Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электронное обучение физике (исторические и терминологические аспекты). Монография
.pdf
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ПО ФИЗИКЕ
• «гибкость применения» (возможность дополнения и редактирова-
ния содержания, адаптации под пользователя, конструирования);
• удобство работы (гибкий, привычный интерфейс);
• совместимость с другим программным обеспечением (кроссплатформенность, импорт/экспорт информации);
• качество программного модуля (отсутствие ошибок, быстрота ра-
боты, эффективное использование технических ресурсов);
• наличие описания и справочной информации (как работать с ЭОРом).
Особо следует сказать о требованиях, предъявляемых к электронным учебным курсам (одновременно это могут быть требования
к системе управления обучением). Они должны обеспечивать широкое представление структурных компонентов образовательного процесса – получение информации, практические занятия (тренировка
и закрепление знаний и умений), аттестация (контроль полученных
знаний и умений). Их методическое построение должно
максимально обеспечивать возможность самостоятельного изучения учащимися представленного материала и в то же время предполагать собственные методические инициативы преподавателей, использующих
данное средство в учебном процессе. Они должны, по возможности,
обеспечить мониторинг действий пользователя. Содержание курса
должно соответствовать современному уровню физической науки
и достоверному фактографическому представлению всех необходимых
материалов.
К медиакомпонентам ЭОР по физике также предъявляются группы
требований и рекомендаций, разберем их далее.
Требования к электронному учебному тексту по физике
Методические требования к электронному учебному тексту основываются на требованиях к традиционному – печатному учебному
тексту. Технологии конструирования учебных текстов по физике приведены в диссертационном исследовании А. А. Шаповалова [146].
В частности он отмечает, что «Проблема построения учебных текстов
напрямую связана с проблемами вербальной и невербальной коммуникации … необходимо строить учебные тексты так, чтобы информация отражалась в соответствии с заранее заданной структурой, представлялась различными способами, с помощью различных знаковых
форм, в разном объеме» [146, с. 225–226].
Выделяют «максимальный» и «минимальный» учебные
тексты.
Требования к максимальному тексту: 1) литературное оформление,
наличие рассуждений, 2) текст может быть разбит на параграфы,
71
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
3) не может рассматриваться изолированно, 4) расчеты в тексте пред-
ставляются как задачи, 5) описание количественной части физического явления предполагает формализованный анализ уравнения, с помощью которого определяется физическая величина, либо уравнения,
устанавливающего зависимость между величинами. «Минимальный»
текст – это текст, выстроенный в соответствии с … интегрированной
логической структурой изучения физического явления, представляющий
в сжатом, лаконичном виде минимум полной информации по
предложенному вопросу [146, с. 227–233].
Электронный текст, будучи представленным на экране, следует
делать «минимальным». Пространные рассуждения, уместные в печатном издании, плохо воспринимаются при чтении с экрана. Гораздо
лучшего результата можно достичь заменой таких форм лаконичными формулировками, визуальными элементами в виде графиков, гистограмм
, анимированными иллюстрациями, трехмерными моделями,
применением аудио- и видеоряда.
Еще одной особенностью разработки электронного текста является возможность использования гиперссылок. С эргономической точки зрения это гораздо удобнее, чем поиск информации по ссылке, созданной по аналогии с печатными изданиями – в конце книги. Чтение
гипертекста является потенциально более полноценным, так как
дает
возможность навигации в пределах таких больших информационных
массивов, которые весьма труднодоступны при работе с бумажными
носителями.
Выделим технические рекомендации по созданию электронного
учебного текста по физике.
На процесс восприятия, а значит и понимания текста, расположенного на экране, влияют: ширина текстовой зоны, способ выравнивания текста, его расположение на экране
, начертание, стиль
и размер шрифта. Восприятие текста становится значительно эффективнее, если глаз может сразу охватить не отдельные слова или
обрывки фразы, а целую строку, законченный фрагмент (или абзац). Этот факт является одним из определяющих при выборе длины строки. Желательно, чтобы текстовая зона центрировалась по
горизонтали. При невыполнении
этих требований, особенно на мониторах с диагональю более 15 дюймов, длинная строка заставляет
глаз перемещаться в пределах большого угла. В результате повышается утомляемость, следствием чего является резкое снижение
уровня понимания учебного материала. Все многообразие име-
72
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ПО ФИЗИКЕ
ющихся шрифтов можно разделить на две группы: шрифты с засечками (Serif) и гладкие шрифты (San Serif). К первым относятся
шрифты типа Times New Roman, ко вторым – Arial. По мнению психологов, шрифт с засечками читается легче, поскольку глазу есть
за что «зацепиться» при чтении текста – засечки служат направляющими для перемещения глаза по буквам, и он меньше
устает.
