Створення мультимедійного програмного засобу з вивченням дисципліни «Електроніка»

Мелітопольський державний педагогічний університет

імені Богдана Хмельницького Кафедра інформатики і кібернетики Кваліфікаційна робота Створення мультимедійного програмного засобу з вивченням дисципліни «Електроніка»

Аметов Ділявер Вінурович Науковий керівник:

доцент, к.т.н. Чураков А.Я.

Мелітополь, 2012

Зміст Вступ Розділ 1. Загальні відомості про мультимедійні програмні засоби

1.1 Поняття мультимедійних засобів

1.2 Поняття електронного підручника

1.3 Особливості електронних підручників Розділ 2. Теоретичні засади розробки електронного підручника

2.1 Вимоги до вмісту електронного підручника

2.2 Правила оформлення електронних навчальних засобів

2.3 Засоби створення електронного підручника Розділ 3. Розробка електронного підручника

3.1 Постановка завдання щодо розробки електронного підручника

3.2 Вибір програмних засобів для розробки електронного підручника з дисципліни «Електроніка»

3.3 Розробка електронного підручника з дисципліни «Електроніка»

3.4 Рекомендації з користування розробленого електронного підручника Висновки Список використаних джерел Додаток, А Додаток Б Додаток В електронний підручник мультимедійний програмний

Вступ Актуальність.

Особливістю сучасного розвитку науки, виробництва, культури, побуту є широке впровадження інформаційних технологій, пов’язаних із використанням обчислювальної техніки. Впровадження інформаційних технологій у діяльність навчальних закладів сприяє значному зростанню освітнього та професійного рівня підготовки випускників.

Аналіз організації учбового процесу у сучасних навчальних закладах показав збільшення об'єму учбового матеріалу, який виноситься на самостійне вивчення студентами. У зв’язку з цим постає питання підвищення ефективності навчання. Одним із способів досягнення цього є застосування сучасних інформаційних технологій, задачею яких є збір, обробка, зберігання, передача і використання інформації [3, 7, 8].

До інформатизації освіти в наш пред’являються дуже високі вимоги. Вона повинна забезпечувати широке впровадження в практику педагогічних та психологічних розробок, направлених на поліпшення процесу навчання, вдосконалення форм і методів організації учбового процесу, а саме повинна дозволити учням та студентам, виконувати вільний вибір рівня важкості та засобу вивчення матеріалу; опановувати вміння самоосвіти; отримувати допомогу у виконанні домашніх завдань та перевіряти свої можливості. Виконання поставлених вимог можливе за умови використання у процесі навчання комп’ютерної техніки і одного з головних напрямків інформаційних технологій — мультимедійних технологій [7, 12].

Термін мультимедіа можна формально перевести як «безліч способів дії»; фактично ж поняття мультимедіа має на увазі безліч різних методів зберігання і представлення інформації у формі звуку, зображення, тактильних та інших дій на органи чуття людини. Основними видами мультимедійних технологій є текст, графіка, анімація, звук, відео, тактильні відчуття [26, 31].

Мультимедійні ресурси відрізняються від немультимедійних перш за все тим, що дані (інформація) зберігаються і обробляються в цифровій формі із застосуванням комп’ютера; вони можуть містити різні види інформації (не тільки текст, але і звук, графіку, анімацію, відео тощо.); їх істотною особливістю є інтерактивність — активна взаємодія ресурсу, програми, послуги і людини.

Одним з засобів мультимедійних технологій є електронні засоби навчання — електронні підручники, які забезпечують більш якісну підготовку фахівців до професійної діяльності, в будь якій сфері. Найголовніша особливість таких повчальних засобів — їх ненав’язливість, адже користувач сам визначає місце, час і тривалість заняття [31, стр. 25].

У зв’язку з вищевикладеним матеріалом темою дипломної роботи є «Створення мультимедійного програмного засобу з вивчення дисципліни «Електроніка» «.

Об'єкт дослідження — електронні засоби навчального призначення.

Предмет дослідження — електронний підручник з вивчення дисципліни «Електроніка» .

Мета дослідження — розробити на основі вільного програмного забезпечення електронний підручник з вивчення дисципліни «Електроніка» .

Відповідно до предмета та мети дослідження висунута гіпотеза: розроблений електронний підручник з вивчення дисципліни «Електроніка» значно підвищить ефективність навчання, а саме полегшить самостійне вивчення дисципліни; прискорить процес навчання студентів; дасть змогу обирати матеріал для вивчення у зручній формі і зручній послідовності, а також здійснити перевірку знань з вивченого матеріалу.

Для досягнення поставленої мети і перевірки висунутої гіпотези у роботі вирішувалися завдання:

1) вивчити і проаналізувати загальні вимоги до структури викладення навчального матеріалу при створенні електронних підручників;

2) розглянути існуючі програмні засоби для створення електронних підручників;

3) розробити технічне завдання для створення мультимедійного програмного засобу з вивчення дисципліни «Електроніка» ;

4) розробити мультимедійний програмний засіб з вивчення дисципліни «Електроніка» .

Наукова новизна полягає в розробці мультимедійного програмного засобу з вивчення дисципліни «Електроніка» .

Практичне значення отриманих результатів міститься у наступному:

1) запропонована методика створення електронного підручника дозволить розширити способи вивчення навчального матеріалу;

2) розроблений і впроваджений електронний підручник з вивчення дисципліни «Електроніка» підвищити ефективність самостійної роботи студентів.

Структура роботи: дипломна робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

У вступі наводиться обґрунтування актуальності обраної теми дослідження, описується вагомість мультимедійних технологій саме в освітній діяльності, а також науковій апарат дослідження: сформована мета і задачі дослідження, обрані об'єкт та предмет дослідження, визначенні головні положення, які мають наукову і практичну цінність У першому розділі розглядаються основні поняття стосовно мультимедійних засобів, а саме електронного підручника, особливості і переваги електронних підручників та ін.

Другий розділ містить опис вимог, що пред’являються до електронних підручників, правила оформлення електронних підручників — методичні, педагогічні, психологічні засади та опис засобів створення електронних підручників.

