1.2.2 Современные электронные учебники должны обеспечивать творческую работу учащегося с объектами изучения и с моделями систем взаимодействующих объектов
Именно творческая работа, лучше в рамках проекта, сформулированного преподавателем, способствует формированию и закреплению комплекса навыков и умений у учащегося. Креативная среда позволяет организовать коллективную работу учащихся над проектом.
Электронный учебник должен быть адаптируем к учебному процессу. Такая среда, например, обеспечивает включение дополнительных материалов в электронную энциклопедию, позволяет пополнять задачник, готовить раздаточные материалы и методические пособия по предмету. Фактически, это подобие инструмента, с помощью которого создается сам электронный учебник.
Традиционно электронные учебники вербальны по своей природе. Они излагают теорию в текстовой или графической форме. Это является наследием полиграфических изданий. Но в электронном учебнике возможно реализовать методический прием «делай как я». Такая среда наделяет электронный учебник чертами живого учителя.
Перечисленные формы электронного учебника могут быть реализованы в виде отдельных электронных учебников либо сгруппированы в рамках единого ансамбля. Все зависит от замысла «автора». Автор должен владеть знаниями об истории и возможностях электронных учебников[2].
1.3 Электронный учебник как средство самообразования
Выбрав пункт в содержании, необходимо рассмотреть структурную схему параграфа, определить вид каждой структурной единицы и рассмотреть связи между ними внутри параграфа. Учитывая связи между структурными единицами из разных параграфов, необходимо выбрать самые важные структурные единицы и обратить на них особое внимание при изучении.
Если для изучения структурной единицы требуются знания единиц из предыдущих параграфов, необходимо их повторить, после чего можно перейти к изучению содержания структурной единицы.
После освоения содержания каждой структурной единицы целесообразно вновь вернуться к структурной схеме параграфа, для повторения взаимосвязей и систематизации изученного материала.
Одной из разновидностью обучающих систем являются гипертекстовые системы обучения.
Гипертекст как подход к управлению информацией отличается от других подходов тем, что основной вид деятельности пользователя при работе с ним состоит не столько в поиске нужной информации, сколько в ознакомлении с определенным предметом посредством просмотра ряда информационных фрагментов, связанных между собой по смыслу. Ознакомление осуществляется в определенной последовательности, обусловленной целями пользователя. Возможность варьирования последовательности ознакомления с содержанием гипертекста, в отличие от линейного текста, осуществляется за счет разбиения информации на фрагменты (темы) и установления между ними связей, как правило, позволяющих пользователю перейти от изучаемой в текущий момент темы к одной из нескольких связанных с ней тем. Очевидно, что большей гибкостью в смысле удовлетворения различных целей пользователей обладает гипертекст с большим количеством связей между темами. Таким образом, электронный учебник должен, сохраняя все возможности обычных учебников, обладать принципиально новыми, по сравнению с ними, качествами, включающими элементы гипермедиа и виртуальной реальности, обеспечивающими высокий уровень наглядности, иллюстративности и высокой степени интерактивности, обеспечивать новые формы структурированного представления больших объемов информации и знаний, возможности эффективного поиска требуемой информации.
Дидактические особенности курса самообразования обусловливают новое понимание и коррекцию целей его внедрения, которые можно обозначить следующим образом:
стимулирование интеллектуальной активности учащихся с помощью определения целей изучения и применения материала, а так же вовлечения учащихся в отбор, проработку и организацию материала;
усиление учебной мотивации, что достигается путем четкого определения ценностей и внутренних причин, побуждающих учиться;
развитие способностей и навыков обучения и самообучения, что достигается расширением и углублением учебных технологии и приемов.
К числу дидактических принципов, затрагиваемых компьютерными технологиями передачи информации и общения, в первую очередь следует отнести:
принцип активности;
принцип самостоятельности;
принцип сочетания коллективных и индивидуальных форм учебной работы;
принцип мотивации;
принцип связи теории с практикой;
принцип эффективности.