Гладкие шрифты требуют больше внимания и усилий при чтении,
но в результате прочитанное лучше запоминается. Значит, в тех небольших фрагментах текста, на которые надо обратить внимание
обучаемого, следует применять преимущественно гладкие шрифты.
Также гладкие шрифты следует применять во всех случаях, если мы
имеем дело со слишком мелким или
слишком крупным шрифтом
(если только шрифт с засечками не является «изюминкой» дизайна), а также в материалах, предназначенных для показа на большом
экране. Не следует забывать и о том, что на компьютере пользователя ассортимент шрифтов может быть весьма ограничен, поэтому
необходимо продумать возможные варианты замены или поставки
шрифтов вместе
с ЭОР.
При форматировании текста целесообразно использовать «стили» –
наборы характеристик, используемых для части текста для приведения
его к определенному виду. Это способствует упорядочению текста,
возможности дальнейшего быстрого форматирования и обеспечивает
грамотное преобразование текстового файла в формат веб-страницы.
Это особенно актуально, если речь идет о больших объемах текстовой
информации. Кроме
того, «стили» способствуют уменьшению объема
памяти, занимаемой текстовым файлом.
Требования к графике и цветовому исполнению
Особое внимание следует уделить приемам акцентирования внимания обучаемых на графической информации различного типа. Визуально на экране ее можно выделить местом расположения, цветом (фоном),
размером. Следует иметь в виду, что чрезмерное увлечение цветовыми
эффектами может
сместить акценты и свести на нет всю проделанную
работу. Опыт создания веб-страниц для глобальной сети Интернет показал, что оптимальным является использование на одной экранной странице не более трех-четырех основных цветов, причем группа страниц,
связанная в единый смысловой блок, должна также обладать одинаковой цветовой схемой. Это означает
, что все электронное средство обучения должно быть выполнено в единой схеме, дабы пользователю не
приходилось отвлекаться от его основного содержания.
73
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
Следует также учитывать зависимость психологического восприятия от цвета объекта [125, с. 88]. Синий воспринимается как покой
и расслабление, красный усиливает возбуждение, наиболее предпочитаем подростками, зеленый повышает уверенность, но отвергается
людьми, находящимися на грани физического и психического истощения, желтый несет с собой энергетику, коричневый – пассивность, серый – нейтралитет. Воздействием цветом можно
создать у обучаемого ощущение тепла, комфорта и спокойствия, повысить внимание, то
есть с помощью цветового решения электронного средства обучения
можно в определенной степени управлять степенью восприятия обучаемым учебного материала.
Технически, основным свойством графической информации,
представляемой на экране, является разрешение, определяющее
размер единицы изображения – точки (пикселя). Основным требованием
к величине разрешения изображения является субъективное
восприятие изображения так, что отдельные пиксели изображения
не видны и в то же время все важные детали изображения различимы. Отчасти это определяется исходя из метода воспроизведения
изображения, т. е. от размера экрана и расстояния до него. Современные технические средства представления информации (дисплеи,
проекторы
) позволяют, при наличии изображения соответствующего
качества, удовлетворить вышеуказанному требованию. Современные
графические редакторы также используют различные методы увеличения разрешения изображения без потери качества. Однако, используя изображения высокого разрешения, необходимо помнить о том,
что их хранение требует большего объема памяти, а воспроизведение – больших затрат ресурсов производительности компьютера. Поэтому,
исходя из условий применения изображения, нужно использовать разрешение, не превышающее необходимый уровень, а также возможности сжатия изображений. Наиболее распространенным
форматом сжатия изображений является JPEG (JPG). Монохромные
или незначимые изображения, размещаемые в сети Интернет обычно
имеют формат gif или png – они обеспечивают минимальный размер
файла, что в данном случае особенно важно.
Требования к учебным
аудиозаписям
Учебные аудиозаписи весьма широко использовались в обучении
физике. Однако с появлением аудиовизуальных пособий как независимое средство обучения физике аудиозаписи были во многом вытеснены. Комбинируя или дублируя визуальные компоненты с аудиаль-
74
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ПО ФИЗИКЕ
ными, можно достичь эффекта наилучшей усвояемости материала.
Запоминание будет идти сразу по нескольким каналам одновременно,
а следовательно, увеличится эффективность обучения за счет задействования различных механизмов памяти.
Тем не менее проблема создания учебных аудиозаписей осталась
актуальной в контексте разработки видеороликов, совмещающих
в себе аудио и видеоинформацию, а также электронных учебных
курсов, в ситуациях, когда аудиозапись совмещается со статичной графикой или анимацией.
Основными требованиями к учебной аудиозаписи речи являются
полнота содержания, четкость, грамотность, краткость, соответствие
озвучиваемому визуальному материалу.