Третій розділ містить постановку завдання, опис щодо вибору програмного та технічного інструментарію щодо розробки електронного підручника, а також рекомендації по його застосуванню.

У висновках: підведенні підсумки проведеного дослідження.

Список використаних джерел містить посилання на літературу та Інтернет ресурси.

Додатки містять лістинги програми створення електронного підручника.

Дипломна робота містить 47 сторінок машинописного тексту, 16 рисунків, список літератури з 31 найменування, 2 додатки на трьох сторінках.

Розділ 1. Загальні відомості про мультимедійні програмні засоби

1.1 Поняття мультимедійних засобів Мультимедійні програмні засоби — це особливий вид комп’ютерної технології, який об'єднує в собі як традиційну статичну візуальну інформацію (текст, графіку), так і динамічну — мова, музику, відеофрагменти, анімацію тощо [31, стр. 30].

" Мультимедіа" — один з термінів, який може означати різні речі, призначені для самих різних людей і користувачів. Під мультимедіа розуміються і мультимедійна програма-оболонка, і продукт, зроблений на основі мультимедійної технології, і комп’ютерне оснащення (наявність в комп’ютері накопичувачів оптичних дисків, звукової і відео плати, за допомогою яких можливе відтворення звукової і відеоінформації; наявність відповідного об'єму пам’яті комп’ютера і деякі інші параметри).

Завдяки одночасній дії на споживача графічної, аудіальної (звукової) і візуальної інформації мультимедійні засоби володіють великим емоційним зарядом і активно включаються як в індустрію розваг, так і в практику інформаційних установ і в домашнє дозвілля. Окремим напрямом розвитку мультимедійних засобів є їх використовування в освітній діяльності.

Мультимедійні засоби відрізняються від немультимедійних перш за все тим, що: дані (інформація) зберігаються і обробляються в цифровій формі із застосуванням комп’ютера; вони можуть містити різні види інформації (не тільки текст, але і звук, графіку, анімацію, відео тощо); їх істотною особливістю є інтерактивність — активна взаємодія ресурсу, програми, послуги і людини, їх взаємовплив. Користувач може узяти той або інший інтернет-продукт, наприклад, і тут же додати в нього свої матеріали, тим самим виступаючи його співавтором, співтворцем; вони включають гіпертекст.

Відмінною рисою сучасних інформаційних, перш за все мультимедійних, технологій є їх здатність не тільки виробляти якийсь призначений для вживання продукт, але і, що набагато важливіше, робити непрямий вплив на людину, що користується ними, міняючи його уявлення про самому себе.

Істотно, що імітація реальності за допомогою мультимедійних засобів відбувається в діалоговому режимі. Користувач має нагоду постійної взаємодії з програмою. У будь-який момент можна запитати необхідну інформацію, уявити її в різноманітному зручному для себе вигляді, а також одержати оцінку від програми правильності дій користувача. Розвиток діалогових систем мультимедіа привів до появи підручників, енциклопедій, атласів, журналів, художньої літератури з «живими» картинками і звуком.

Мультимедіа технології - можливість представлення інформації користувачу у взаємодії різних форм (текст, графіка, анімація, звук, відео) в інтерактивному режимі [31, 32].

Технологію мультимедіа складають спеціальні апаратні і програмні засоби.

Особливістю технології є наступні можливості мультимедіа, які активно використовуються в представленні інформації:

— можливість зберігання великого об'єму самої різної інформації на одному носії (до 20 томів авторського тексту, близько 2000 і більш високоякісних зображень, 30−45 хвилин відеозапису, до 7 годин звуку);

— можливість збільшення (деталізації) на екрані зображення або його найцікавіших фрагментів, іноді в двадцятикратному збільшенні (режим «лупа») при збереженні якості зображення. Це особливо важливо для презентації витворів мистецтва і унікальних історичних документів;

— можливість порівняння зображення і обробки його різноманітними програмними засобами з науково-дослідницькою або пізнавальною метою;

— можливість виділення в супроводжуючому зображення текстовому або іншому візуальному матеріалі «гарячих слів (областей)», по яких здійснюється негайне отримання довідкової або будь-якої іншої інформації пояснення (зокрема візуальної) (технології гіпертексту і гіпермедіа);

— можливість здійснення безперервного музичного або будь-якого іншого аудіосупроводу, відповідного статичному або динамічному візуальному ряду;

— можливість використовування відеофрагментів з фільмів, відеозаписів і т.д., функції «стоп-кадру», покадрового «перегортування» відеозапису;

— можливість включення в зміст диска баз даних, методик обробки образів, анімації (наприклад, супровід розповіді про композицію картини графічною анімаційною демонстрацією геометричних побудов її композиції) і т.д.;

— можливість підключення до глобальної мережі Internet;

— можливість роботи з різними додатками (текстовими, графічними і звуковими редакторами, картографічною інформацією);

— можливість створення власних «галерей» (вибірок) з інформації, що представляється в продукті (режим «кишеня» або «мої позначки»);

— можливість «запам'ятовування пройденого шляху» і створення «закладок» на екранній «сторінці», що зацікавила;

— можливість автоматичного перегляду всього змісту продукту («слайд-шоу») або створення анімованого і озвученого «путівника-гіда» по продукту («інструкції користувача, що говорить і показує»); включення до складу продукту ігрових компонентів з інформаційними складовими;

— можливість «вільної» навігації за інформацією і виходу в основне меню (укрупнений зміст), на повний зміст або зовсім з програми в будь-якій точці продукту [32,стр. 45].

Застосування мультимедійних засобів в освіті і навчанні перспективне як для загальної освіти і самоосвіти, так і професійного розвитку фахівця. Ті, що навчаються чують і бачать матеріал лекції і одночасно беруть активну участь в управлінні його подачею. Наприклад, повертаються до незрозумілих або особливо цікавих розділів.

Численні дослідження підтверджують успіх системи навчання з використанням комп’ютерів. Дуже важко провести об'єктивне порівняння із старими, традиційними методами навчання, проте можна сказати, що увага під час роботи з повчальною інтерактивною програмою на базі мультимедіа, як правило, подвоюється, тому звільняється додатковий час. Економія часу, необхідного для вивчення конкретного матеріалу, в середньому складає 30%, а придбані знання зберігаються в пам’яті значно довше [23, 28, 36, 37].

Експерти по маркетингу вже давно (до появи в системі навчання додатків мультимедіа) помітили виразний зв’язок між методом, за допомогою якого учень освоював матеріал, і здатністю пригадати (відновити в пам’яті) етап матеріал. Наприклад, тільки чверть почутого матеріалу залишається в пам’яті. Якщо учень має нагоду сприймати матеріал за допомогою зору, то частка матеріалу, що залишився в пам’яті, підвищується до однієї третини. При комбінованій дії (через зір і слух) частка засвоєного матеріалу досягає половини, а якщо залучити учня в активні дії в процесі вивчення, наприклад за допомогою інтерактивних повчальних програм типу додатків мультимедіа, то частка засвоєного може скласти 75%.

За допомогою програмних засобів можна представляти на екрані в різній формі навчальну інформацію; ініціювати процеси засвоєння знань, умінь придбання і (або) навичок навчальної або практичної діяльності; ефективно здійснювати контроль результатів навчання, тренаж, повторення; активізувати пізнавальну діяльність тих, яких навчають; формувати та розвивати певні види мислення.

Мультимедійна технологія служить перспективним і надійним засобом, що дозволяє творцю учбового тексту надати масиви інформації в більшому об'ємі, ніж це може чекати користувач; наочно, в інтегрованому вигляді включати не тільки текст, графіки, схеми, але і звук, анімацію, відео і т. п.; відбирати види інформації в тій послідовності, яка відповідає логіці пізнання і темпам сприйняття конкретного користувача.

Поява систем мультимедіа, безумовно, виробляє революційні зміни в таких областях, як освіта, комп’ютерний тренінг, в багатьох сферах професійної діяльності, науки, мистецтва, в комп’ютерних іграх і т.д. [37, стр. 52]

1.2 Поняття електронного підручника Одним із засобів навчання, що відносяться до мультимедійних засобів навчання, є електронні підручники.

Електронний підручник — це програмно — методичний комплекс, що забезпечує можливість самостійного або за участю викладача освоєння учбового курсу або його великого розділу за допомогою комп’ютера. Електронний підручник або курс зазвичай містить три компоненти: презентаційну складову, в якій викладається основна інформаційна частина курсу; вправи, сприяючі закріпленню отриманих знань; тести, що дозволяють проводити об'єктивну оцінку знань учня [27, стр. 32].

Спільною рисою означень комп’ютерного підручника є те, що під ним розуміють дві частини — навчальний матеріал, що міститься на електронних носіях у вигляді малюнків, таблиць, мультиплікаційних та відео фрагментів, іншого типу графічних зображень та методичних матеріалів до них на друкованих носіях. Комп’ютерний підручник являє собою сукупність програмно — апаратних засобів і навчальних методичних видань, об'єднаних спільним задумом та тематикою та має на меті інтенсифікацію навчального процесу на основі застосування персонального комп’ютера у навчальній роботі" [1, 29, 30, 41].

Навчальна програма повинна базуватися на оригінальному педагогічному прийомі, що зважає на специфіку предмету і теми, що вивчається педагогічному прийомі, що зважав якомога більше вивчається, і повинна виконувати якомога більше функцій викладача.

Електронні підручники створюються для організації роботи студента з комп’ютером у режимі діалогу, в процесі якого студент:

— отримує з екрану монітора певну порцію інформації, яка містить повідомлення із поданням навчального матеріалу, який він повинен сприйняти і усвідомити, і вправи і завдання, виконання яких забезпечує закріплення усвідомлених відомостей та набуття уміння їх використовувати;

— виконує запропоновані вправи та завдання і вводить у комп’ютер свої відповіді;

— отримує від комп’ютера оцінку відповідей і пропозиції та консультації щодо виправлення можливих помилок або нову порцію навчального матеріалу [27, стр. 41].

Термін роботи з електронним підручником, обсяг матеріалу, який буде опанований, та час одного заняття визначає сам студент.

За такою технологією студент послідовно засвоює матеріал з теми, розділу і навчальної дисципліни загалом.

Програми для керування пізнавальними діями дозволяють використовувати електронно-обчислювальні машини як засіб автоматизації процесу управління навчальною роботою студента.

Залежно від дидактичних функцій електронні підручники поділяються на [27, стр. 41]:

— програми для курсового та дипломного проектування;

— контрольно-консультативні курси;

— репетиційні курси;

— навчальні курси;

— автоматизовані курси.

1.3 Особливості електронних підручників Електронні підручники володіють такими особливостями:

— негайний зворотній зв’язок між користувачем і поданою інформацією;

— комп'ютерна візуалізація навчальної інформації про об'єкти або закономірності процесів, явищ, як реально протікають, так і «віртуальних» ;

— автоматизація процесів інформаційно-пошукової діяльності з можливістю багаторазового повторення того чи іншого фрагмента;

— автоматизація процесів інформаційно-методичного забезпечення, організаційного управління навчальною діяльністю і контролю за результатами засвоєння;

— інтерактивний діалог — взаємодія користувача з програмною (програмно-апаратною) системою [2, 14, 33].

Підручники які займатимуть дуже великий об'єм пам’яті на зовнішньому носієві типа CD — ROM, доцільно забезпечувати електронними спостерігачами, які за бажанням того, хто навчається, виведе дані про те, яку частину конкретного учбового розділу учень зумів прочитати, і підкаже, що при знайомстві з темою, що залишилося нерозглянутим.

Сучасні комп’ютерні компанії, що спеціалізуються на випуску комп’ютерної техніки спеціально під свій продукт випускають електронні книжки.

Створені продукти, як правило несуть на собі відбиток особистих поглядів розробника, наприклад, якщо розробниками електронного видання є програмісти, то в цьому випадку можна спостерігати недостатню увагу до інформації, до її достовірності і якості. Основна увага тут приділяється комп’ютерним ефектам або особливим навігаційним прийомам, що реалізовується в продукті. Досить поглянути на характеристики компакт-дисків, що найчастіше представляються в комп’ютерних виданнях і рекламних проспектах: на першому місці стоїть об'єм записаної інформації, кількість ілюстрацій, аудіо — і відеофрагментів та їх тривалість.

Часто буває і так, що представлені таким чином підручники, енциклопедії і інші видання можуть бути використанні як посібники при вивченні лише курсу інформатики і інформаційної культури. Вони дозволянь освоїти правила навігації, познайомитися з різаними комп’ютерними ефектами, але ці застосування важко використовувати в конкретній роботі або при вивченні предметів загальноосвітнього циклу.

Електронний підручник створюється для організації роботи студента з комп’ютером у режимi діалогу, в процесі якого студент отримує з екрану певну порцію iнформацiї, яка мiстить повiдомлення iз поданням навчального матерiалу, який вiн повинен сприйняти та усвiдомити, i вправи та завдання, виконання яких забезпечує закрiплення усвiдомлених вiдомостей та набуття умiння їх використовувати; виконує запропоновані вправи та завдання i вводить у комп’ютер свої вiдповiдi; отримує вiд комп’ютера оцiнку відповідей i пропозицiї та консультацiї щодо виправлення можливих помилок або нову порцiю навчального матерiалу.

Електронний підручник має ряд переваг перед звичайним паперовим підручником:

— забезпечує практично миттєвий зворотний зв’язок;

— допомагає швидко знайти необхідну інформацію (у тому числі контекстний пошук), пошук якої у звичайному паперовому підручнику утруднений;

— істотно заощаджує час при багаторазових звертаннях до гіпертекстових пояснень;

— має можливість використання мультимедійних технологій, які дозволяють підвищити рівень засвоєння матеріалу;

— можливість перевірки засвоєного матеріалу;

— забезпечує передачу досить великих обсягів інформації, представленої в різних формах;

— термiн робот iз електронним підручником, обсяг матеріалу, який буде опанований, та час одного заняття визначає сам студент [1, 4, 9].

За такою технологією студент послідовно засвоює навчальний матерiал з теми, роздiлу i навчальної дисципліни загалом.

Перераховані переваги електронних підручників безумовно покращують рівень вивчення учбового матеріалу, а, значить, підвищують ефективність вивчення тієї чи іншої дисципліни.

Розділ 2. Теоретичні засади розробки електронного підручника

2.1 Вимоги до вмісту електронного підручника Навчальні електронні підручники повинні мати педагогічний, структурний, змістовний, фізіологічний, оздоблювальний та інші аспекти. Дослідники здебільшого торкають технічний та програмний рівні його реалізації, а також обговорюють форми та результати його застосування. Залишається майже поза увагою структурний аспект поняття електронного підручника, та оптимізацію його змісту що передбачає розроблення концепції підручника оптимізацію його змісту [5, 6].

Проблема, що стосується структурного аспекту електронного підручника, пов’язана із визначенням однакового рівня складності навчальної інформації, закладеної в підручник, та ступеня її дидактичного опрацювання. Вказана проблема має розв’язуватися на підставі певних змістовних концепцій. Хоча загальновизнаного критерію оцінювання змістовного наповнення підручника поки що не існує.

Електронний підручник так само, як і звичайний, повинен відповідати всім необхідним навчальним програмам. У цьому випадку він може використовуватися при організації навчального процесу.

При взаємодії студента з комп’ютерною навчальною програмою, в якій сконцентрований досвід викладача, студент сам обирає ступінь вивчення того чи іншого матеріалу з певної дисципліни без втручання викладача. Але комп’ютерні повчальні програми не підміняють собою традиційні учбові матеріали, а доповнюють їх, використовуючи можливості сучасних комп’ютерних технологій [10, 16].

Сучасні електронні підручники повинні володіти наступними основними властивостями:

— відповідати освітнім стандартам;

— підтримувати комп’ютеризовану методику навчання;

— бути реалізовано на основі сучасних інструментальних засобів;

— мати документацію для користувача;

— має бути визначене місце і спосіб вживання комп’ютерної повчальної програми в учбовому процесі [27, стр. 40].

Електронний підручник особливо ефективний в тих випадках, коли він:

— є інтерактивним, тобто забезпечує практично миттєвий зворотний зв’язок;

— суттєво економить час при багатократному зверненні до гіпертекстових пояснень;

— забезпечує вільний рух по структурі підручника — допомагає швидко знайти необхідну інформацію;

— має у своєму розпорядженні мультимедійні засоби, за допомогою яких є можливість не просто виводити текст на екран, а і розповідати, показувати, моделювати;

— дозволяє в найбільш відповідній для конкретного індивідуума швидкості перевірити знання по певному розділу;

— дозволяє здійснювати корекцію за результатами контролю, тренування, тестування;

— може відновити необхідну інформацію, наприклад, за допомогою Інтернет;

— дозволяє здійснювати управління реальними об'єктами (наприклад, навчальними роботами, що імітують промислові пристрої або механізми);

— дозволяє здійснювати індивідуалізацію і диференціацію процесу навчання (наприклад, за рахунок можливості поетапного просування до мети по лініях різного ступеня складності);

— здійснює тренування в процесі засвоєння навчального матеріалу і самопідготовки тих, хто навчається [27, стр. 42].

Крім приведених особливостей, матеріал, який викладається в електронному підручнику, повинен відповідати таким основним складовим:

— навчальний матеріал — пред’явлення учню навчального матеріалу і питань, на які він повинен дати відповіді;

— контролюючі програми — пред’явлення завдань в учбовому середовищі (можливо ігровий), в якому той, хто навчається, повинен досягти заданих цілей шляхом планування та виконання деяких дій;

— моделюючі програми — пред’явлення завдань, що вимагають від того, хто навчається, відтворення послідовності міркувань або «збірки» правильного результату на основі знань, наданих системою (інтелектуальні системи підтримки міркувань), наприклад, програми для побудови малюнків на екрані комп’ютера;

— програми — тренажери — тренажери служать для виробітку і закріплення технічних навиків вирішення завдань. Вони повинні забезпечувати здобуття інформації по теорії і прийняттю рішення завдань, тренування на різних рівнях самостійності, контроль і самоконтроль;

— дидактичні ігри — видачі відповідей тому, хто навчається, на формовані їм питання, використовуючи ігровий процес;

— гіпертекстові системи — в основному є мультимедійними довідниками, в яких добре реалізована система навігації і пошуку інформації [18, 20, 21, 27].

У наш час тотальної комп’ютеризації інформація у вигляді електронних підручників є для студентів привабливішою, а значить, краще засвоюватиметься. Будь-яке навчання пов’язане з комп’ютерними технологіями потрапляє на сприятливий грунт. Проте, при використанні електронних підручників доцільно мати «тверду» копію текстових розділів, які вибрані в цих посібниках для використання їх учнями. Це пов’язано з тим, що при читанні книги текст сприймається у відбитому світлі, а на екрані монітора — в прохідному. Від читання з екрану монітора очі втомлюються значно більше, а при використанні моніторів низької якості погіршується зір [15, 34].

В деяких випадках використання електронного матеріалу повністю виправдано. Наприклад, великий об'єм тексту, як-то енциклопедія, в електронному вигляді буде займати місце лише на одному або декількох компакт-дисках, а не всю книжкову полицю. Також э можливість установки типа і розміру шрифту тексту залежно від бажання користувача.

Таким чином, одними комп’ютерами не обійтися, частину занять необхідно проводити в натурі, проте за допомогою комп’ютерів можна значно розсунути рамки можливого, підвищити інтерес учнів до предметів, і, тим самим, поліпшити якість навчання.

Електронний підручник, як правило, є мультимедійним продуктом і повинен забезпечити ефективне навчання школярів і студентів в режимі самоосвіти і в режимі, при якому викладач від звичайного інструктованого переходить до консультування учнів [11, 25, 42]. З цього виходить, що підручник повинен забезпечувати навчання студентів як по всьому курсу, так і по окремих темах. Кожен виділений заздалегідь смисловий фрагмент курсу повинен закінчуватися практичними і контрольними заняттями, а кожен великий розділ курсу — тестовим заняттям або заліком.

Використання мультимедійних програмних засобів підготовлює індивіда до комфортного життя в умовах інформаційного суспільства:

— розвиває мислення, (наприклад, наочно-дієвого, наочно-образного, інтуїтивного, творчого, теоретичного видів мислення);

— виконує естетичне виховання (наприклад, за рахунок використання можливостей комп’ютерної графіки, технології мультимедіа);

— розвиває комунікативні здібності;

— формує уміння приймати оптимальне рішення або пропонувати варіанти вирішення в складній ситуації (наприклад, за рахунок використання комп’ютерних ігор, орієнтованих на оптимізацію діяльності з прийняття рішення);

— розвиває уміння здійснювати експериментально-дослідницьку діяльність (наприклад, за рахунок реалізації можливостей комп’ютерного моделювання);

— формує інформаційну культуру, уміння здійснювати обробку інформації (наприклад, за рахунок використання інтегрованих-користувальницьких пакетів, різних графічних і музичних редакторів).

2.2 Правила оформлення електронних навчальних засобів Оформлення електронних підручників повинно відповідати таким основним правилам [2, 15, 17, 32]:

— всі тексти готуються з використанням сучасних програмних засобів, з врахуванням особливостей оформлення тексту: виділення заголовків, підзаголовків, визначень, ключових слів, перерахувань, окрім цього вставка графічного матеріалу, який може містити малюнки, графіки, що пояснюють посилання, а також відповідно до принципів колірного візуального сприйняття інформації і наочності подачі матеріалу;

— колірна палітра програми не повинна містити різких перепадів колірної гамми і кольорів, які сприяють швидкому стомленню очей і не дозволяють зосередитися на матеріалі, що вивчається;

— при побудові інтерфейсу повчальної системи необхідно враховувати досягнення теорії дизайну. Це перш за все стосується таких основних принципів теорії живопису, як пропорція, порядок, акцент, єдність і рівновага;

— повинен дотримуватися принцип пропорції, який стосується співвідношення між розмірами об'єктів і їх розміщенням в просторі. Організовуючи дані на екрані дисплея, необхідно прагнути до того, аби логічно зв’язані дані були явно згруповані і відокремлені від інших категорій даних. Функціональні зони на дисплеї повинні розділятися за допомогою пропусків і інших засобів: різні типи рядків, ширина, рівень яскравості, геометрична форма, колір. Для скорочення часу пошуку табличні дані повинні розділятися на блоки. Необхідно враховувати, що площина теплих кольорів зазвичай здається більше, ніж холодних. Розбиття на блоки, використання пропусків, табуляції, обмежувачів, а також варіювання яскравості кольору груп даних — найважливіші засоби впорядкування графічної інформації;

— повинно дотримуватися правило «золотого перегину», відповідно до якого об'єкти, які привертають увагу, краще розміщувати в різних третинах зображення, а не групувати в центрі. Порядок означає таку організацію об'єктів на екрані дисплея, яка враховує рух ока. Встановлено, що око, звичне до читання, починає рух звичайно від лівого верхнього кута і рухається назад — вперед по екрану до правого нижнього. Тому початкова точка сприйняття повинна знаходитися в лівому верхньому куті екрану, а списки для швидкого перегляду мають бути підігнані до лівого поля і вирівняні вертикально;

— для полегшення сприйняття різні класи інформації повинні спеціально кодуватися. Так, зв’язані, але рознесені по екрану дані повинні кодуватися одним кольором;

— організація даних на екрані повинна полегшувати знаходження подібностей, відмінностей, тенденцій і співвідношень;

— повинен дотримуватися «акцент» — це принцип виділення найбільш важливого об'єкту, який має бути сприйнятий в першу чергу. При дотриманні цього принципу погляд що вчиться притягується до зони акценту. Для створення такого акценту можна використовувати всілякі засоби: розміщення важливих повідомлень в центрі поля, відділення їх від останньої інформації вільним простором, вживання яскравого кольору;

— для ефективного вживання звуку необхідно чітко представити, з якою метою він використовується, наприклад, для кращого засвоєння вимови, або аби звернути увагу на деякі аспекти матеріалу, що вивчається, використовувати його для активації пізнавальної діяльності тих, хто навчається, для стимулювання його внутрішнього діалогу. Проте слід уникати занадто голосного супроводу того чи іншого матеріалу.

Створення добре спланованої і продуманої повчальної системи, яка відповідала б всім психологічним і педагогічним вимогам, неможливе без врахування цих принципів. Сучасний розвиток комп’ютерних технологій знімає все більше і більше технічних обмежень, дозволяє глибше враховувати принципи дизайну і побудови подібних систем [6−8].

2.3 Засоби створення електронного підручника Засоби створення електронних підручників можна розділити на групи, наприклад, використовуючи комплексний критерій, що включає такі показники, як призначення й виконувані функції, вимоги до технічного забезпечення, особливості застосування. Відповідно до зазначеного критерію можлива наступна класифікація :

— традиційні алгоритмічні мови;

— інструментальні засоби загального призначення;

— засоби мультимедіа;

— гіпертекстові й гипермедіа засоби;

Нижче приводяться особливості й короткий огляд кожної з виділених груп. В якості технічної бази надалі мається на увазі ІВМ сумісні комп’ютери, як найпоширеніші в нашій країні й наявні в розпорядженні університету.

До характерних рис електронних підручників, створених засобами прямого програмування з використанням алгоритмічних мов таких як Borland Delphi, Visual Basic, С++, відносяться [27, 42]:

— різноманітність стилів реалізації (колірна палітра, інтерфейс, структура електронного підручника, спосіб подачі матеріалу тощо);

— складність модифікації й супроводу;

— більші витрати часу й трудомісткість;

— відсутність апаратних обмежень, тобто можливість створення електронних підручників, орієнтованого на існуючу в наявність технічну базу.

Інструментальні засоби загального призначення призначені для створення електронних підручників користувачами, що є не кваліфікованими програмістами. У якості їх звичайно використають найпоширеніші програми такі як MS Word, Acrobat Reader, Power Point та інші. Їх застосовування при проектуванні електронних підручників забезпечують наступні можливості:

— наповнення, редагування й форматування тексту (текстовий редактор);

— підготовка статичної ілюстративної частини (графічний редактор);

— формування структури електронного підручника;

— підготовка динамічної ілюстративної частини (звукових й анімаційних фрагментів);

— підключення виконуючих модулів, реалізованих із застосуванням інших засобів розробки й ін.

До недоліків таких систем можна віднести, такі як: далеко не дружній інтерфейс; менші, у порівнянні з мультимедіа й гіпермедіа системами, можливості; відсутність можливості створення програм дистанційного навчання.

Ще до появи нової інформаційної технології експерти, провівши безліч експериментів, виявили залежність між методом засвоєння матеріалу й здатністю відновити отримані знання через якийсь час.

Якщо матеріал був звуковим, то людина запам’ятовувала близько 14 його обсяги. Якщо інформація була представлена візуально — близько 13. При комбінуванні впливу (зорового й слухового) запам’ятовування підвищувалося до половини, а якщо людина приймала активну участь в процесі вивчення, то засвоюваність матеріалу підвищувалося до 75%, це показує, що комбінування мультимедійних методів подання інформації дає високий рівень засвоєння знань [15, 27].

Отже, мультимедіа означає об'єднання декількох способів подачі інформації:

— текст;

— нерухомі зображення (малюнки й фотографії);

— зображення, що рухаються (мультиплікація й відео);

— звук (цифровий й МГОІ).

Аудіоінформація містить у собі мову, музику, звукові ефекти. Найбільш важливим питанням при цьому є інформаційний обсяг носія. У порівнянні з аудіо — відеоінформація представляється значно більшою кількістю використовуваних елементів. Насамперед, сюди входять елементи статичного відео ряду, які можна розділити на дві групи: графіка (мальовані зображення) і фото. До першої групи ставляться різні малюнки, інтер'єри, поверхні, символи в графічному режимі. До другого — фотографії й скановані зображення.

Також популярною є можливість організації текстової інформації у вигляді гiпертексту.

Гіпертекст — спосіб представлення інформації за допомогою зв’язків між документами, який складається з документів учбового вмісту, що містять учбовий матеріал, який можна читати на екрані комп’ютера, а при необхідності скопіювати в інший файл або відправити на принтер[31, стр. 102].

Документ є фрагментами тексту і графіки, сполученими між собою за допомогою спеціальних гіперзв'язків в мережу. Текст на екрані комп’ютера містить так зване ключове слово, зазвичай виділене іншим кольором. Якщо користувач встановить курсор миші на ключове слово і клацне лівою кнопкою миші, відкриється вікно, що містить даний фрагмент, роз’яснення, малюнок, приклад. Користувач може швидко знайти що цікавить його інформацію, адекватну рівню знань. Таким чином регулюється адаптація до рівня підготовки виучуваних.

Важлива характеристика гіпертекстової системи — це реалізація навігації в середовищі гіпертексту. У сучасних гіпертекстових системах для цих цілей застосовуються спеціальні системи управління базами даних, елементами яких є фрагменти гіпертексту.

Матеріал, представлений в электронному вигляді (електронні посібники), має зберігатися на електронних носіях інформації. Для цього призначенні компактні CDабо DVD-диски, які зручно зберігати та транспортувати.

Розділ 3. Розробка електронного підручника

3.1 Постановка завдання щодо розробки електронного підручника Аналіз навчального процесу з дисципліни «Електроніка» показав необхідність створення програмного мультимедійного засобу з цієї дисципліни — електронного підручника.