В связи с этими принципами средства учебного назначения, которые используются в образовательном процессе самообразования, должны обеспечивать возможность:
индивидуализировать подход к ученику и дифференцировать процесс обучения; контролировать обучаемого с диагностикой ошибок и обратной связью; обеспечить самоконтроль и самокоррекцию учебно-познавательной деятельности учащегося;
демонстрировать визуальную учебную информацию;
моделировать и имитировать процессы и явления;
прививать умение в принятии оптимальных решений;
повысить интерес к процессу обучения;
передать культуру познания.
Подчеркнем особую важность определения целей курса. Для построения четкого плана курса необходимо:
определить основные цели, устанавливающие, что учащиеся должны изучить;
конкретизировать поставленные цели, определив, что учащиеся должны уметь делать;
спроектировать деятельность учащегося, которая позволит достичь целей.
Очень важно добиваться того, чтобы поставленные цели помогали определить, что ожидается от учащихся после изучения этого курса. Конкретизация целей позволяет дать представление о том, что учащийся в состоянии будет, сделать в конце каждого урока. Фактически необходима постановка целей для каждого урока курса. Цели помогают сконцентрироваться на развитии познавательной деятельности учащихся и определить, на какой стадии познания он находится.
Правильно сформулированные цели позволят учащимся:
настроить мышление на тему обучения;
сфокусировать внимание на наиболее важных проблемах;
тщательно подготовиться к тестам, заданиям и другим средствам оценивания. Деятельность должна быть спроектирована в соответствии со сформулированными целями. При планировании и разработке самообразования необходимо принимать во внимание, что основные три компонента деятельности педагога, а именно изложение учебного материала, практика, обратная связь, сохраняют свое значение и в курсах самообразования. Разработанный и реализованный подход к самообразованию заключается в следующем:
перед началом самообразования производится психологическое тестирование учащегося с целью разработки индивидуального подхода к обучению; учебный материал представлен в структурированном виде, что позволяет учащемуся получить систематизированные знания по каждой теме;
контроль знаний осуществляется с помощью полной и валидной системы тестового контроля по каждой структурной единице и содержанию в целом[4]. Изучение, таким образом, предметов курса может быть использовано студентами, имеющими сложности при традиционном обучении, в качестве своеобразного репетитора по конкретным предметам и темам. электронный учебный интерфейс компьютер
1.4 Обоснование необходимости разработки электронного пособия
1.4.1 Стремительный процесс компьютеризации образования на основе современных компьютерных систем, поступающих в учебные заведения страны, открывает в образовании путь электронным учебникам
Необходимо четко определить отличительные признаки электронного учебника от печатного.
Каждый печатный учебник (на бумажном носителе) рассчитан на определенный исходный уровень подготовки учащихся и предполагает конечный уровень обучения. По многим общеобразовательным предметам имеются учебники обычные (базовые), повышенной сложности, факультативные и другие. Электронный учебник по конкретному учебному предмету может содержать материал нескольких уровней сложности. При этом он будет весь размещен на одном лазерном компакт-диске, содержать иллюстрации и анимацию к тексту, многовариантные задания для проверки знаний в интерактивном режиме для каждого уровня.
Наглядность в электронном учебнике значительно выше, чем в печатном. Наглядность обеспечивается также использованием при создании электронных учебников мультимедийных технологий: анимации, звукового сопровождения, гиперссылок, видеосюжетов и тому подобное.
Электронный учебник обеспечивает многовариантность, многоуровневость и разнообразие проверочных заданий, тестов. Электронный учебник позволяет все задания и тесты давать в интерактивном и обучающем режиме. При неверном ответе можно давать верный ответ с разъяснениями и комментариями. Многие электронные учебники являются по своей структуре открытыми системами. Их можно дополнять, корректировать, модифицировать в процессе эксплуатации.
Для обеспечения многофункциональности при использовании и в зависимости от целей разработки электронные учебники могут иметь различную структуру.
1.4.2 Разработка электронного пособия на тему «Архитектура компьютерных систем» необходима и заполнит брешь в составе обучающих программ курса программирования компьютерный систем
Студенты, которые будут заниматься по разработанной программе получат подробные знания по дисциплине «Архитеутура компьютерных систем», а также получат практические навыки.
