Определение возможностей и путей изучения геометрического материала с использованием компьютера

На рисунке 4 показан результат построения электронной иерархической системы понятий в Информационном интеграторе «Иерархия-2000» для учебного курса «Геометрия». Из рисунка видно, что основным объектом, выстраиваемым пользователем является электронное дерево-иерархия. При этом из двух множеств терминов в Информационном интеграторе иерархическая структура играет основную роль, а алфавитный список

– подчиненную. Наличие подобной зависимости обусловлено взаимосвязью операций, возможных для элементов электронной иерархии и алфавитного списка:

1. Добавление нового элемента иерархической структуры автоматически порождает создание нового элемента и упорядочение алфавитного списка;

2. Удаление элемента или ветви иерархической структуры не вызывает удаления соответствующих элементов алфавитного списка;

3. Перемещение элементов внутри иерархической структуры не оказывает влияния на алфавитный список;

4. Принудительное добавление пользователем элементов в алфавитный список без соответствующих добавлений в иерархическую структуру не допускается;

5. Удаление элементов в алфавитном списке возможно только для тех терминов, которые не имеют аналогов в иерархической структуре.

Из данного набора свойств следует, что у пользователя имеется возможность удалить часть элементов иерархической структуры без изменения количественного и качественного состава алфавитного списка. Это порождает целый ряд дополнительных преимуществ, связанных с возможностью отложить термины для последующей постановки в дерево, отследить историю развития терминологии, предоставить пользователю выстроить дерево из заранее заданных элементов, но, например, согласно другим критериям структуризации понятий. Вместе с тем имеется возможность удаления всех «лишних» элементов алфавитного списка.

Тезаурус образовательной области, содержащий в себе множество понятий и связей между ними, безусловно, представляет собой ту смысловую основу, которая должна быть доведена до учащегося в результате процесса обучения. В этой связи любые средства обучения, включая электронные, должны строиться в строгом соответствии с подобными информационными иерархиями, отражать их структуру и смысловую подчиненность понятий. Однако, практика показывает, что для нормального учебного процесса этого недостаточно. Необходим дополнительный объем учебного информационного материала, с помощью которого до обучаемого могли бы быть доведены особенности информационной базы, содержащейся в тезаурусе образовательной области. При этом, содержание, объем и вид такого материала должны варьироваться в зависимости не только от специфики образовательной области но и от индивидуальных особенностей конкретного контингента учащихся. Здесь речь идет о сопровождающих любой учебный курс описаниях, пояснениях, примерах, демонстрациях и пр.

Рисунок 4.

Необходимость расширения информационного материала нашла отражение в Информационном интеграторе «Иерархия-2000» за счет механизма дополнения элементов иерархической структуры различными информационными объектами, построенными по принципам гипермедиа. Говоря более точно, каждая вершина электронной иерархической структуры или соответствующий элемент алфавитного списка имеет некоторое множество атрибутов. Все атрибуты доступны для редактирования пользователю посредством манипулирования курсором, основным и контекстно-зависимым меню, переходами к специализированным окнам Информационного интегратора.

К атрибутам относятся:

· параметры вершин;

· множество дополнительных файлов, присоединенных к вершине;

· комментарии к вершине.

Рассмотрим каждый из перечисленных видов атрибутов более подробно.

Параметры вершин. Каждая вершина содержит набор внутренних по отношению к Информационному интегратору параметров, отражающих свойства вершины в дереве, особенности визуализации вершины на экране компьютера, способ обработки вершины при конструировании электронного средства обучения. Так, например, к параметрам вершины относятся шрифт, цвет, стиль, размер символов, статус скрытия на экране, пропуск при обходе дерева, пользовательская пометка и пр.

Множество дополнительных файлов. Информационный интегратор «Иерархия-2000» предоставляет пользователю возможность связывания с любой вершиной иерархической структуры любого количества так называемых присоединенных файлов. В их качестве могут выступать файлы практически всех известных информационных форматов и содержать в себе простой или форматированный текст, рисунки, схемы, таблицы, диаграммы, фотографии, аудио- или видеозаписи, вопросы или варианты ответов тестов и пр. Задание или редактирование качественного состава множества присоединенных файлов к одной вершине можно производить как с помощью элементов иерархической структуры, так и путем использования элементов алфавитного списка. Наличие или отсутствие присоединенных файлов никак не отражается на структуре понятий, представленной в виде электронной иерархии, но в совокупности с ней представляет собой систему необходимых информационных компонентов для автоматизации разработки электронных средств обучения.

Содержимое присоединенных файлов используется во время обработки иерархической структуры при компоновке содержания гипертекстовой или гипермедиа-страницы электронного учебника или другого средства обучения, соответствующей данному понятию иерархии. Следует напомнить, что термин гипертекст впервые ввел Тед Нельсон и определил его как комбинацию естественно-языкового текста со способностью компьютера осуществлять ветвление или динамическое воспроизведение нелинейного текста, который не может быть напечатан обычным образом на листе бумаги. Было выявлено, что учебное средство, построенное по принципам гипертекста, позволяет автоматизировать обучение, дает возможность обучаемому не только просмотреть группу документов, но и изучить механику образования ассоциативных связей. Кроме того, разработка педагогических программ привела к созданию более прогрессивных средств – систем гипермедиа. Гиперсредой или гипермедиа называется гипертекст, в состав которого входит информация разных типов (текст, иллюстрации, звук, видео).

Комментарии к вершине. Как и во многих других популярных в настоящее время системах Информационный интегратор предусматривает возможность текстового комментирования выстраиваемых информационных структур. Текстовые комментарии, вводимые пользователем в специальном окне «Комментарий», не являются присоединенным файлом и хранятся вместе с иерархической структурой, являясь ее неотъемлемой частью. Цель использования комментариев двойная: во-первых, у пользователя появляется возможность делать индивидуальные пометки или вводить поясняющую информацию, не влияющую на результат обработки иерархической структуры, во-вторых, при определенной настройке интегратора окно комментариев позволяет вводить текст, который затем будет вставлен в соответствующую страницу электронного средства обучения. В этом случае пользователь получает средство непосредственного ввода и редактирования небольших результирующих текстов, без использования других программных средств и механизма присоединения файлов.