Разработка электронного учебника для дистанционного обучения

Интеллектуальное ядро целесообразно  сделать так, чтобы его можно  было заменять на более мощный компьютерный пакет типа DERIVE, Reduce, MuPAD, Maple V и т.п.

Теперь электронный учебник готов к дальнейшему совершенствованию (озвучиванию и визуализации) с помощью мультимедийных средств.

На седьмом этапе изменяются способы объяснения отдельных понятий  и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными материалами.

На восьмом этапе разрабатываются тексты звукового сопровождения отдельных модулей с целью разгрузки экрана от текстовой информации и использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.

На девятом этапе разработанные  тексты звукового сопровождения записываются на диктофон и реализуются на компьютере.

На десятом этапе  разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки  экрана от текстовой информации и  использования эмоциональной памяти учащегося для облегчения понимания  и запоминания изучаемого материала.

На одиннадцатом этапе  производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что анимация стоит очень дорого).

На этом заканчивается  разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент[5].

Принципы создания электронного учебника включают в себя:

1. Принцип квантования: разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию.
2. Принцип полноты: каждый модуль должен иметь следующие компоненты

• теоретическое ядро,

• контрольные вопросы по теории,
• примеры,
• задачи и упражнения для самостоятельного решения,
• контрольные вопросы по всему модулю с ответами,
• контрольная работа,
• контекстная справка (Help),
• исторический комментарий.

3. Принцип наглядности: каждый модуль должен состоять из коллекции кадров с минимумом текста и визуализацией, облегчающей понимание и запоминание новых понятий, утверждений и методов.

4. Принцип ветвления: каждый модуль должен быть связан гипертекстными ссылками с другими модулями так, чтобы у пользователя был выбор перехода в любой другой модуль. Принцип ветвления не исключает, а даже предполагает наличие рекомендуемых переходов, реализующих последовательное изучение предмета.
5. Принцип регулирования: учащийся самостоятельно управляет сменой кадров, имеет возможность вызвать на экран любое количество примеров (понятие «пример» имеет широкий смысл: это и примеры, иллюстрирующие изучаемые понятия и утверждения, и примеры решения конкретных задач, а также контрпримеры), решить необходимое ему количество задач, задаваемого им самим или определяемого преподавателем уровня сложности, а также проверить себя, ответив на контрольные вопросы и выполнив контрольную работу, заданного уровня сложности.
6. Принцип адаптивности: электронный учебник должен допускать адаптацию к нуждам конкретного пользователя в процессе учебы, позволять варьировать глубину и сложность изучаемого материала и его прикладную направленность в зависимости от будущей специальности учащегося, применительно к нуждам пользователя генерировать дополнительный иллюстративный материал, предоставлять графические и геометрические интерпретации изучаемых понятий и полученных учащимся решений задач.
7. Принцип компьютерной поддержки: в любой момент работы учащийся может получить компьютерную поддержку, освобождающую его от рутинной работы и позволяющую сосредоточиться на сути изучаемого в данный момент материала, рассмотреть большее количество примеров и решить больше задач. Причем компьютер не только выполняет громоздкие преобразования, разнообразные вычисления и графические построения, но и совершает математические операции любого уровня сложности, если они уже изучены ранее, а также проверяет полученные результаты на любом этапе, а не только на уровне ответа.
8. Принцип собираемости: электронный учебник (и другие учебные пакеты) должны быть выполнены в форматах, позволяющих компоновать их в единые электронные комплексы, расширять и дополнять их новыми разделами и темами, а также формировать электронные библиотеки по отдельным дисциплинам (например, для кафедральных компьютерных классов) или личные электронные библиотеки студента (в соответствии со специальностью и курсом, на котором он учится), преподавателя[6].

2.3. Разработка электронного учебника

Этапы разработки электронного учебника:

1. Выбор источников.
2. Разработка оглавления и перечня понятий.
3. Переработка текстов в модули по разделам.
4. Реализация гипертекста в электронной форме.
5. Разработка компьютерной поддержки.
6. Отбор материала для мультимедийного воплощения.
7. Разработка звукового сопровождения.
8. Реализация звукового сопровождения.
9. Подготовка материала для визуализации.
10. Визуализация материала.

При разработке электронного учебника целесообразно подбирать в качестве источников такие печатные и электронные издания, которые

– наиболее полно соответствуют стандартной программе;

– лаконичны и удобны для создания гипертекстов;

– содержат большое количество примеров и задач;

– имеются в удобных форматах (принцип собираемости).

Производится разбиение  материала на разделы, состоящие  из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию, а также  составляется перечень понятий, которые  необходимы и достаточны для овладения предметом.

Перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением  и структурой модулей; исключаются  тексты, не вошедшие в перечни, и  добавляются те, которых нет в  источниках; определяются связи между  модулями и другие гипертекстные  связи.

Таким образом, подготавливаются проект гипертекста для компьютерной реализации.

Гипертекст реализуется  в электронной форме. В результате создается примитивное электронное  издание, которое уже может быть использовано в учебных целях.

Врабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра электронного учебника.

Теперь электронный  учебник готов к дальнейшему  совершенствованию (озвучиванию и  визуализации) с помощью мультимедийных средств.

Изменяются способы  объяснения отдельных понятий и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными материалами.

Разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от текстовой информации и использования эмоциональной  памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала.

Производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации.

