Министерство образования Российской Федерации Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана

Вид материала

Содержание

ГЛАВА 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО КУРСУ «АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ» Научный руководитель работы – к.т.н., доцент Подольски
3.2. Психолого-педагогические особенности, концептуальные подходы и структура учебника
Гипермедиа среда
Учебно-информационная гипермедиа среда
3.2.2 Концептуальные подходы к построению сетевых учебно-методических комплексов
3.2.3 Мультимедийный интерактивный учебник по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем»
Полученные результаты и их новизна
Адрес сайта, где представлены основные результаты работы
3.4. Список исполнителей

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

ГЛАВА 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО КУРСУ «АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ»

Научный руководитель работы – к.т.н., доцент Подольский В.Е.

3.1. ВВЕДЕНИЕ

Постоянное увеличение объема информации и ограниченность учебного времени обуславливают необходимость интенсификации обучения, разработки и внедрения нетрадиционных технологий, базирующихся на использовании вычислительной техники с применением активных методов обучения во всем их разнообразии и комплексности. Реализация активных методов обучения – одна из основных задач дидактики, которая предполагает активизацию всего процесса, выявление системы, способов, приемов, способствующих повышению активности обучаемых через формирование положительной мотивационной структуры учебно-познавательной деятельности.

Развитие активного, деятельностного начала в обучении, раскрытие и использование творческих способностей каждого обучаемого осуществляются через формирование познавательных потребностей путем организации поиска знаний в процессе изучения учебного материала и удовлетворение этих потребностей, что может быть обеспечено созданием специально организованной учебно-информационной среды. Организация учебно-информационной профессионально-ориентированной среды требует структурирования учебной информации на разных уровнях, систематизации процесса предъявления информации, специальной организации интерактивного общения.

Это актуализирует проблему организации профессиональной подготовки специалиста в процессе изучения различных образовательных областей посредством сетевых учебно-методических комплексов по различным дисциплинам, что и обуславливает выбор темы проекта.

3.2. ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ И СТРУКТУРА УЧЕБНИКА

3.2.1 Психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности обучающихся в учебно-информационных гипермедиа средах.

Изучение психолого-педагогических особенностей разрабатываемых учебно-информационных сред [3, 15, 18, 21] показало, что комплексное воздействие учебной информации на все органы чувств ведет к ее лучшему усвоению, т.е. повышение скорости и надежности запоминания представленной информации требует адекватности структуры средств отображения информации структуре сенсорных и мыслительных действий человека, что и достигается средствами мультимедиа. Мультимедиа создает мультисенсорное обучающее окружение, что обеспечивает наиболее благоприятный процесс восприятия, поскольку одни лучше воспринимают информацию на слух, другие – зрительно. Ориентация учебно-информационной среды на восприятие обучаемыми информации посредством ее визуального и вербального представления, обеспечивает достаточно высокий уровень усвоения. Все это обуславливает необходимость разработки учебно-информационных гипермедиа сред.

Под гипермедиа (HyperMedia) мы понимаем применение гипертекстовой технологии к работе с информацией, представленной не только в виде текстовых данных, но и средств мультимедиа (видео, графика, звук).

Гипермедиа среда - это интегрированная компьютерная инструментальная среда, построенная на основе гипертекста и мультимедийного представления информации.

Учебно-информационная гипермедиа среда - гипермедиа среда, организующая учебно-познавательную деятельность обучающихся, направленную не только на изучение какого-либо конкретного учебного материала, но и на развитие у обучающихся умений ориентироваться в информационной среде, определять свою стратегию "получения" новых знаний.

Эффективность учебного процесса во многом зависит от активности обучаемого: насколько всесторонне он рассматривает и осмысливает изучаемый материал, пытается применить его и получить на этой основе новые знания. Развитие активного, деятельностного начала в обучении, раскрытие и использование творческих способностей каждого обучаемого, на наш взгляд, может быть обеспечено созданием компьютерных Учебно-методических комплексов, построенных по принципу учебно-информационных гипермедиа сред, в которых обучаемый сам выбирает конкретный путь изучения материала в соответствии с имеющимися у него знаниями и индивидуальными психологическими особенностями.

Таким образом, активизация познавательной деятельности обучающихся требует предоставления им возможностей адаптации содержания учебного материала к своим индивидуальным особенностям, личностно значимым целям и задачам деятельности, уровню сформированности системы знаний и умений, психологическим особенностям и предпочтениям, что обуславливает необходимость определения основных методических принципов построения компьютерных учебно-методических комплексов.

3.2.2 Концептуальные подходы к построению сетевых учебно-методических комплексов

Учебно-методический комплекс должен включать полную совокупность образовательных ресурсов, необходимых для самостоятельного изучения соответствующей учебной дисциплины, интерактивные учебные задания для тренинга и средства контроля знаний и умений обучающихся. В составе каждого УМК необходимо предусмотреть средства для регистрации обучающихся и поиска необходимой информации.

Таким образом, УМК должен включать в себя два блока: учебно-методический и управления. Блок управления обеспечивает обслуживание пользователей, а именно, регистрацию, контроль умений и навыков обучающихся с выдачей статистики верных и неверных ответов.

Учебно-методический блок включает мультимедийный интерактивный учебник по дисциплине, лабораторный практикум, тестирующую систему и систему поиска информации в учебнике.

Предъявление информации в учебнике должно быть реализовано посредством гипермедиа моделей, сущность которых состоит в возможности установления гиперсвязей между фрагментами информации, представленной в различных формах – текстами, графическими изображениями, звуковыми фрагментами, видеоизображениями, объектами виртуальной реальности и даже действиями.

Организация самостоятельной работы студентов в условиях работы с УМК определена основными методическими принципами:

целостности: УМК должен давать целостное представление об изучаемом процессе или явлении, что может быть достигнуто специальным структурированием учебного материала;

структурирования учебного материала: УМК должен быть построен таким образом, что каждый урок имеет одну и ту же структуру. Поэтому преподавателю достаточно на первом уроке объяснить, как работать в учебно-информационной среде, а все последующее время студенты работают самостоятельно;

цикличности: УМК должен быть многоуровневым. Каждый уровень рассчитан на определенную степень готовности к восприятию знаний; в структуре должен быть реализован переход от одного уровня к другому по мере накопления знаний;

проблемности: знания обучающимся не должны передаваться в готовом виде. Процесс их приобретения должен является поисково-творческим;

наглядности: обеспечивается мультимедийными средствами представления информации;

гибкости учебного материала: обеспечивается структурированием учебного материала, его организацией и возможностью его дальнейшего развития;

положительной мотивации познания: предусмотренная оценка деятельности обучаемого формирует потребность успешно выполнить поставленную задачу, положительную мотивацию и интерес к деятельности, стремление добиться успеха и показать себя с лучшей стороны;

адаптивности: позволяет включать новые разделы без перепроектирования УМК;

индивидуализации: УМК должен иметь встроенные методы для обеспечения индивидуализированного обучения; пути и темп изучения материала должны быть выбраны и реализованы обучающимся в зависимости от имеющегося уровня знаний, цели обучения и психологических особенностей личности;

дифференцированности обучения: УМК является многоуровневым, каждый уровень рассчитан на разную степень готовности обучаемых к восприятию учебной информации;

самообразования: УМК должен быть рассчитан на самостоятельную работу обучающихся.

Таким образом, проведенные исследования и опыт разработки УМК [1, 2, 4, 5, 6] показывают, что для удобства пользования интерфейсом обучающих программ, все они должны быть построены по единому модульному принципу, при этом каждый модуль, реализует автономно дидактическую задачу, в контексте организации целостного педагогического процесса изучения образовательной области и должен обеспечивать направленность подготовки на самостоятельный поиск знаний и формирование системно-целостного видения информационно-профессиональной сущности решаемых задач.

3.2.3 Мультимедийный интерактивный учебник по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем»

В рамках проекта из учебно-методического блока разработан мультимедийный интерактивный учебник по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем», а из блока управления – регистрационная форма.

Целью создания компьютерного интерактивного мультимедийного учебника является визуализация теоретических знаний при ознакомлении студентов с основными принципами организации аппаратного обеспечения ЭВМ и систем, принципами работы периферийных устройств и их взаимодействия в составе системы.

Разрабатываемый компьютерный учебник рассчитан на самостоятельную работу обучающихся и должен способствовать активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся, формированию мотивационной, эмоционально-волевой, когнитивной, операционной и информационной компонент готовности.

Компьютерный учебник соответствует основным требованиям и спецификациям IMS. Содержание учебника соответствует учебной программе курса «Архитектура ЭВМ и систем» и требованиям Государственного стандарта специальности 654700 «Информационные системы».

Компьютерный учебник является адаптивным, что позволяет дополнять его новыми модулями в случаях изменения учебных программ без его перепроектирования.

В результате изучения компьютерного курса студенты должны знать:

архитектуру основных типов современных ЭВМ;

терминологию в данной предметной области;

используемые в системах способы обмена информацией;

принципы построения основных периферийных устройств и их взаимодействие в составе системы;

об основных характеристиках современных ЭВМ и существующих в этой области проблемах.

Для удобства пользования интерфейсом компьютерного учебника, все его разделы построены по единому модульному принципу. Теоретический материал дается с использованием графики и демонстрацией практических примеров с использованием анимации по каждому фрагменту, требующему визуализации изучаемых процессов.