2. Программная реализация приложения
2.1 Описание инструментальных средств разработки
JavaScript - объектно-ориентированный скриптовой язык программирования.
JavaScript обычно используется как встраиваемый язык для программного доступа к объектам приложений. Наиболее широкое применение находит в браузерах как язык сценариев для придания интерактивности веб-страницам.
Для создания механизма управления страницами на клиентской стороне было предложено использовать объектную модель документа. Суть модели в том, что каждый HTML-контейнер - это объект, который характеризуется тройкой:
свойства;
методы;
события.
Объектную модель можно представить как способ связи между страницами и браузером. Объектная модель - это представление объектов, методов, свойств и событий, которые присутствуют и происходят в программном обеспечении браузера, в виде, удобном для работы с ними кода HTML и исходного текста сценария на странице. Мы можем с ее помощью сообщать наши пожелания браузеру и далее - посетителю страницы. Браузер выполнит наши команды и соответственно изменит страницу на экране.
Объекты с одинаковым набором свойств, методов и событий объединяются в классы однотипных объектов. Классы - это описания возможных объектов. Сами объекты появляются только после загрузки документа браузером или как результат работы программы. Об этом нужно всегда помнить, чтобы не обратиться к объекту, которого нет.
Данный язык программирования имеет некоторые достоинства:
быстрота;
простота;
универсальность.
Сценарий Java написан для клиентской стороны, для поддержки веб-сервера не требуется поддержка. Он также не нуждается в компиляции на стороне клиента, что дает ему определенные преимущества скорости. Поскольку сценарий выполняется на компьютере пользователя, в зависимости от задачи, результаты выполняются почти мгновенно. Например, вы можете проверить любой пользовательский ввод перед отправкой запроса на сервер. Это снижает нагрузку на сервер.
JavaScript относительно прост в освоении и реализации. Он использует модель DOM, которая обеспечивает множество предустановленных функций для различных объектов на страницах, что делает его легким для разработки сценария для решения пользовательской цели. Имеется возможность управления константностью объектов. Использование константных объектов повышает надёжность и служит подсказкой для оптимизации.
JavaScript отлично работает с другими языками и может использоваться в самых разных приложениях. В настоящее время существует множество способов использования JavaScript через серверы Node.js. Если вы загрузили node.js с помощью Express, используйте базу данных документов, такую как mongodb, и используйте JavaScript в интерфейсе для клиентов, вы можете создать приложение JavaScript полностью из одного окна вперед, используя только JavaScript.
Данный язык программирования имеет недостатки:
безопасность;
поддержка браузера;
много конкурентов;
требуется загрузка файла.
JavaScript явно добавлен к веб-страницам и клиентским браузерам, он может использовать систему пользователя, поэтому вредоносный код может быть запущен на клиентской машине.
JavaScript иногда интерпретируется по-разному разными браузерами. Различные механизмы компоновки могут отображать JavaScript по-разному, что приводит к несогласованности с точки зрения функциональности и интерфейса. Большая часть JavaScript зависит от манипуляции элементами DOM браузеров. Разные браузеры предоставляют разные типы доступа к объектам, в частности Internet Explorer. Если отключить JavaScript в браузере, весь код JavaScript не будет запущен.
JavaScript - это очень старый язык сценариев, работающий на машинах, и есть другие технологии, которые делают то же самое вместо него (например, JQuery) лучшим и легким способом.
Файл JavaScript загружается на клиентскую машину, чтобы каждый мог прочитать код и повторно использовать его.
2.2 Алгоритм работы программы
При выборе темы выпкскной квалификационной работы были проанализированы и учтены потребности кафедры в обучающих программах и лабораторных работах. Комплексы лабораторных работ по различным дисциплинам уже широко применяются в процессе обучения специалистов в Уральском техническом институте связи и информатики. Программы для таких работ, согласно сложившейся практике, создаются самими студентами с использованием самых разнообразных средств программирования. Создание программы - процесс творческий. Каждый разработчик стремится создать максимально удобный с его точки зрения интерфейс пользователя, сделать свою программу наиболее красивой. Следует отметить, что очень часто им удается достичь этой цели - создать действительно качественный программный продукт.