Электронный учебник как современная информационная технология и средство обучения

В литературе в  последние годы активно используется термин для обозначения одного из педагогических программных средств. Попытаемся выяснить сущность понятия и выявить требования к нему как к средству обучения.

В.П.Беспалько  рассматривает учебник как сложную, комплексную модель человеческого  опыта, в которой отображен некоторый  педагогический опыт, то есть в учебнике всегда моделируется определенная педагогическая систем¹⁷. Анализ всех средств обучения с позиций их дидактических функций позволил В.П.Беспалько выделить их общность: все они разновидности учебника, различающиеся между собой полнотой построения модели и материалом носителя информации. Учебные планы, программы, учебники - генеральный, эскизный и рабочие проекты учебно-воспитательного процесса, то есть постепенно конкретизируемые модели системы обучения. В любых средствах обучения всегда моделируется некоторая педагогическая система, и все эти модели - инварианты одного и того же средства - учебника независимо от используемого носителя информации. И.Я. Лернер и др., считая учебник обобщенной моделью учебного процесса, подчеркивают детерминирующий характер учебника по отношению к учебному процессу: учебник - сценарий учебного процесса.  
В связи с компьютеризацией обучения возникают проблемы определения того, какие же педагогические системы допускают реализацию в компьютере, а какие нет. В.П. Беспалько указывает, что при решении этого вопроса необходимо четко вести линию от педагогического процесса к компьютеру, а не наоборот, подчеркивая при этом большие дидактические возможности компьютера: при использовании ЭВМ скорость усвоения может увеличиться во много раз благодаря хорошо структурированному и управляемому дидактическому процессу. Аналогичную мысль высказывает В.М. Монахов, говоря о том, что исследование проблемы взаимодействия учебника и компьютера на уроке требует пересмотра структурной компоновки учебника и особенностей его управляющей функции. Вышесказанное позволяет сделать вывод, что главным критерием приписывания некоторому средству обучения статуса учебника является не носитель информации, а соблюдение в его содержании и конструкции ряда педагогических требований. Учебник может быть и электронным, отвечая при этом требованиям, предъявляемым к традиционным учебникам, одновременно реализуя новые по сравнению с ним возможности и решая новые задачи. В частности, отвечая требованиям последовательного, систематичного изложения информации и педагогически проработанного содержания, электронный учебник может осуществлять еще и диагностическую функцию, что весьма трудно реализовать в традиционном учебнике. ¹⁸

В настоящее  время получила распространение идея антропоцентричной школы, в которой на первом плане оказываются интересы ребенка. Реализация этой идеи требует нового подхода ко всем компонентам учебно-воспитательного процесса. М.А. Холодная предлагает изменить психологический статус учебника и превратить его в интеллектуальный самоучитель. Это позволит облегчить работу учителя по подготовке урока и соответственно высвободит ему время для индивидуальной работы с детьми, расширит сферу учебной деятельности ребенка, обеспечит индивидуализацию учебной деятельности в соответствии с его складом ума.

Создание такого учебника требует учета психологических  механизмов интеллектуального развития ребенка, особенностей состава и  строения его ментального опыта  и ориентации интеллектуальной деятельности ученика на развитие компетентности, инициативы, творчества, саморегуляции и уникальности склада ума.

По мнению большинства  авторов, электронный учебник представляет собой программно-методический комплекс, содержащий сведения по конкретному  учебному предмету, курсу или разделу, позволяющий самостоятельно или с помощью преподавателя освоить данный курс.

Достаточно  подробно в литературе освещены требования к электронному учебнику. Все требования условно можно разделить на несколько  групп. Первая и важнейшая - требования к учебному материалу.

Обращается  внимание на полноту его изложения, позволяющую изучить соответствующий учебный курс, и необходимость особого способа изложения - структурирования материала. Последнее согласуется с точкой зрения В.В.Краевского и И.Я. Лернера¹⁹, считающих структурирование информации в учебном материале важным дидактическим основанием не только успешного усвоения знаний, но и отбора их в заданной или принятой автором учебника системе. Первый признак структурирования состоит в том, что знания предъявляются в их ближайших взаимосвязях с другими, уже усвоенными знаниями; другой признак требует изложения изучаемых объектов как системы взаимосвязанных элементов, а каждого объекта - как элемента системы с определенной структурной связью. Логическое строение учебного материала является эталоном мышления для учащихся. По Ж.Пиаже, для школьника логика школьного учебника - "мораль мысли". Поскольку в массовой школе логике специально не обучают, то необходима передача принципов и методов логического мышления в содержании и структуре учебника. Как отмечает Д.Ш.Матрос, структурное представление содержания материала в учебнике служит основой для развития общеучебных интеллектуальных умений учащихся. Структурирование учебной информации позволяет учесть психологические особенности формирования понятий, поскольку, по Л. С. Выготскому, каждое понятие существует только в системе понятий, а система суждений, в которых раскрывается содержание понятия, содержится в свернутом виде в его структуре.

