Определение возможностей и путей изучения геометрического материала с использованием компьютера

Ключевым моментом Информационного интегратора «Иерархия-2000» является упоминавшаяся выше возможность обработки электронных иерархических структур понятий образовательной области. Такая обработка основана на последовательном обходе вершин иерархии и генерации для каждой вершины гипертекстовой или гипермедиа-страницы. В «Иерархии-2000» реализован рекурсивный левосторонний нисходящий обход вершин

дерева. Благодаря подобным средствам автоматизации генерируемые страницы автоматически снабжаются требуемой системой гиперссылок. Объединение сгенерированных в результате обработки иерархии вершин образует «полуфабрикат» требуемого электронного средства обучения, который требует незначительной «ручной» доработки перед непосредственным использованием в учебном процессе.

Основными информационными учебными продуктами, получаемыми в автоматическом режиме с помощью Информационного интегратора являются электронные учебники и учебные пособия, электронные и обычные текстовые документы, Интернет и Интранет-сайты учебного назначения, интерфейсные и содержательные компоненты педагогических программных средств, учебные информационно-поисковые системы.

Информационный интегратор «Иерархия-2000» разработан в популярной операционной системе Microsoft Windows на языке Visual Basic, благодаря чему данное программное средство обладает относительно компактным кодом и низкими системными требованиями. В системе реализован интуитивно понятный интерфейс, максимально опирающийся на стандартные элементы управления Windows и содержащий удобную систему помощи, что также упрощает работу с интегратором.

Следует отметить, что в ходе разработки Информационного интегратора был определен специализированный принцип размещения информации в учебных гипермедиа средствах. Данный принцип также является неотъемлемой частью технологии информационного интегрирования и используется в ходе обработки электронных иерархических систем понятий. Согласно этому принципу в электронном учебном гипермедиа-средстве наряду с информационными страницами должна присутствовать страница со структурой средства, так называемая карта, которая представляет собой иерархию заглавий всех страниц документа или структурированное оглавление. (рис. 5)

Рисунок 5.

При этом каждый элемент такой иерархии должен являться гиперссылкой на соответствующую страницу электронного средства обучения.

Указанный принцип регламентирует особенности построения всех остальных страниц электронного учебного средства. В заглавии каждой гипертекстовой или гипермедиа-страницы публикуется имя соответствующей вершины иерархической структуры, являющееся элементом тезауруса образовательной области. Все гиперссылки, предназначенные для навигации по учебному средству должны быть сгруппированы на экране в три основные группы. Первая из них содержит единственную гиперссылку на страницу, соответствующую вершине-родителю по отношению к данной вершине-странице. Иначе говоря, эта группа содержит гиперссылку на страницу, посвященную объемлющему понятию.

Вторая группа содержит гиперссылки на страницы, содержание которых уточняет или дополняет содержание текущей страницы. В иерархической структуре понятий таким гиперссылкам соответствуют вершины-потомки, для которых данная вершина является родительской.

И, наконец, третья группа гиперссылок указывает на страницы, информация которых имеет такой же как и у данной страницы смысловой уровень, что соответствует вершинам-братьям в электронной иерархии. Представления об этих ссылках можно получить из рисунка 6.

Рисунок 6.

Использование подобного принципа в автоматической генерации электронных средств обучения позволяет учащемуся легко ориентироваться в предлагаемой ему информации: изучая конкретный материал, он может в случае необходимости детализировать его, просмотреть описание аналогичных понятий или перейти к более объемлющему по смыслу материалу. Очевидно, что подобная методология работы с информацией нацелена на повышение индивидуализации процесса обучения.

Кроме того, в распоряжении педагогов и учащихся появляется алгоритм просмотра всех страниц учебного гипермедиа-средства, когда для одной страницы просматриваются все страницы-потомки, затем осуществляется переход к странице-брату. Если просмотр страниц-братьев и соответствующих им поддеревьев заканчивается, осуществляется переход к родительской странице и цикл просмотра повторяется уже для брата родителя. При такой навигации по электронному средству обучения учащийся не только знакомится со всей гипермедиа-информацией, но и получает полную картину межпонятийных смысловых связей для данной образовательной области.

При использовании технологии информационного интегрирования построение и оперативное изменение электронного учебника происходит в режиме работы с электронной иерархической моделью структуры его содержания и ее последующей обработкой. Автоматизация процессов создания и корректировки электронных средств обучения, используемых в сфере образования, на основе предлагаемых технологий позволит заменить привычную работу по написанию текстов на специальных языках созданием иерархических структур и соответствующих им информационных дополнений. Любое последующее изменение содержания учебного средства сводится к явному корректированию его структуры в Информационном интеграторе или присоединению к уже существующей иерархии необходимых информационных гипермедиа-статей и последующей пересборкой учебного средства. Любая корректировка электронного учебника или Интернет-сайта в этом случае занимает лишь несколько часов, после чего он сразу же готов к использованию в учебном процессе.

Анализ большинства существующих электронных учебных средств показывает, что наряду с вопросами корректного представления учебного материала до сих пор остаются не проработанными подходы к разработке дизайна электронных средств обучения. Вместе с тем, внешний вид пособий, их эргономические свойства, несомненно, играют важную роль в повышении эффективности обучения.

К сожалению, внешний интерфейс существующих электронных учебников или учебных Интернет-сайтов зачастую выстраивается хаотично, не подчиняясь четко разработанной системе, что приводит к «запутыванию» учащегося, выработке у него неадекватной логической структуры изучаемой предметной области.

В свете описанной выше технологии информационного интегрирования было бы целесообразным использовать аналогичный подход и в разработке внешнего интерфейса электронных педагогических средств. В этом случае на той же материальной и программной базе можно было бы выстраивать электронные деревья-иерархии, вершинами которых являлись бы визуальные и навигационные элементы электронных учебников и сайтов. Листьями иерархий в этом случае являлись бы конкретные значения атрибутов этих элементов (цвет, размер, координаты месторасположения и пр.). Разработчик компьютерного учебного пособия смог бы выстраивать электронную структуру дизайна в соответствии с психолого-педагогическими особенностями конкретного учебного процесса, требованиями эргономики, особенностями структуры и содержания учебного материала.