2.3.2. Электронное учебное пособие как средство индивидуализации обучения

 Выполнение вышеперечисленных функций обусловливает включение в ЭУП следующих дидактических блоков: информационно-обучающий (мультимедийные лекции, практикум по решению задач, индивидуальные графические задания), контролирующий (контрольные вопросы с гипертекстовыми ссылками). Для организации самостоятельной работы студентов ЭУП должно содержать также организационно-методический блок (рабочие программы, критерии оценки графических работ). Такая структура учебного пособия, с точки зрения А.А. Андреева, является наиболее рациональной для ДСО [2].

Электронное учебное пособие по начертательной геометрии, разработанное автором (Регистрационное свидетельство № 2056 от 15.10.2002  номер государственного учета 0320200933) и предназначенное для самостоятельного изучения курса начертательной геометрии студентами технических университетов, состоит из следующих разделов:

1.     Лекции.

2.     Практикум по решению задач.

3.     Индивидуальные графические задания.

4.     Рабочие программы.

5.     Критерии оценки графических работ.

6.     Контрольные вопросы.

Работа с электронным учебным пособием позволяет студенту самостоятельно оценить доступность материала и в зависимости от уровня знаний и способностей определить индивидуальную образовательную стратегию. Таким образом, реализуется современная тенденция развития образовательного учреждения – ответственность за процесс обучения
берет на себя студент и его активность становится выше активности преподавателя [97].

Элементы структуры ЭУП представлены в виде гипертекстовой системы, состоящей из статей (узлов), в которых содержатся ссылки (связи) на другие статьи-узлы. Просмотр гипертекста осуществляется путем следования от узла к узлу по выбираемым связям, которые пользователь наблюдает во время ознакомления с содержанием узла. Работа с гипертекстом – это нелинейный процесс работы с текстом по многочисленным направлениям. Нелинейные характеристики гипертекста создают новую среду для чтения, позволяющую пользователю вместо традиционного подхода «страница за страницей», «книга за книгой» строить свою собственную логическую цепь информации [76].

В работе с гипертекстом студент занимает более активную позицию в процессе обучения, т.к. он должен делать выводы по поводу прочитанного материала для определения индивидуального маршрута движения по ЭУП. Обучение становится ориентированным на студента.

Использование мультимедийных возможностей компьютера для представления учебной информации (представление информации в виде графики, звука, анимации и т.д.) позволяет, наблюдая за объектами  и процессами, использовать большее число органов восприятия. В этом случае восприятие и отражение предметов реальной действительности в сознании учащихся, формирование у них научных представлений и понятий осуществляется гораздо легче и быстрее.  Изложение теоретических основ курса начертательной геометрии на лекциях традиционно сопровождается большим количеством рисунков, представляющих определенную трудность для восприятия.

Для облегчения восприятия рисунки, иллюстрирующие понятия, представлены в лекциях ЭУП в трех вариантах: как наглядное изображение (рис.5 а), на эпюре (плоском чертеже) (рис.5. б) и в виде трехмерной модели рисунка, выполненной в графическом редакторе bCAD (рис. 6).

Обращение к модели, открываемой при обращении к гиперссылке «модель», позволяет при просмотре изменять направление взгляда (точку отсчета). Это позволяет индивидуализировать работу студентов с учетом различных уровней развития их пространственного мышления.

Кроме того, для приведения в соответствие наглядного изображения объекта с его плоским чертежом имеется динамическая пошаговая демонстрация получения эпюра из наглядного изображения (или наоборот), открываемая по гиперссылке «эпюр» (рис. 7), причем студент может управлять длительностью представления каждого шага. Так осуществляется учет индивидуального темпа усвоения студента.

Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 годы)» определяет видеолекцию как одну из форм электронных учебных материалов, поскольку видеоматериалы сопровождения дисциплины, как правило, создаются с использованием ряда компьютерных технологических приемов:

–     компьютерная анимация графического материала;

–     создание объемных виртуальных моделей:

–     полиэкранное представление учебной информации.

Ряд исследователей отмечает, что применение аудиовизуальных средств в учебном процессе вызывает интерес у студента, повышает мотивацию к изучению дисциплины, пробуждает любопытство, создает эмоционально-метафорическое восприятие материала. При этом, как  отмечают В.А. Стародубцев и А.Ф. Федоров, «видеолекции в наибольшей степени отвечают задачи гуманизации обучения при использовании информационных технологий и применяются: при проведении групповых (или поточных) занятий со студентами заочной и очной форм обучения и для организации индивидуальной самостоятельной работы студентов, в том числе – в рамках кейсовой технологии дистанционного обучения» [105, С. 19].

