Реферат: по концепции ф-11 «естествознание»

Реферат

по концепции

Москва, 2006
Содержание

Введение. 3

Количественные параметры Концепции. 4

Цели и задачи создания ЭОР по предмету «Естествознание». 4

Результаты разбиения тем на подразделы, по которым разрабатываются ЭУМ: структурированное тематическое планирование учебного курса (по темам, по подразделам тем, по урокам) учебного курса по предмету «Естествознание». Совокупное количество ЭУМ И,П,К-типов, состав и количество ЭУМ И,П,К–типов, разработанных для каждого подраздела темы, распределение ЭУМ И,П,К-типов по урокам. 6

Описание направлений использования разрабатываемых ЭУМ в практике педагога-предметника. 6

Описание возможных педагогических методов и технологий использования ЭУМ в практике педагога-предметника. 8

Описание и обоснование возможных форм организации учебной деятельности обучаемых при освоении ЭУМ. 10

Описание дидактических моделей проведения уроков с использованием разрабатываемых ЭУМ всех типов. 11

ЭУМ со всех сторон.. 13

Что такое ЭУМ?. 13

Для кого мы делаем ЭУМ?. 13

Что такое ЭУМ с технологической точки зрения?. 14

ЭУМ визуально. 14

Внутренняя структура ЭУМ.. 14

ЭУМ и вариативность. 14

Типология ЭУМ... 15

Информационные ЭУМ... 16

И1 – Теория. 16

И2 – Описание объекта (процесса) 16

Аттестационные ЭУМ... 16

К1 – Тест.. 16

К2 – Контрольная работа. 20

Свойства аттестационных ЭУМ.. 20

Параметризация заданий. 21

Практические ЭУМ... 21

П1 – Лабораторная работа. 21

П2 – Виртуальный мир. 22

П3 – Творческое задание. 22

П4 – Игровое задание. 22

П5 – Самостоятельная работа. 22

П6 – Практикум по решению задач. 23

Свойства практических ЭУМ.. 23

Количественные показатели по ЭУМ... 23

Распределение по типам ЭУМ.. 23

Распределение по уровням интерактивности. 24

Несколько слов об ММП.. 24

Сколько ЭУМ входит в ММП?. 24

Имеют ли право на существование разные ММП по одной и той же теме (классу)?. 24

По какому принципу нужно составлять ММП в нашем случае?. 25

Как предполагается реализовать ММП технологически?. 25

Что должно входить в состав описания ММП?. 25

Какая общая информация отражена в описании ММП?. 25

Что должно войти в материалы для учителя и учащегося?. 25

Заключение. 26

Введение

В рамках реализации первого этапа проекта была заложена основа для создания электронных образовательных ресурсов нового поколения, обеспечивающих реализацию образовательных программ по предмету «Естествознание» среднего (полного) общего образования в учреждениях общего начального и среднего профессионального образования:

- разработана концепция ЭОР модульной архитектуры, обеспечивающих реализацию образовательных программ по предмету «Естествознание» основного общего и среднего (полного) общего образования в учреждениях общего, начального и среднего профессионального образования, в том числе:

· сформулированы цели и задачи создания ЭОР по предмету «Естествознание»;

· получены результаты разбиения тем на подразделы, по которым разрабатываются ЭУМ: структурированное тематическое планирование учебного курса (по темам, по подразделам тем, по урокам) учебного курса по предмету «Естествознание»;

· определено совокупное количество ЭУМ И,П,К-типов, состав и количество ЭУМ И,П,К–типов, разработанных для каждого подраздела темы, распределение ЭУМ И,П,К-типов по урокам;

· описание направлений использования разрабатываемых ЭУМ в практике педагога-предметника;

· описание возможных педагогических методов и технологий использования ЭУМ в практике педагога-предметника;

· описание и обоснование возможных форм организации учебной деятельности обучаемых при освоении ЭУМ;

· описание дидактических моделей проведения уроков с использованием разрабатываемых ЭУМ всех типов.

- сформированы сценарии ЭУМ;

- созданы мультимедиа компоненты и программы моделинга;

- реализованы сценарии, осуществлена сборка и отладка ЭУМ по предмету;

- осуществлена подготовка метаданных ЭУМ, упаковка и выходное тестирование ЭУМ по предмету;

- разработаны методические рекомендации для преподавателей и обучаемых по использованию ЭОР в учебном процессе, а также по организации учебного процесса на основе ЭОР по предмету с целью индивидуализации учебной деятельности обучаемых в соответствии с индивидуальными образовательными траекториям.

Методика построения ЭОР, разработанных на данном этапе, обеспечивает возможность самостоятельного изучения обучаемыми представленного материала и в то же время предполагает собственные методические и содержательные инициативы преподавателей, использующих данные ЭОР в учебном процессе, организованном на основе принципов открытых образовательных систем.

Разрабатываемые ЭОР соответствуют требованиям, представленным в «Унифицированных требованиях к электронным учебным модулям открытых образовательных модульных мультимедиа систем», утвержденным Государственным контрактом.

При разработке ЭУМ получения информации и практических занятий (И, П – модули) обеспечиваются:

· реалистичность представления: фото/видео документирование оборудования, инструментов, динамических процессов; моделирование действий учащихся в реальных условиях, вплоть до перемещения объектов; аудиовизуальное представление макетов и моделей объектов, процессов, явлений;

· демонстрация скрытых процессов и явлений: визуализация процессов, обычно недоступных для наблюдения (например, в замкнутом пространстве, микро/макромире, сверхкоротких или, наоборот, больших интервалах времени);

· вариативность учебных задач: представляемые теоретические и практические задачи, используемые модели параметризованы; изучаемые объекты и процессы представлены при различных комбинациях исходных параметров; изменение параметров, характеристик, составляющих моделируемых процессов должно быть доступно пользователю;

· мониторинг выполнения учебных заданий (практикумов и тренажеров): на каждом этапе выполнения учебного задания обеспечивается подсказка по запросу пользователя (например, наводящий вопрос, справочная информация, прямая подсказка следующего шага, вплоть до полного выполнения учебного задания);

· представление лабораторных работ как имитации реальных процессов и оборудования и включая набор виртуальных объектов и виртуальных инструментов их построения, инструментов и измерительных приборов, отвечающих используемым в реальных учебных лабораториях.

При разработке ЭУМ контроля (К – модуль) разрабатываются:

· тесты различных типов и уровней сложности, в том числе с конструированием сложного ответа в интерактивном режиме;

· контрольные задания (работы), требующие применения обучаемыми знаний, навыков, умений, полученных в ходе изучения предмета, а также межпредметные контрольные задания (работы);

· практические учебные задания, в том числе задания с параметрами по изучаемому предмету (например, сборка узла из элементов, наладка макета моделируемого устройства, организация процесса с выбором его компонентов и параметров);

· контрольные задания эвристического характера;

· контрольные задания проблемно-поискового, исследовательского и творческого характера.

Количественные параметры Концепции.

Таблица 1.

Цели и задачи создания ЭОР по предмету «Естествознание».

В результате двухлетней работы будут созданы полноценные открытые ЭОР нового поколения на основе образовательных модульных мультимедиа систем, соответствующих федеральным стандартам. При этом, главными целями создания ЭОР нового поколения являются:

1. Обеспечение унификации ЭОР, в том числе: унифицированное взаимодействие пользователя (педагога/учащегося) с ЭОР, с тем чтобы изучение различных пользовательских интерфейсов не становилось препятствием к изучению собственно предметной области; унификация архитектуры ЭОР для обеспечения их независимости от среды хранения, способов доставки и мест функционирования, без которой невозможно эффективное использование современных мультимедийных сетевых ЭОР; выработка единой политики и разработка отраслевых унифицированных требований и спецификаций, согласованных с международными стандартами в данной области, что обеспечит свободное использование зарубежных электронных образовательных ресурсов.

2. Обеспечение качественного и количественного прорыва в области развития ЭОР и обеспечения свободного к ним доступа, в том числе через сеть Интернет.

Задачи создания ЭОР:

1. Обеспечение высокого уровня мультимедийности ЭОР. При сетевом распространении это требует качественно новой архитектуры ресурса.

2. Создание ЭОР, позволяющих осуществлять централизованное хранение и предоставление доступа к электронным образовательным ресурсам с помощью соответствующих инструментальных средств, доступных всем участникам образовательного процесса.

3. Создание ЭОР нового поколения и обеспечение активного использования ЭОР при реализации образовательных программ основного общего и среднего (полного) общего образования в учреждениях общего, начального и среднего профессионального образования по предмету «Естествознание», в том числе:

- создание условий для самостоятельной работы над учебным материалом, позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы, а также темп учебного процесса;

- более глубокая индивидуализация обучения и обеспечение условий для его вариативности;

- возможность работы с моделями изучаемых объектов и процессов;

- возможность взаимодействия с виртуальными образами изучаемых объектов и явлений (когнитивная графика);

- возможность представления уникальной информации мультимедиа средствами;

- возможность автоматизированного контроля знаний, умений и навыков;

- возможность автоматизированного поиска информации и более удобного доступа к ней;

- создание условий для эффективной реализации новейших психолого-педагогических методик, базирующихся на игровых и состязательных формах обучения, погружении в виртуальную реальность и др.);

- создание учебных курсов преподавателем через выбор понравившегося вариатива того или иного ЭУМ, подготовленного профессиональными разработчиками, или через создание собственного модуля для локального или всеобщего использования;

- возможность распространения на локальных носителях: избранные ЭУМ из совокупного контента открытых мультимедиа систем вместе с программой-реализатором легко переносятся на компакт-диск;

- расширение учебных модулей по осям: включение новой темы, новых педагогических методик в новые вариативы.

В совокупности все полученные результаты обеспечат содержательную основу информатизации общего образования в целях кардинального повышения его доступности и качества, а также позволят получить систематизированный контент по предмету, который смогут использовать и дополнять отдельными модулями и расширять новыми учебными разделами пользователи как на федеральном, так и на региональном уровне.

Концепция рассматривает вопрос постановки целей и задач создания ЭОР по предмету с учетом накопленного опыта педагогической теории и практики – проанализированы аспекты соблюдения общепринятых принципов обучения в сочетании с требованиями проекта в части ИКТ при разработке ЭОР.

Результаты разбиения тем на подразделы, по которым разрабатываются ЭУМ: структурированное тематическое планирование учебного курса (по темам, по подразделам тем, по урокам) учебного курса по предмету «Естествознание». Совокупное количество ЭУМ И,П,К-типов, состав и количество ЭУМ И,П,К–типов, разработанных для каждого подраздела темы, распределение ЭУМ И,П,К-типов по урокам.

Темы, по которым будут разработаны ЭУМ, и количество ЭУМ по каждой из них по типам:

Таблица 2.

Общее количество ЭУМ по всему курсу естествознания составляет более 500 штук.

Распределение ЭУМ по уровням интерактивности:

Таблица 3.

Описание направлений использования разрабатываемых ЭУМ в практике педагога-предметника.

Выделена классификация направлений использования ЭУМ по функциям субъектов учебного процесса.

Педагог-предметник:

1) при методической подготовке к классным занятиям и внеклассным мероприятиям по предмету:

реализуются по стратегии информатизации благодаря модульности структуры ЭОР и выделению ЭУМ – самостоятельных образовательных объектов (описанных по спецификации SCORM 2004):

· возможность составлять курсы из мельчайших объектов, гибкость при использовании в различных контекстах (повторное использование объектов);

· изменения технологий не ведут к необходимости переработки объектов (защита инвестиций).

2) при сборе результатов обучения для анализа с целью:

· оперативной обратной связи;

· статистической отчётности по ходу обучения.

Главная задача ФЦИОР – предоставление (пользователям – работникам сферы образования, учащимся и т. п.) полного спектра возможностей по работе с электронными образовательными ресурсами и информационными системами:

· функциональность «Единого окна» для доступа к новым и уже разработанным образовательным ресурсам;

· хранение и обеспечение доступа к электронным текстографическим документам (электронным копиям учебников, учебных пособий, статей, диссертаций и т. п.);

· эксплуатация различных информационных систем в сфере образования (создание или перенос которых на платформу ФЦИОР будет признан целесообразным);

· технологическую площадку для инновационных проектов в сфере образования.