При озвучивании демонстрационного физического эксперимента
следует соблюдать следующие рекомендации:
• в тексте должен преобладать активный залог. Так текст становится проще для
понимания, изучения и редактирования;
• необходимо избегать прошедшего и будущего времени;
• не стоит «нагружать» текст вычурными предложениями. Позитив-
ная форма всегда предпочтительнее негативной. По возможности
необходимо использовать простые предложения;
• использовать местоимения только в крайних случаях;
• быть краткими и уметь завершать мысль;
• не повторять одни и те же термины и
предложения несколько раз;
• избегать двузначности толкования сюжета демонстрации. Не ис-
пользовать в тексте косвенных формулировок;
• продумывать паузы, поскольку паузы готовят зрителей и слушате-
лей к изменениям в сюжете;
• не стоит представлять информацию в числовом виде;
• не стоит «нагружать» текст лишними деталями;
• сообщение будет озвучено более качественно, если озвучивает
не
демонстратор, а человек за кадром [69, c. 120–121].
Технически цифровые аудиозаписи могут быть выполнены в различных форматах: сжатых с потерями и без потерь. Первый вариант
является более предпочтительным, поскольку позволяет значительно
экономить информационные ресурсы. При этом следует учитывать
основное требование (так же как и в случае со статичной и динамичной графикой
) – субъективную идентичность сжатого и оригинального аудио. Наиболее популярным в настоящее время форматом кодирования звука является MP3, принцип сжатия которого заключается
75
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
в снижении точности некоторых частей звукового потока, что практически неразличимо для слуха большинства людей.
Требования к учебным видеороликам (фильмам)
Достоинством учебных фильмов является заложенная в них наглядность, обусловленная богатыми дидактическими возможностями
видеоматериалов: информативной плотностью, позволяющей сообщить большое количество информации в сжатые сроки; представлением объектов, процессов, явлений, недоступных
для непосредственного наблюдения; возможностями «ускорить», «замедлить» или «остановить» демонстрируемый процесс и т. п.
При создании учебных фильмов большое значение придается
формированию содержания их отдельных фрагментов, несущих
целенаправленную функцию и отличающихся четким логическим
построением. Фрагменты фильма могут быть использованы в различных учебных ситуациях: при постановке проблемы, изложении
ее
содержания, иллюстрации изучаемого учебного материала, закреплении пройденного.
При организации видеосъемки демонстрационного эксперимента
по физике необходимо соблюдать требования к демонстрационному
эксперименту. В. В. Ларионова приводит следующие требования [69,
с. 114–115]: «видимость всех деталей опыта, его различных аспектов
всеми учащимися класса; выразительность и эмоциональность, убедительность, наглядность, содержательность, хорошая и изящная оформленность опыта
, кратковременность». К специальным средствам
и приемам повышения выразительности опыта относятся: расположение приборов установки на разных уровнях; окрашивание различных
частей установки, подбор цвета; применение дыма в демонстрациях;
применение дополнительного освещения; применение зеркал и рейтеров [69, c. 119].
При создании учебных фильмов используют специальные виды
съемок, мультипликацию, кадры из художественных, хроникально-документальных
и научно-популярных фильмов. При видеосъемке учебных экспериментов требуется использовать несколько планов, позволяющих зрителю после выполненного монтажа
(сделанного, по возможности, таким образом, чтобы зритель не
замечал «склеек») составить в сознании как можно более полный
образ ситуации.
По методической направленности учебные фильмы можно
разделить на фильмы, предназначенные для использования в ка-
76
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ПО ФИЗИКЕ
честве источника новой информации при изучении нового материала, и фильмы, носящие обобщающий характер и предназначенные для демонстрации на обобщающих, заключительных
занятиях по теме.
В настоящее время существует огромное количество вариантов цифрового кодирования видео. Наиболее распространенным форматом хранения синхронизированной аудиовизуальной
информации является AVI. Качество/объем сжатого видео будет
зависеть от выбранной программы кодирования, кодека и характеристик сжатия.
Не следует забывать и о возможностях сервисов для размещения видео (Youtube и т. п.). Как правило они имеют встроенные видеоредакторы, а также позволяют гибко настроить доступ к видео
и разместить его в системе управления обучением.
Требования к электронным тестам по физике
Принципиально методические требования к электронным тестам не отличаются
от традиционных требований. Это требования
валидности, надежности, дифференцирующей силы заданий.
Технически электронные тесты позволяют реализовать задания,
которые в печатных изданиях создать было невозможно. В первую
очередь, это видеозадания, интерактивные анимационные задания
и задания, использующие технологию «drag-and-drop».
Требования к компьютерным моделям по физике
При обучении физике широко используются моделирующие
компьютерные программы. Анализ учебно-
методической литературы [87, 88, 94, 144] показывает, что при их разработке следует
придерживаться следующих принципов:
• научности содержания материала;
• доступности материала для учащихся;
• учета психолого-педагогических особенностей восприятия ин-
формации.
