, ею может пользоваться любой человек, владеющий компьютером на уровне пользователя.

Чтобы создать электронный учебник по дисциплине, необходимо ознакомиться с ее рабочей учебной программой. Кроме того, необходимо знать, на какую аудиторию он будет ориентирован, т.е. учебник должен быть хорошо усвояемым. После тщательного отбора материала создание учебника начинается с построения эскизной модели, которая будет отображать вид электронного учебника. Непосредственно в программе Microsoft Front Page учебник можно создать двумя способами: с помощью фреймов и при помощи макетных таблиц.

Для того, чтобы электронный учебник был прост в применении, можно добавить веб – компонент. Для этого в меню Вставка нужно выбрать команду Веб-компонент (рис.1.1.1)

 

 

Рисунок 1.1.1-Веб-компонент.

В содержание информационной страницы можно включить интерактивную кнопку, которая облегчает работу с электронным учебником. Щелкнув левой копкой мыши на меню Вставка, выбираем Веб-компонент. После этого появляется окно, изображенное на рисунке  1.1.2

Рисунок 1.1.2 - Вставка компонента веб-узла

В открывшемся окне выбираем интерактивную кнопку. Задаем текст: на вкладке Кнопка в группе Текст вводим текст, который должен появиться на кнопке, как показано на рисунке 1.1.3

 

Рисунок 1.1.3 – Ввод текста на кнопку

Рисунки, схемы, графики, чертежи и другие аналогичные графические материалы могут быть подготовлены в графических редакторах, а затем сохранены со своим уникальным именем в формате JPG, GIF либо PNG. Лучше всего использовать изображения в GIF и PNG форматах, так как они будут иметь небольшой размер, что обеспечивает более быструю загрузку и отображение. Другим преимуществом форматов является возможность задания прозрачности для использования фона веб-страницы в изображении. Формат GIF наилучшим образом подходит для изображений, в которых содержится малое количество разных цветов, например для линейной графики или черно-белых изображений, так как в нём содержится не более 256 цветов. Формат PNG позволяет использовать более 256 цветов и поддерживает прозрачный фон. Формат JPG не поддерживает прозрачность, что является его недостатком и малым применением в веб-графике, но позволяет использовать более 256 цветов.

Для лучшего просмотра учебника нужно, чтобы изображения имели необходимые размеры. Для приемлемого отображения на любых мониторах ширина изображений не должна превышать 500 пиксел, а высота - 400 пиксел. Графические изображения, размеры которых превосходят указанные пределы, перед сохранением должны быть уменьшены с помощью тех графических редакторов, в которых они готовятся[28]

 

 

1.2 Основы дистанционного  образования

 

1.2.1 Общие  характеристики дистанционного  образования

 

Под дистанционным образованием (ДО) понимается комплекс образовательных услуг, предоставляемых широким слоям населения в стране и за рубежом с помощью использования широкого спектра традиционных, новых информационных и телекоммуникационных технологий и технических средств, которые создают условия для обучаемого свободного выбора образовательных дисциплин, соответствующих стандартам, диалогового обмена с преподавателем. При этом процесс обучения не зависит от расположения обучаемого в пространстве и во времени и он имеет возможность обучения без посещения учебного заведения, но с регулярными консультациями у преподавателей учебного заведения или лиц, сертифицированных этим учебным заведением (тьюторов).

Характерными чертами дистанционного образования являются: