Оптимизация самообразования средствами коммуникативных и информационных технологий. Монография

Учебник находится в открытом доступе и не требует регистрации [44].

На сайте Образовательной электронной библиотеки предпринимательства и учебных материалов в режиме online представлены упрощенные интерактивные учебники для организации обучения предпринимателей. Интерактивный учебник представляет собой структурированный материал по той или иной теме, решающий задачи обучения, содержание учебника сокращено до определений основных понятий, контроль представлен автоматически обрабатываемым тестовым материалом. Любой интерактивный учебник, входящий в электронную библиотеку, можно изучить на рабочем месте за 4-8 часов [88].

Внастоящее время наблюдается использование интерактивных учебников в поддержку печатных учебников.

Ряд интерактивных учебников представлен в сети Интернет в форме сайтов со свободным доступом. Например, интерактивный учебник «Основы автоматизированного проектирования», в состав которого включен лекционный, практический материал, ориентированный на среду AutoCAD, для проверки полученных знаний предложен материал для контрольных работ и тестовые задания в режиме on-line [45].

Внастоящее время создаются учебники на базе интерактивных сред. Широко используются интерактивные геометрические среды, специально разработанные для образовательных целей и позволяющие выполнять на компьютере геометрические построения, состоящие из геометрических объектов, а также задавать соотношения между этими объектами. Интегративная геометрическая среда позволяет изменять геометрические объекты в рамках заданных соотношений. При этом остальные геометрические объекты также изменяются, сохраняя заданные соотношения неизменными. Выделяют следующие интегративные геометрические среды: живая геометрия; математический конструктор; GeoNext; GeoGebra [63].

81

Интерактивный справочник «Универсальный интерактивный справочник по математике для инженеров» представляет собой структурированный набор справочных статей по всем разделам высшей математики, включенным в стандарт математического образования инженеров. Поиск справочной информации производится через оглавление и по предметному указателю. Справочные сведения представляются в традиционной математической нотации и снабжены аргументированными графическими иллюстрациями и многочисленными примерами. В состав справочника включены средства решения задач пользователя по приведенным в справочных статьях формулам с использованием Mathcad Calculation Server [49].

Интерактивные конструкторы и тренажеры позволяют закрепить знания и получить навыки их практического применения в ситуациях, моделирующих реальные. Так, электронные тренажеры в учебном процессе применяются в обучении действиям в сложных и даже чрезвычайных ситуациях при отработке противоаварийных действий, когда использование реальных установок для тренировок нежелательно по целому ряду причин (перерывы в электроснабжении, возможность создания аварийных ситуаций, повышенная опасность и т.п.). В нашем же случае интерактивные тренажеры используются для отработки умений и навыков решения задач.

В рамках конкурса НФПК «Разработка информационных источников сложной структуры (ИИСС) для системы общего образования» разработаны и размещены в единой коллекции цифровых образовательных ресурсов ряд разнообразных интерактивных задачников.

Интерактивный задачник по программированию Programming Taskbook, размещенный локально и представляющий собой комплекс библиотек, встраиваемых в одну из распространенных систем программирования разработан и используется при проведении практических занятий на факуль-

82

тете математики, механики и компьютерных наук и экономическом факультете Южного федерального университета [1]. Задачник содержит 1100 учебных заданий по основным темам базового курса информатики по программированию. Задачник подключается к программе обучающегося в виде дополнительного модуля. После подключения задачника к программе обучающегося он обеспечивает:

–отображение на экране текста задания и связанных

сним данных;

–демонстрацию правильных результатов для каждого задания;

–выявление стандартных ошибок;

–проверку правильности результатов, полученных программой;

–вывод на экран и запись в особый файл результатов информации о каждом тестовом испытании программы;

–регистрацию задания, выполненного после надлежащего количества успешных тестовых испытаний, проведенных подряд.

Интерактивный лабораторный практикум позволяет имитировать процессы, протекающие в изучаемых реальных условиях. При этом тренажер имитирует не только реальную установку, но и объекты исследования и условия проведения эксперимента. Лабораторные тренажеры позволяют подобрать оптимальные для поведения эксперимента параметры, приобрести первоначальный опыт и навыки на подготовительном этапе, облегчить и ускорить работу с реальными экспериментальными установками и объектами.

Одним из примеров является интерактивный лабораторный практикум «Искусственный интеллект» издательства «БИНОМ». В основу лабораторных работ заложена идея азартной компьютерной игры так, что их выполнение обходится практически без вмешательства преподавателя или лаборанта. Между учащимися и компьютерами завязывается активный диалог, в ходе которого учащиеся последовательно

83

осваивают одну идею искусственного интеллекта за другой, иногда наталкиваясь на подводные камни и попадая в «ловушки», в которых порой оказывались ученые – создатели науки «Искусственный интеллект». Такой способ освоения материала способствует глубокому проникновению в суть проблем и не позволит в будущем повторять вошедшие в историю заблуждения и ошибки. В ходе выполнения лабораторных работ учащиеся осваивают специально созданный для них программный инструмент – симулятор нейронных сетей «Нейросимулятор». С помощью этого инструмента они могут создавать нейронные сети слоистой структуры, подбирать их параметры, обучать решению множества практических задач, например, в области медицины, политологии, социологии, спорта, туризма, криминалистики, педагогики, экономики, промышленности и др. [67].

Интерактивные тренажеры служат для отработки и закрепления технических навыков решения задач. Они обеспечивают получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль. Предоставляют вспомогательные средства (калькулятор, таблицы, «записную книжку», автоматическое решение подзадач и т.п.). Как правило, включают режимы: теория, демонстрация приемов, работа с репетитором, самостоятельная работа, самоконтроль. Примерами интерактивных тренажеров являются «Химия для всех – XXI: решение задач. Самоучитель» [105], предназначенный для обучения решению задач по химии, он может использоваться для обучения решению качественных и расчетных задач, для закрепления изученного теоретического материала, и интерактивный тренажер «Биология. 1С» [106]. Эти тренажеры являются интерактивными, при выполнении заданий учащиеся пользуются технической помощью, подсказками, получают справочную информацию, смотрят видеофрагменты и получают исчерпывающие комментарии, также возможен просмотр подробного решения задачи. Так,

84

в работе С.Г. Чайкова доказано, что при использовании интерактивных тренажеров повышается качество знаний учащихся, формируется общий подход к решению задач, изменяется отношение к обучению [107].

Интерактивными средствами, ориентированными на контроль знаний, являются контролирующие программы или программные средства, служащие для проверки (оценки) качества знаний.

Интерактивные справочники, базы данных учебного назначения предназначены для хранения и предъявления учащемуся разнообразной учебной информации справочного характера. Для них характерны иерархическая организация материала и средства быстрого поиска информации по различным признакам или по контексту. Такие программы имеют чисто информационную функцию и их единственное, но существенное преимущество перед традиционными задачниками – оперативность получения информации. Интерактивные справочники обычно представлены в сети Интернет на образовательных сайтах.

Интерактивные средства наглядности создают образные представления в виде рисунков, фото, звуков, видео, интерактивных схем. Визуальная виртуальная информация является более яркой, обладает возможностью масштабирования, а включение анимации делает ее более динамичной. Интерактивные наглядные средства обучения позволяют продемонстрировать разнообразные процессы, трудные для умозрительного восприятия, и проиллюстрировать абстрактные понятия, сложные для понимания. Это способствует созданию «виртуальной абстракции» и использованию в процессе обучения дедуктивных методов.

Использование средств наглядности для управления познавательной деятельностью в процессе обучения способствует:

–созданию образовательной среды;

–развитию интеллектуального мышления;

85

–изменению иллюстративных свойств наглядности на познавательные.

Интерактивные наглядные средства обучения должны

быть:

–ориентированы на мотивацию обучения, вызывать интерес и увлекать познавательной деятельностью;

–доступными, т.е. соответствовать возрастным особенностям учащихся;

–содержательными с позиции современной науки и для передачи смысловой полноты теоретического материала;

–иллюстративными;

–дозированными;

–эргономичными, целесообразными, комфортными для восприятия и работы с физиологической и психологической стороны.

Интерактивные средства наглядности наиболее эффективны в комплекте с интерактивным оборудованием (интерактивной доской, панелью и пр.).

Интерактивные средства наглядности в настоящее время – это:

–интерактивные наглядные пособия;

–интерактивные плакаты;

–интерактивные карты;

–интерактивные панорамы.

Эти наглядные средства предусматривают возможность различного их использования на уроке: в качестве иллюстративного и демонстрационного материала при изучении новых тем, на этапе контроля, при выполнении творческих работ учащимися, а также для сопровождения их рассказа при опросе или реферативном сообщении. Кроме того, предлагаемые пособия содержат справочный материал.

В интерактивных пособиях использованы различные способы подачи материала с применением широкого арсенала мультимедийных технологий: двухмерной анимации, звука, высокохудожественных рисованных изображений, фото-

86

графий натуральных объектов, методически продуманных схем и текстовой информации. Подобный подход позволяет всесторонне осветить рассматриваемые вопросы, сочетая наглядность и информационную насыщенность.

Материал пособий представлен таким образом, что его можно интегрировать в образовательный процесс на любом этапе: как при знакомстве с изучаемыми вопросами, так и при осмыслении и систематизации уже имеющейся информации. Кроме того, содержательная насыщенность наглядных пособий позволяет использовать их на любом уровне подготовки: базовом, углубленном, подготовительном к поступлению в вуз, в проведении элективных курсов, а также в системе начального, среднего и высшего профессионального образования.

Удобная и понятная навигация дает возможность обучающему работать с информационными ресурсами на желательном уровне сложности.

Разработаны и широко применяются интерактивные наглядные пособия издательства «Дрофа» для разных школьных предметов. Так, в учебном процессе широко используются интерактивные наглядные пособия по биологии: «Строение и жизнедеятельность организма человека», «Строение и жизнедеятельность организма цветкового растения», которые обладают дополнительными возможностями работы со слоями и позволяют не просто рассмотреть различные органы и изучить их структуру, но и продемонстрировать морфофункциональное единство и целостность орга-

низма [136].

Интерактивное учебное пособие по ОБЖ «Структура Вооруженных сил Российской Федерации» раскрывает структуру вооруженных сил, видов и родов войск, боевые характеристики и устройства основных видов оружия и военной техники, в виде анимационных сюжетов, видеофрагментов, иллюстративного и текстового материала [137].

87

Интерактивное учебное пособие по математике «Алгебра. Графики функций» [7] позволяет строить графики различных функций, работать с координатной плоскостью, задавать точки, масштабировать координатную плоскость. Программой предусмотрено построение графиков линейной, квадратичной, степенной, обратной, показательной, а также тригонометрических функций. Предусмотрены возможности преобразования графиков: перенос, симметричные отображения, растяжение, сжатие. При построении графиков пользователь имеет возможность задать свойства линий графиков, создавать подписи на графике, наносить и подписывать точки. В декартовой системе координат одновременно можно строить шесть графиков и наносить десять точек. Помимо этого в состав программы входит инструмент рисования, позволяющий пользователю наносить дополнительную информацию на координатную плоскость.

Интерактивные учебные пособия серии «Наглядная школа»: «Наглядная математика», «Наглядная биология», «Наглядная химия», созданные с использованием учебнометодических комплектов (учебных и наглядных пособий) издательства «Экзамен» могут использоваться при работе

слюбым учебником. Учебные пособия максимально адаптированы для работы с интерактивной доской благодаря особому визуальному оформлению и специально разработанному функционалу, а также могут эффективно использоваться на современном мультимедийном оборудовании (проектор

сэкраном, плазменные и ЖК-панели и т.п.). Они обеспечивают высокий уровень наглядности при изучении нового материала как в традиционной классно-урочной системе, так и при других продуктивных формах работы с учащимися (проблемное изучение нового материала, исследование виртуальной модели, учебные проекты и т.д.). Кроме того, пособия могут стать ядром учебного процесса, формирующим вокруг себя систему интерактивного обучения при активном взаимодействии с различными цифровыми ресурсами [148].

88

Интерактивные карты представляют собой цифровые аналоги печатных карт, основанных на добавлении к картографической подложке произвольного количества дополнительных объектов. Интерактивные карты позволяют совершать различные манипуляции:

–включать/выключать показ объектов в нужный момент времени;

–подсвечивать объект для концентрации внимания учащихся;

–перемещать, модифицировать, перекрашивать объекты;

–дополнять карту-схему объектами непосредственно во время занятия;

–приближать отдельные участки карты для более подробного их изучения;

–отображать отдельные эпизоды;

–рисовать на карте и наносить на нее надписи;

–проверять знания по отдельным разделам или по курсу в целом;

–подготовить к уроку, контрольной или проверочной

работе.

Особенность интерактивных карт состоит в наличии проверяемых заданий, аналогично заданиям, выполняемым на контурных картах. Технологически это реализовано на добавлении к картографической подложке объектов, параметры которых (местоположение, форму, цвет и другие) должен будет воспроизвести учащийся, выполняющий задание. Проверка правильности выполнения задания осуществляется программой автоматически. Проверяемые объекты могут быть следующих типов: символы; ломаные – как разомкнутые, так и замкнутые (области); текстовые поля. Причем учителя могут самостоятельно создавать насыщенные интерактивными объектами карты и задания самостоятельно, без помощи программистов и специалистов в области компьютерной графики.

89

Издательством «Дрофа» разработан широкий перечень интерактивныхкартпогеографии, историиистрановедению[46].

На сайте «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» представлен «Конструктор интерактивных карт с проверяемыми заданиями» [62]. Данные учебные материалы разработаны в рамках конкурса НФПК «Разработка информационных источников сложной структуры (ИИСС) для системы общего образования». Современный творческий инструмент, который позволяет учителю-методисту создавать насыщенные интерактивными объектами карты и задания самостоятельно, без помощи программистов и специалистов в области компьютерной графики. Интерактивные модели, созданные при помощи конструктора, могут быть использованы для сопровождения занятий по географии, истории, а также тех предметов в области естествознания и обществознания, в которых предполагается работа с картами.

В рамках Большой энциклопедии Кирилла и Мефодия разработан уникальный астрономический инструмент – интерактивная карта звездного неба. Интерактивная карта звездного неба позволяет искать объект, получать информацию об объекте, изменять установки времени, координаты пункта наблюдения, способ представления информации. В режиме «Звездной карты» яркость звезд прямо пропорциональна величине радиуса соответствующего им черного кружка, планеты отображаются разноцветными кружками постоянного диаметра, а диаметр Луны и Солнца соответствует текущему угловому размеру экрана. Временной интер-

вал действия программы: 1900.01.0100:00 – 2100.01.0100:00.

Интерактивная карта позволяет увидеть звездное небо из любой точки земли, в любой момент времени, осуществить поиск любого небесного тела, определить точную астрономическую информацию, построить схемы созвездий и многое другое [47].

Интерактивные плакаты содержат иллюстративный и справочный материал по различным разделам всех предме-

90