Другая группа требований относится к организации обучения с помощью электронного учебника. Должна быть гарантия того, что ребенок в строгой последовательности проработает весь текст. Учебник должен предоставлять учащимся различные варианты изучения курса, обеспечивать индивидуализацию обучения, содержать инструкции по его использованию, предоставлять возможность имитации различных форм учебных занятий, включая объяснение нового при минимизации текста и использовании голосовых и визуальных образов.

В третью группу мы включаем требования, относящиеся к организации обратной связи, контроля усвоения, тестирования учащихся. Учебник должен обеспечивать как непрерывный, так и пошаговый режим обучения: каждый фрагмент должен заканчиваться упражнениями и контролем, в том числе и тематическим. ²⁰

Наконец, четвертую  группу составляют требования к собственно программному обеспечению. О.А.Кривошеев  пишет, что элементы электронного учебника должны отвечать требованиям, предъявляемым  к программному обеспечению учебного назначения. М.Р.Меламуд приводит более конкретное требование применения методически обоснованного экранного дизайна и интерфейса. Практически все авторы отмечают необходимость интерактивного, диалогового режима. Очевидно требование доступности учебника для неквалифицированного пользователя.

С. А. Христочевский подробно описывает требования к мультимедийному обеспечению электронного учебника. Наряду с предъявлением текста учебник рассказывает, показывает, моделирует. Одним из эффективных элементов электронного учебника С. А. Христочевский считает фрагменты "живых" лекций лучших преподавателей в сочетании с наглядностью, дополнительной видео- и аудиоинформацией, анимацией, голосом. К числу эффективных возможностей электронного учебника следует отнести возможность регулировать шрифт, получать мгновенную помощь в виде иллюстраций, а также многооконный интерфейс, перекрестные ссылки и гипертекст, копирование выбранной информации, ее редактирование и распечатку. Таким образом, учебник позволяет учитывать индивидуальные познавательные стили за счет разнообразных способов выражения информации. ²¹

В Челябинском  педагогическом университете реализуется  проект создания электронных учебников  для средней школы, удовлетворяющих  выявленным выше требованиям. В основе разработанных нами электронных учебников лежит выделение логической структуры учебного материала, то есть связей между входящими в его состав логическими элементами. Каждый учебник имеет естественную структуру: главы, параграфы, пункты и т.д. Ее принимали в качестве основы для проведения логического анализа, сохраняя условно две степени дробления учебника - на главы и параграфы. В тексте учебника выделяются структурные единицы. Для учебника математики характерны такие виды структурных единиц как понятия, задачи, примеры, теоремы, таблицы и т.д. Каждая структурная единица учебника состоит из двух окон: содержания и рисунка. При разработке иллюстраций мы опирались на известные из психологии восприятия положения. В частности, движущиеся изображения использовались в случае, когда необходимо показать учащимся анализ понятия или ход решения задачи; при этом динамическое изображение структурировано, то есть состоит из отдельных шагов, каждый из которых можно рассмотреть сколько угодно раз. В статических иллюстрациях осуществлялся синтез имеющихся признаков, выделялось главное с помощью цвета, ракурса и т.д.

Выделение основного  содержания - отбрасывание вспомогательных  утверждений - позволяет выявить  логический "скелет" учебника. Затем  устанавливаются взаимосвязи между  структурными единицами. Структурная формула фрагмента учебного материала (параграфа или главы) изображается в виде ориентированного графа. Наиболее важные элементы содержания объединены в ней в соответствии с их внутренними логическими связями, что увеличивает эффективность предъявления визуальной информации. Одним из средств организации учебного материала является заголовок к каждой структурной единице, кратко и точно определяющий сущность отображаемого в ней понятия или утверждения. Особенностями структурной формулы являются ее содержательная насыщенность, позволяющая в компактной форме представить значительный объем информации, и наглядность, дающая ясное представление о внутреннем устройстве учебного материала. В результате применения электронного учебника на различных этапах обучения у учащихся формируется целостный обобщенный образ подлежащего усвоению содержания.