На этом заканчивается  разработка электронного учебника и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации электронного учебника может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийный компонент.

Программное сопровождение

В настоящее время среди основных требований при создании электронных учебников для образовательного процесса: научности, доступности, проблемности, большое внимание уделяется наглядности обучения: чувственному восприятию изучаемых объектов. Наглядность обучения при использовании компьютерных программ имеет некоторые преимущества перед обучением с использованием традиционных учебников.

В программах с мультимедийным представлением информации появляется возможность создания не только зрительных, но и слуховых ощущений. Электронные учебники существенно повышают качество самой визуальной информации, она становится ярче, красочнее, динамичней. Появляется возможность наглядно-образной интерпретации существенных свойств не только тех или иных реальных объектов, но даже и научных закономерностей, теорий, понятий.

Использование Web-технологий

Под Web-технологиями определяют всю совокупность средств для организации WWW (World Wide Web). Поскольку в каждом сеансе взаимодействуют две стороны – сервер и клиент, Web-технологии разделяются на две группы – технологии стороны сервера (server-side) и технологии стороны клиента (client-side).

К технологиям со стороны  клиента относятся все технологии создания Web-страниц (HTML, JavaScript) и др.

Каждый ресурс в Web –  документ HTML, изображение, видеоклип, программа и т.д. – имеет адрес, который может быть закодирован с помощью универсального идентификатора ресурсов (Universal Resource Identifier), или URI.

Люди, для того чтобы  понимать друг друга, должны разговаривать  на одном языке. Это же относится и к компьютерам. В их случае в качестве такого «языка общения» выступает протокол – набор правил обмена данными. Web-сервер и Web-обозреватель используют для обмена данными протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol – протокол обмена гипертекстом). Этот высокоуровневый протокол работает «поверх» обычного низкоуровневого протокола TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol – протокол управления обменом / протокол Интернета)

Протокол передачи гипертекста HTTP предназначен для передачи гипертекстовых документов от сервера к клиенту. Протокол HTTP относится к протоколам прикладного уровня.

При передаче сообщения  между пользователями Internet протокол ТСР разбивает данные сообщения на отдельные фрагменты, называемые пакетами, снабжает каждый пакет служебной информацией для последующего восстановления исходных данных. Протокол IP оформляет для всех пакетов заголовок с адресом доставки и отправляет их. Пакеты путешествуют от одного специализированного компьютера, называемого маршрутизатором, к другому. В задачи маршрутизатора входит выбор оптимального, с точки зрения трафика, пути для пересылки пакета. (Между прочим, пакеты одного и того же сообщения могут прийти к адресату различными путями.).

Когда все пакеты достигнут  места назначения, компьютер адресата отбрасывает заголовки IP и проверяет целостность и общее число пакетов, пользуясь служебной информацией ТСР, после чего выполняется сборка исходного сообщения. Если один или несколько пакетов повреждены или не дошли до адресата, компьютер отсылает запрос на повторную передачу необходимых пакетов.

Для соединения локальной  сети организации с Internet используется сетевой шлюз. Шлюз представляет собой отдельный компьютер локальной сети, часто выполняющий функции маршрутизатора. В обязанности шлюза входит трансляция (иногда применяется термин свертка) протоколов локальной сети в сетевой протокол Internet, ТСР/IP.

Скорость передачи информации по Internet зависит от скорости модема (или скорости обмена по локальной сети) и пропускной способности канала с Internet. Пропускная способность канала определяется количеством данных, передаваемых по линии за единицу времени[7].

Виды Web-технологий

• Технология HTML. Для подготовки гипертекстовых документов используется язык HTML (Hyper Text Markup Language – язык разметки гипертекстовых документов), предоставляющий широкие возможности по форматированию и структурной разметке документов, организации связей между различными документами, средства включения графической и мультимедийной информации. HTML-документы просматриваются с помощью специальной программы – браузера. Наибольшее распространение в настоящее время получили браузеры Navigator компании Netscape (NN) и Internet Explorer компании Microsoft (MSIE). Реализации NN доступны практически для всех современных программных и аппаратных платформ, реализации MSIE доступны для всех Windows платформ, Macintosh и некоторых коммерческих Unix-систем.

HTML является упрощенной  версией стандартного общего  языка разметки – SGML (Standart Generalised Markup Language), который был утвержден ISO в качестве стандарта еще в 80-х годах. Этот язык предназначен для создания других языков разметки, он определяет допустимый набор тэгов, их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Контроль за правильностью использования дескрипторов осуществляется при помощи специального набора правил, называемых DTD – описаниями (более подробно о DTD мы поговорим чуть позже), которые используются программой клиента при разборе документа. Для каждого класса документов определяется свой набор правил, описывающих грамматику соответствующего языка разметки.

HTML-документ состоит из текста, представляющего собой содержание  документа, и тегов, определяющих его структуру и внешний вид при отображении браузером. Простейший html-документ выглядит следующим образом:

<html>

<head>

<title>Название</title>

</head>

<body>

<p>Тело документа

</body>

</html>

Как видно из примера, тег представляет собой ключевое слово, заключенное  в угловые скобки. Различают одинарные  теги, как, например, <p>, и парные, как <body> </body>, в последнем случае действие тега распространяется только на текст между его открывающей и закрывающей скобкой. Теги также могут иметь параметры – например, при описании страницы можно задать цвет фона, цвет шрифта и т.д.: <body bgcolor= «white» text= «black»>.