Правила просмотра трехмерных моделей с помощью bCAD (educational) представлены в разделе «Инструкция по просмотру трехмерных моделей в графическом редакторе bCAD». Инструкция выполнена в виде демонстрации просмотра модели, иллюстрирующей конические сечения, и дает минимальную информацию, позволяющую осуществлять просмотр трехмерных моделей в графическом редакторе bCAD.

Для иллюстрации методов решения задач используются статические рисунки в виде наглядного изображения и плоского чертежа (рис.8), трехмерная  модель рисунка в bCAD и имеются динамические пошаговые демонстрации решения задачи на пространственной модели и плоском чертеже, открываемые по соответствующим гиперссылкам (см. приложение 5).

При рассмотрении способов формообразования поверхностей кроме пошаговых динамических демонстраций процесса используются анимационные ролики.

Студент при работе с пособием имеет возможность выбора способа представления информации, удовлетворяющего его индивидуальным особенностям и обеспечивающего комфортную работу с учебным материалом.

Для закрепления пройденного материала в пособии имеется практикум по решению задач, в котором предложены задачи по 12-ти темам, связанным с лекционным курсом:

1. Виды проецирования.

2. Проекции точки.

3. Проекции прямой линии.

4. Взаимное расположение точки и прямой.

5. Методы преобразования ортогональных проекций.

6. Взаимное расположение прямых.

7. Проекции плоскости.

8. Взаимное расположение двух плоскостей.

9. Взаимное расположение точки, прямой и плоскости.

10. Многогранники.

11. Проекции кривой линии.

12. Поверхности.

В каждой теме представлено от 3 до 13 задач. Например, по теме «Методы преобразования ортогональных проекций» представлено пять  метрических задач, рассчитанных на применение в их решении различных методов. На рисунке 9 представлены исходные данные для задачи о нахождении натуральной величины треугольника АВС методом вращения вокруг оси параллельной плоскости проекций.

 При затруднениях в решении задачи или для проверки правильности решения имеется возможность пошагового просмотра решения задачи от условия до результата (см. приложение 5).

Для самоконтроля теоретических знаний предложены контрольные вопросы. В случае затруднения при ответе  или непонимания сути вопроса студент может по гиперссылке найти в лекциях правильный ответ, что значительно экономит время при подготовке к экзамену.

В разделе «Индивидуальные графические задания» электронного учебного пособия предложены задачи, по темам:

1) «Точка, прямая, плоскость» – задача на построение по координатам четырех точек двух проекций пирамиды, определение видимости её ребер и нахождение высоты;

2) «Пересечение поверхностей» – девять задач на нахождение линии пересечения поверхностей, построение сечений и аксонометрических изображений;

3) «Проекционные задачи» – шесть задач  на построение трех проекций детали по предложенным изображениям, выполнение необходимых разрезов и простановка размеров.

Задачи по теме объединены в систему и индивидуализированы в соответствии с требованиями, сформулированными в пункте 2.2.1.

Студенты имеют возможность  в двух первых заданиях выбирать уровень сложности. Для первого задания и шести задач второго задания предлагаются примеры решения подобной задачи с подробным динамическим пошаговым описанием последовательности выполнения работы. В пособии имеются образцы оформления работ.

Рабочие программы для специальностей, изучающих предмет с использованием этого пособия, содержат календарные планы, образцы материалов, используемых для текущего и итогового контроля, и всю необходимую информацию для организации самостоятельной работы. В календарных планах представлена информация о последовательности выполнения индивидуальных графических заданий,  темы контрольных и тестовых работ и сроки их проведения.

Электронное учебное пособие было представлено в следующих видах:

- на лазерном диске для возможности  организации индивидуальной самостоятельной работы студентов, имеющих персональный компьютер;

- в Интернет по адресу www.propro.ru/bcad/graphbook для студентов, использующих при изучении предмета терминальные классы университета;

- в локальной сети кафедры инженерной графики для самостоятельной работы во время консультаций;

- часть информации, представленной в пособии, имеется на бумажных носителях и используется в качестве раздаточного материала при проведении практических занятий.

Положительное мотивационное влияние использования электронного учебного пособия основано на формировании комфортных условий обучения и на приобретении навыков работы с компьютером одновременно с изучением предмета. При работе с электронным учебным пособием у студента появляется возможность выбрать степень подробности изложения информации.

Для повышения объективности и открытости оценки графических работ разработаны критерии оценки. Для возможности предварительной самооценки критерии представлены в данном электронном учебном пособии. Они подробно раскрыты в пункте 2.4.5.

Все вышесказанное позволяет представить схематически структуру ЭУП, ориентированного на индивидуализацию обучения начертательной геометрии (см. рисунок 10), где стрелки показывают направление гипертекстовой связи, а курсивом выделены уточнения структурных компонентов пособия.