С целью систематизации материала учебника, а в дальнейшем для осуществления тематического  контроля, в состав электронного учебника нами были добавлены обобщающие параграфы по каждой главе, в которых была представлена в сжатом виде структура содержания главы. Совокупность обобщающих параграфов охватывает содержание государственного образовательного стандарта, соответствующее данному году обучения.

Электронная модель учебника содержит все его базисные положения и все имеющиеся связи между ними, то есть по сути представляет собой учебный тезаурус. Структурная формула позволяет существенно углубить и расширить представления о содержании и структуре учебника, об отношениях, связывающих логические элементы текста. Использование электронного учебника позволяет учителю увидеть узловые моменты курса, связанные наибольшим числом отношений.

Электронный учебник  применяется непосредственно в  работе с учащимися на уроках для  изучения нового материала, организации самостоятельной работы, повторения и обобщения знаний, а также для самостоятельных занятий, ликвидации пробелов и т.д. во внеурочное время.

Одной из функций  электронного учебника является мониторинг, то есть отслеживание и интерпретация текущих и итоговых результатов процесса обучения. Для создания системы контроля нами были выбраны тесты как наиболее оперативная, массовая и объективная форма проверки.

Электронный учебник  дает возможность создавать тесты  как для текущего, так и для тематического контроля. В основу первых были положены структурные формулы соответствующих параграфов, а для тематического контроля использовались введенные нами в состав учебника обобщающие параграфы. Тесты содержат несколько заданий для проверки усвоения каждой структурной единицы, что обеспечивает надежность и полноту проверки знаний и умений учащихся. Таким образом, сама технология разработки тестов обеспечивает их валидность: каждое задание проверяет именно те знания и умения школьников, которые должно проверять.

Тесты были созданы  в трех вариантах с возрастанием уровня сложности, причем первый вариант  соответствует обязательному уровню подготовки учащихся, описанному в  государственном образовательном  стандарте. Согласно теории тестирования использовались тестовые задания четырех типов: закрытого, открытого, на соответствие и на знание последовательности.

Итак, главными особенностями разработанных нами электронных учебников являются структурирование учебного материала  и наличие мониторинга процесса обучения, основу которого составляет созданная в соответствии со структурной формулой система тестового контроля.

Электронный учебник  представляет собой педагогическое программное средство, реализуя мультимедийные возможности компьютера: цветные  динамические иллюстрации, звук, фрагменты уроков и т.д. Он обладает необходимыми атрибутами учебника: систематичным изложением содержания обучения, наличием таких структурных элементов как собственно учебный текст, аппарат ориентировки (оглавление и система ссылок), иллюстрации, аппарат организации усвоения (образцы решений задач).

Современные информационные технологии являются достаточно мощными  для поддержки образовательного процесса. Именно поэтому одним из перспективных направлений повышения  качества информационного сопровождения участников образовательного процесса, является создание электронных учебников, предусматривающих не только возможность подачи большого количества текстовой и иллюстративной информации, но и применение гипертекстовых, гипермедийних приложений для создания благоприятных условий для реализации системы дидактических методов, способов, приемов организации процесса обучения и самообучения. Научные исследования подтверждают, что электронные учебники сейчас могут стать ведущим средством обучения на разных этапах учебного процесса, освобождая преподавателя от механической репродуктивной работы и предоставляя новые возможности для творческого поиска содержания, методов, средств работы с молодежью. При этом электронный учебник как средство обучения может позиционироваться как открытая система, которая содержит нужную информацию, иллюстрации, терминологический словарь, и в которой предусмотрено полноценный поиск по ключевым словам.²²

Современные дидактические  требования к построению электронных  учебников: в осуществления деятельностного характера обучения; комплексное использование различных форм представления информации, которое обеспечивает положительное влияние на эмоционально-волевую сферу субъекта обучения; обеспечение качественной обратной связи; самодостаточность информации; приближения к структуре традиционного курса; возможности организации различных видов активной работы.