Сетевой компьютерный учебник разработан на основе языка HTML c использованием графического редактора Adobe Photoshop и веб-аниматора Flash и построен по принципу учебно-информационной гипермедиа среды, что позволяет организовать изучение нового учебного материала через проблемный диалог с активным использованием средств мультимедиа. Организация гипермедиа среды предоставляет возможность углубленного изучения учебного материала, установления связей между понятиями и выделения системы понятий, относящихся к объекту изучения.

На данном этапе разработана структура и дизайн компьютерного учебника, осуществлено структурирование и наполнение гипертекстовых страниц текстовыми и графическими компонентами, а также осуществлено тестирование компьютерной программы.

Основные требования к программно-аппаратным средствам:

Браузеры: Internet Explorer 4+, Netscape Navigator 4+

Разрешение экрана: 1024 х 728 и больше

Персональный компьютер: PII 300 Mhz+, SVGA Video Card

Дополнительные требования: Macromedia Flash MX Player

3.2.4. Заключение

В результате выполнения настоящей НИР:

- выявлены дидактические особенности мультимедийной реализации гипертекстовых моделей как основы разработки учебно-методических комплексов;

- разработан сетевой компьютерный мультимедийный интерактивный учебник, представляющий собой системно-организованную совокупность динамических информационных учебных ресурсов, ориентированный на удовлетворение образовательных потребностей студентов специальности 654700 «Информационные системы».

Рабочий вариант учебника размещен по адресу: u.ru/apx.php

При разработке УМК было акцентировано внимание на формах и методах предъявления учебного материала, поскольку, на наш взгляд, это является одним из факторов, влияющим на скорость переработки информации человеком, понимание воспринимаемого материала и его запоминание. В УМК используются не только текстовые и графические материалы, но и анимированные объекты, что делает обучение более интересным, и в реальном времени делает возможной настоящую интерактивность, а также обеспечивает погружение обучающегося в познавательный процесс за счет активного включения различных каналов восприятия информации.

Тестирование сетевого мультимедийного интерактивного учебника проходило в процессе обучения студентов кафедры «Системы автоматизированного проектирования» ТГТУ.

Разработанный компьютерный учебник в настоящий момент не готов к тиражированию, распространению и коммерческой реализации, так как он является одним из компонентов учебно-методического комплекса по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем».

В 2004 года планируется завершение разработки всего учебно-методического комплекса, а именно разработка лабораторного практикума, тестирующей системы, средств поиска информации по учебнику и контроля знаний и умений.

Полученные результаты и их новизна:

выявлены психолого-педагогические особенности организации учебно-познавательной деятельности обучающихся в учебно-информационных гипермедиа средах и обосновано построение УМК по принципу гипермедиа сред;
определены основные методические принципы организации самостоятельной работы студентов в условиях работы с УМК;
разработан состав и структура средств обеспечения УМК;
создан сетевой мультимедийный учебник по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» с возможностью регистрации, который можно использовать для дистанционного обучения студентов специальности 654700 «Информационные системы».

Адрес сайта, где представлены основные результаты работы

u.ru/apx.php

Перечень выставок, на которых были представлены результаты разработок

На Пятой выставке-ярмарке «Современная образовательная среда», Москва, 2003 нами были представлены следующие компьютерные программы:

Учебно-методический комплекс для начинающих разработчиков электронных учебных ресурсов;
Сетевой мультимедийный компьютерный учебник по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем».

Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003610505 Учебно-методического комплекса для начинающих разработчиков электронных учебных ресурсов.