Узагальнюючи особливості, переваги та загальні вимоги до електронних підручників, викладенi у першому роздiлi, електронний підручник з дисциплiни «Електронiка» повинен вiдповiдати таким вимогам:

— інформація по курсу повинна бути добре структурована і представляти собою закінчені фрагменти курсу;

— матеріал повинен бути представлений у трьох блоках: матеріали лекцій, практичні роботи, тестові завдання;

— практичні роботи повинні виконуватися у спеціальних програмних засобах;

— наявність спеціалізованого тлумачного словника або глосарію з даної предметної області, а також включення можливості повернення на те місце, де був раніше;

— наявність відео уроків з роботи того чи іншого пристрою;

— наявність презентацій із звуковим супроводом.

Пiд час робот з електронним підручником основним джерелом iнформацiї є зображення на екранi монітора у поєднаннi з іншими мультимедiйними ефектами. Мета навчальної роботи студента з електронним підручником полягає не тiльки в сприйняттi та усвiдомленнi iнфомацiї, яка вiдображається на екранi, але й у набуттi умiнь її застосовувати.

Електронний підручник повинен створюватись у вигляді гiпертексту, послідовність опрацювання якого залежатиме вiд вибору користувача або наслідків виконання тестових завдань.

Для забезпечення виконання всіх етапів пізнавального процесу в складі електронного підручника повинні створюватися функціональні складові елементи — кадри:

— титульний;

— вступний;

— iнформацiйнi;

— закріплення;

— самоконтролю (тестовi).

Титульний кадр містить назву предмету, для засвоєння якого його складено, авторів, місце та рік створення.

Вступний кадр містить визначення дидактичної мети, яку спроможний забезпечити електронний підручник, вступним кадром також можна вважати зміст електронного підручника.

Iнформацiйнi кадри, де подається навчальна інформація, яка повинна бути засвоєна студентом під час вивчення певної теми.

Кадри закріплення та самоконтролю (тестовi). У такому кадрі розміщуються завдання (питання, вправи, задачі), вирішення яких дозволить студенту цілком засвоїти та закріпити навчальний матеріал, що був їм сприйнятий та усвідомлений під час роботи з iнформацiйним кадром, та отримати оцінку результатів навчальної діяльності студентів. Сукупність завдань, що використовуються під час тестової перевірки, мають назву — тест або контрольна програма. Вимоги, що пред’являються до тестового контролю [27, стр. 43]:

— об'єктивність, простота та формалізованість процедури визначення оцінювання якості підготовки;

— простота процедури введення відповідей, незалежність оцінювання від техніки письма;

— кількісні критерії оцінювання — наявність кількісних показників для визначення повноти та глибини засвоєння матеріалу;

— чіткість та однозначність формулювання умов тестових завдань, що забезпечує однозначність сприйняття студентами їх змісту;

— рівні вимоги до знань і умінь фахівця шляхом використання у тесті завдань однакової складності, обсягу та змісту;

— забезпечення необхідної повноти охоплення знань та умінь, що контролюватимуться під час перевірки;

— можливість одночасної перевірки значної кількості студентів;

— можливість багаторазового повторення умов перевірки для з’ясування змін у рівні підготовки.

Якісний тест повинен задовольняти таким вимогам [27, стр. 43]:

— валідність — означає, що за допомогою тесту вимірюються саме ті знання, уміння та навички, для оцінювання яких він призначений;

— надійність — полягає у тому, що наступне виконання тесту одним і тим самим студентом повинно давати практично однакові результати;

— простота — тестові завдання повинні мати чіткі, зрозумілі для кожного формулювання та відповідати можливостям студентів, для яких вони застосовуватимуться.

3.2 Вибір програмних засобів для розробки електронного підручника з дисципліни «Електроніка»

Електроні підручники мають багатошарову структуру, яка передбачає перехід від одного змістовного елемента до іншого із забезпеченням повернення на початкову позицію вивчення змісту. Такі умови можуть бути забезпеченні, якщо змістовна частина електронного підручника створена у формі гіпертекстового документа. Наявність гіперзв'язків дозволяє швидко переміщуватись від одного документа до іншого або до іншої частини документа та виконувати керівні інструкції. Гіпертекстову технологію розроблено для подання інформації у WWW-просторі і, в першу чергу, для створення Web-документів. Для підготовки Web-документів використовується мова гіпертекстової розмітки — HTML (Нурег Техt Маrkuр Language) [35, 43], яка дозволяє отримати доступ до змісту документа, незалежно від характеристики комп’ютера, виду браузера та операційної системи.

Документ, який написаний на мові НТМL є простим текстом, в який вставлені прапори розмітки, або «теги». Тому для розробки електронного підручника з дисципліни «Електроніка» у роботі обрано мову НТМL Для редагування використаний текстовий редактор блокнот, що входить в стандартний набір Windows. Це дозволяє не вдаватися до використання спеціальних програм, що значно спрощує розробку лекційного матеріалу. Гіпертекстова розмітка дозволяє додавати в документ різні типи файлів, включати в нього вставки інтерактивних демонстрацій, створених засобами Macromedia Flesh, Java й іншими, що в сукупності надає розроблювальному програмному продукту певну ясність, наочність, гнучкість.

Перевагами мови гіпертекстової розмітки є: універсальність формату, невеликий обсяг, можливість використання під будь-якою операційною системою.

До недоліків НТМL ставляться функціональна обмеженість, відсутність засобів захисту інформації від крадіжки й копіювання.

Пропускна здатність ліній зв’язку й вартість доступу в Internet у наш час в деяких випадках не відповідає світовим стандартам. З огляду на це сумарний розмір окремого HTML — файлу (разом із графікою), як показала практика роботи в Internet, не повинен перевищувати 50Кб [35, стр. 56]. Ця цифра особливо критична при роботі з підручником у режимі «On Line». При більших розмірах файл буде завантажуватися дуже довго, і працювати з ним студентові буде вкрай незручно. Звідси полягає висновок, що підручник повинен складатися з набору файлів невеликого розміру (до 50 Кб), об'єднаних загальною навігаційною системою гіперпосилань.