Обобщая собственный опыт в разработке компьютерных моде-
лей по физике, приведем следующие рекомендации.
Представляя учащимся компьютерную модель, как и для любой
другой модели,
необходимо пояснить границы ее применимости,
а также различные допущения, выполненные при ее разработке, необходимые для обеспечения удобства работы и лучшего понимания
модели. Эти факты необходимо указать в описании модели и методических рекомендациях по ее применению.
77
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
Разрабатывая модель физической ситуации, особенно важно
учитывать возрастные и индивидуальные особенности учащихся.
Необходимо спроектировать модель таким образом, чтобы она не
«отталкивала» обучаемых обилием новой, непонятной еще, информации, а, наоборот, привлекала возможностью проводить интересные физические исследования.
Важным условием является создание грамотного и доступного
описания модели, а также различных экспериментальных
заданий, выполнение которых обязательно для достижения дидактических целей,
поставленных на этапе педагогического проектирования.
ГЛАВА 6.
ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ ФИЗИКЕ
В 90-е гг. прошлого столетия отечественными исследователями
электронного обучения [45, с. 80] были определены следующие
функции компьютера в обучении физике:
• мотивирующая – стимулирование творческой активности к изучению материала, поиску ответа;
• информационная – реализация возможностей информационных систем;
• управление учебной деятельностью – гибкость, высокая степень адаптивности и учет познавательных возможностей учащихся;
• тренировочная
типовых задач;
• контролирующе-корректирующая – принятие любого способа
ответа, включая свободно конструируемый, при этом определяется его правильность на основе формального общего и поэлементарного анализа (при наличии справочного оператора
и системы коррекции ошибок);
• коммуникативная – ведение диалога с использованием типовых
ответов-реакций;
• развивающая – опора на эвристические
Во многом они актуальны и по сей день. Исходя из них, разрабатываются и подбираются электронные образовательные ресурсы
по физике для решения конкретных педагогических задач, ведется
педагогическое проектирование электронного обучения.
Проектированием называется деятельность по созданию образа
будущего явления. Рассмотрим, как определяют понятие «педагогическое проектирование» («педагогический дизайн
и зарубежные исследователи педагогики [58, 104, 109, 140]:
практико-ориентированная деятельность, целью которой является разработка новых, не существующих в практике образовательных систем и видов педагогической деятельности;
• новая развивающаяся область знания, способ трактовки педагогической действительности (А. П. Тряпицына);
– формирование отдельных навыков решения
методы решения задач.
») отечественные
79
А. В. СМИРНОВ, С. А. СМИРНОВ. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ ФИЗИКЕ
• прикладное научное направление педагогики и организуемой пра-
ктической деятельности, нацеленное на решение задач развития,
преобразования, совершенствования, разрешения противоречий
в современных образовательных системах (Е. С. Заир-Бек);
• способ нормирования и трансляции педагогической и научно-исследовательской деятельности (Н. А. Масюкова);
• педагогический дизайн как процесс: представляет собой разработку на основе
педагогических теорий среды обучения для обеспечения высокого качества преподавания. Этот процесс охватывает
весь путь от анализа потребностей и целей обучения до разработки системы преподавания для удовлетворения этих потребностей.
В ходе процесса формируется состав видов познавательной и практической деятельности обучаемых, осуществляется разработка
учебных объектов и педагогических материалов для поддержки
данных видов деятельности, разрабатываются содержание и технологии тестирования и оценки эффективности применения объектов и материалов для обучения (Е. В. Оспенникова);
• педагогический дизайн обозначает использование систематического процесса для понимания проблем обучения, осознания, что
нужно сделать для решения этих проблем, и затем осуществление
этого решения (G. McArdle);
• педагогический дизайн – это
наука создания подробного описания
условий разработки, оценки и реализации ситуаций, способствующих обучению (R. Richey);
• педагогический дизайн – это целостный процесс анализа потребностей и целей обучения и разработка системы способов передачи
знаний для удовлетворения этих потребностей (R. Briggs);
• педагогический дизайн – область, в рамках которой предписываются конкретные педагогические действия для достижения желаемых педагогических
результатов; процесс принятия решений
о наилучших педагогических методах для осуществления желаемых изменений в знаниях и навыках с учетом конкретного содержания курса и целевой аудитории (А. Ю. Уваров).
Понятие «педагогическое проектирование» тесно связано с другим, укрепившимся в педагогической науке, понятием – «педагогическая технология» или «технология обучения» (технология проблемного обучения – С. Л. Рубинштейн, технология программированного
обучения – Н. Ф. Талызина, П. Я. Гальперин, технология развивающего обучения – Л. В. Занков, Д. Б. Эльконин и В. В. Давыдов и др.).
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]