3.3. ЛИТЕРАТУРА

Денисова А.Л., Инькова Н.А. Основные принципы построения учебно-информационных гипермедиа сред в процессе профессиональной подготовки специалистов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Новые информационные технологии в образовании", Воронеж, 1998.
Денисова А.Л., Инькова Н.А. Основные методические принципы построения учебно-информационных гипермедиа сред в процессе профессиональной подготовки специалистов. Материалы Международной научно-методической конференции "Научные основы преподавания финансово-кредитных и учетных дисциплин", Москва, 1999.
Денисова А.Л., Инькова Н.А. Дидактическое моделирование мультимедиа сред в учебном процессе. Материалы докладов и выступлений на Международной учебно - методической конференции "Современный этап реформирования экономического образования в России", Москва, 1998.
Инькова Н.А., Подольский В.Е. Сетевой учебно-методический комплекс для начинающих разработчиков электронных учебных ресурсов. Материалы конференции «Информационные технологии в образовании», Москва, 2003.
Инькова Н.А., Подольский В.Е., Блюм М.А. Концептуальные подходы к построению сетевых учебно-методических комплексов. Системы управления сферой образования. Сборник статей, Москва, 2003.
Инькова Н.А., Подольский В.Е., Блюм М.А. Построение сетевых учебно-методических комплексов. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Человеческое измерение в информационном обществе», Москва, 2003.
Инькова Н.А., Блюм М.А. Электронные образовательные ресурсы ИНТЕРНЕТ. Сборник трудов XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», том 9, Тамбов, ТГТУ, 2002.
Инькова Н.А., Подольский В.Е. Инструментальные средства для системы открытого образования. Материалы V-й Тамбовской межвузовской научной конференции, 2001.
Инькова Н.А. Методология и технология создания инструментальных систем разработки электронных средств обучения. Всероссийская научно-практическая конференция “Актуальные проблемы интеграции средней и высшей ступеней региональной системы непрерывного образования”, Тамбов, 2001.
Инькова Н.А. Организация учебно-информационной гипермедиа среды изучения образовательной области «Информатика». Информатизация образования в регионе. Третья научно-практическая конференция, Тамбов, 2000.
Инькова Н.А. Использование новых информационных технологий для разработки учебно - информационной обучающей среды. Сб. научных трудов «Качество информационных услуг», Тамбов, ТГТУ, 2000.
Инькова Н.А. Расширение рынка образовательных услуг посредством дистанционного образования. Сборник трудов IX Международной конференции-выставки "Информационные технологии в образовании", Москва, 1999.
Инькова Н.А. Организация процесса подготовки специалистов к профессиональной деятельности посредством НИТ. Материалы III-ей Тамбовской межвузовской научной конференции "Актуальные проблемы информатики и информационных технологий", Тамбов, 1999.
Инькова Н.А., Денисова А.Л. Концептуальные подходы к построению учебно - информационных гипермедиа сред. Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Новые информационные технологии в образовании", Воронеж, 1998.
Инькова Н.А. Теоретические подходы к организации учебно - информационных гипермедиа сред. Материалы II научно - практической конференции работников образования "Информатизация образования в регионе", Тамбов, 1998.
Инькова Н.А., Коновалов Д.В. Принципы построения учебно - информационной гипермедиа модели профессиональной среды современного специалиста. Материалы VII Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании», 1998.
Инькова Н.А. Учебно-информационная модель профессиональной среды современного специалиста. Материалы Всероссийской конференции "Новые информационные технологии в образовании на базе компьютеров Макинтош", Москва, 1998 .
Инькова Н.А. Использование гипермедиа технологий для создания модели профессиональной среды подготовки современного специалиста. Материалы Межвузовской научно-методической конференции, Липецк, 1998.
Инькова Н.А. Учебно-информационная гипермедиа модель профессиональной среды современного специалиста в системе непрерывного образования. Материалы Межвузовской научно - методической конференции, Липецк, 1998.
Инькова Н.А. Современные информационные технологии в организации учебно-познавательной деятельности студентов. Сб. научных трудов по материалам научно-практического семинара "Тенденции становления информационного бизнеса в России.", Тамбов, 1998.
Инькова Н.А. Использование технологии мультимедиа в профессиональной подготовке специалиста. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Новые информационные технологии в образовании", Воронеж, 1997.
Инькова Н.А. Гипертекстовые модели в профессиональной подготовке специалиста. Материалы Научно - методической конференции "Совершенствование преподавания общеэкономических и гуманитарных дисциплин в вузах УМОУ", Москва, 1997.
Инькова Н.А., Брюске Д.Я. Особенности и перспективы внедрения дистанционных технологий обучения в образовательный процесс высшей школы. Материалы VI Международной конференции-выставки "Информационные технологии в образовании", Москва, 1997.
Инькова Н.А. Теоретические подходы к созданию современной информационной среды специалиста. Материалы Всероссийской конференции "Информационная среда профессиональной подготовки специалистов, Тамбов, 1996.
Инькова Н.А. Создание и использование гипертекстовых моделей в системе непрерывного образования. Материалы Первой региональной научно-практической конференции "Педагогические проблемы в контексте перехода на многоуровневую систему образования", Липецк, 1996.

3.4. СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ:

Подольский В.Е. - руководитель проекта, проректор ТГТУ, по информатизации, директор ТамбовЦНИТ ТГТУ, к.т.н., доцент.
Писецкий А.Ф. - заместитель директора ТамбовЦНИТ ТГТУ.
Инькова Н. А. - начальник сектора «Мультимедиа в обучении» ТамбовЦНИТ ТГТУ, к.п.н.
Гуляев А.В. - программист сектора «Мультимедиа в обучении» ТамбовЦНИТ ТГТУ.
Егоров Е.Г. - дизайнер сектора «Мультимедиа в обучении» ТамбовЦНИТ ТГТУ.
Дергачев Д.С. - сетевой администратор сектора «Мультимедиа в обучении» ТамбовЦНИТ ТГТУ.
Кузнецов М.А. – нормоконтролер.

Blog