Під час підготовки електронного підручника слід звернути увагу на той факт, що зовнішній вигляд того самого документа в різних браузерах може дуже сильно відрізняється, оскільки єдиного стандарту дотепер немає. На жаль, всі відмінності в трактуванні тегів НТМL різними браузерами врахувати неможливо (точніше, дуже важко), тому треба відразу вибрати базовий браузер. На початку грудня 2000 року з’явилася перша комерційна (FREEWARE) версія дуже перспективного браузера Ореrа 5.0. Тому при розробці підручників, слід враховувати й особливості браузера Ореrа.

Для використання електронного підручника в режимі «off-line» вирішено скористатися мовою програмування, для чого було обрано середовище швидкої розробки Borland С++ 6. В основі цього середовища лежить технологія візуального проектування й надійного програмування. Суть полягає у тому, що середовище бере на себе більшу частину генерації коду, а програмістові залишається тільки конструювати діалогові вікна й функції обробки подій. Обмеження використання додатка написаного на Borland С++ 6 — це робота під ОС Windows.

Для забезпечення відображення активних частин документа обрано Java — скрипти.

Під час підготовки електронних навчальних підручників з метою забезпечення правильного та повного усвідомлення в процесі навчання будови об'єкту, його функціонування або технології робіт використано ілюстративні матеріали, які вимагають показати об'єкт вивчення як загалом, так і частинами, виконати їх демонстрацію. Цю задачу планується вирішити за допомогою використання прикладних комп’ютерних програм. Важливою ознакою комп’ютерних програм, які доцільно використовувати під час підготовки інформаційних кадрів електронних підручників, є:

— зручність і простота інтерфейсу;

— широке розповсюдження в практиці роботи навчальних закладів;

— можливість та простота перебудови і редагування змісту залежно від дидактичних задач, які вирішуватимуться за допомогою електронного підручника;

— створювати можливість представляти навчальний матеріал графічною формою із текстовим та мовним доповненням [17, 30, 39].

Таким вимогам відповідає програми побудови презентацій PowerPoint, яка є складовою частиною стандартного пакета прикладних програм Microsoft Office, яку встановлено практично на всіх комп’ютерах, що працюють під операційною системою Windows.

Також з метою більш якісного і зрозумілого пояснення роботи того чи іншого пристрою використана програма Camtasia Studio. Camtasia Studio — потужна утиліта для запису зображення з екрану в відеофайли різноманітних форматів, яка дозволяє редагування відео, містить вбудовані Macromedia Flash (SWF) і відеопрогравачі. Camtasia захоплює дії та звуки у будь-якій частині Windows-систем і зберігає у файл стандарту AVI. Підготовлене відео за допомогою програми можна експортувати в один з форматів, який підтримується програмою, — AVI, SWF, FLV, MOV, WMV, RM, GIF, CAMV.

Так як направленістю дисципліни «Електроніка» є електронні технічні пристрої, які потребують пояснення роботи за допомогою досліджень електричних схем даних пристроїв, то з цією метою обрана комп’ютерна програма Electronik WorkBench 5.12. Electronik WorkBench 5.12 має широке застосування у навчальних закладах технічної направленості для вивчення і перевірки роботи електричних схем.

3.3 Розробка електронного підручника з дисципліни «Електроніка»

Електронний посібник з дисципліни «Електроніка» складається з набору НТМL — сторінок, перегляд яких відбувається за допомогою браузера, написаного мовою програмування Borland С++ 6. Для забезпечення відображення активних частин документа, були використані Java — скрипти.

Браузер розроблений у такий спосіб: на головну форму Form був поміщений компонент із вкладки Internet за назвою Web Browser. На рис. 3.1 представлена частина коду браузера, що відноситься до головного вікна.

Рис. 3.1. Частина коду браузера, що відноситься до головного вікна Підручник розроблено на фреймовій основі, це дозволяє побудував зручне навігаційне вікно й визначити місце розташування інформації. Головна форма index. html (рис. 3.2) складається з двох фреймів:

— menu. htm;

— main.htm.

Рис. 3.2 Головна форма index. html

Файл menu. htm містить інформацію про:

Файл main. htm містить інформацію про:

Вікно форми має фіксований розмір і дорівнює 800*600 pix, а також включена можливість зміни розміру вікна. На рис. 3.3 наведено головну сторінку електронного посібника з дисципліни «Електроніка», яка вміщає в себе всю необхідну інформацію: назву, авторів, призначення та місце видання.

Рис. 3.3. Головна сторінка електронного підручника з дисципліни «Електроніка»

Також електронний підручник має додаткові фрейми:

— navigation. htm ;

— down. htm;

— main. htm;

— top. htm;

— data.htm.

navigation.htm — це меню навігації. На рис. 3.4 наведено меню навігації: а) структура; б) вікно навігації.

Рис. 3.4. Меню navigation. htm

З головного вікна можна зробити перехід до будь — якої частини змісту підручника за допомогою вертикального меню, що зображено на рис. 3.4, яке містить посилання на лекції та їх підтеми, на тестування за темою, презентації та глосарій.

down.htm — «підвальчик» для стрілок навігації (рис. 3.5.) (щоб вони не налізали на навігацію, бо ж стрілки відносятся до вікна програми — браузера) в загалі, просто пуста сторінка.

Рис. 3.5. Стрілкова навігація down. htm

main.htm складається з двох фреймів (рис. 3.6):

— top. htm;

— data.htm.

Рис. 3.6. Структура main. htm

top.htm — в взагалі-то не потрібен, для краси — полоса зверху для більш ліпшого вигляду.

data.htm — фрейм, у якому і відбувається показ усього контенту підручника (рис. 3.7). Цей фрейм являє собою головну частину підручника, бо саме вона показує увесь вміст підручника, а також на ній відбувається запуск усіх супутніх програм.

Файл menu. htm містить інформацію:

Показати весь текст Вартість унікальної роботи