Централизованное размещение ИС в ФЦИОР и стандартизация позволяют организовать процесс эксплуатации оборудования на новом качественном уровне, практически недостижимом (в виду неадекватности затрат) для большинства информационных систем вне ФЦИОР. Например, наличие круглосуточной службы эксплуатации и типового оборудования и комплектующих на складе ФЦИОР позволит организовать предоставление услуги по восстановлению работоспособности вышедшего из строя оборудования менее чем за 30 минут. Отдельная большая задача в этом контексте – это обеспечение информационной безопасности и развития на базе универсального инструментария в рамках ФЦИОР;

3) знакомства с новыми ЭУМ и возможностями их использования;

4) обмену опытом с коллегами.

Учащиеся:

5) в классе на уроках (с преподавателем – ниже п. 5–7)

6) вне уроков: проекты и подготовка к аттестации (с тьютором)

7) дома подготовка к урокам, аттестации, олимпиадам и другим мероприятиям по предмету (самостоятельно).

П. 6 и 7 реализуются по стратегии информатизации ФЦИОР благодаря SCORM:

· доступность: возможность поиска и доступа к объектам, находящимся в разных местах, и доставка их во множество других

· эффективность: возможность сократить время и стоимость доставки знаний обучаемым

· интероперабельность: возможность переносить объекты, созданные одним набором средств разработки или платформой, на другие и использовать без изменений.

Поэтому, в отличие от традиционного авторитета, преподаватель (любого звена) с ИКТ:

· открыт сам к любым ресурсам, повышению квалификации, созданию ИР и обмену опытом;

· видит и поддерживает внутреннюю мотивацию учащихся по интересам;

· каждого ученика направляет на успех в соответствии с его возможностями;

· рефлексирует достижения и планирует новые индивидуальные задания.

Описание возможных педагогических методов и технологий использования ЭУМ в практике педагога-предметника.

Технология конструирования педагогического процесса не может быть сведена к обдумыванию лишь действий педагога, содержания и возможностей использования педагогических средств. Она должна осуществляться с ориентацией на учащихся, группу школьников и каждого в отдельности. Другими словами, такая технология требует предположительного конструирования действий учащихся.

Средства ИКТ перекрывают возможности других технических средств обучения за счёт пяти новых педагогических инструментов: интерактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность и производительность взаимодействия педагога и учащегося с огромным, разнообразным и быстро обновляемым образовательным контентом, в том числе - дистанционно. Поскольку компьютеры и телекоммуникации стали доступнее школам Российской Федерации, то в дальнейшем будут рассматриваться только средства ИКТ, универсальные для применения тематических электронных образовательных ресурсов (ЭОР)– частей предметных электронных учебных моделей (ЭУМ).

Очевидно, что реализация ожиданий от информатизации образования зависит, в первую очередь, от качества ЭОР. Соответственно, цель их создания – максимальная эффективность нового продукта в повышении качества обучения.

В концепции приведены и рекомендованы возможные педагогические методы и технологии использования ЭУМ в практике педагога-предметника:

В рамках класса на уроках:

1) демонстрация с использованием мультимедийного комплекса (ММК – проектор и компьютер с ЭОР) с целью пассивного (с точки зрения ученика):

· объяснения нового материала по предмету;

· объяснения правил работы с ЭУМ разных типов для изучения, практики и контроля в индивидуальном режиме;

· объяснения порядка установки на домашний компьютер;

· поддержки активности учащихся путём проблемного подхода, дискуссии, мозгового штурма, игры и т.п.;

· поддержки задач поиска и исследования;

· поддержки фронтального опроса;

· поддержки докладов учеников цифровыми ресурсами;

· поддержки рефлексии.

2) в компьютерном классе с целью активного (с точки зрения ученика):

· проведение практики (допустимо по 2 ученика на один компьютер: 1-й – фиксирует данные и результаты в тетради, 2-й – сидя прямо перед экраном выполняет операции на компьютере; потом наоборот);

· проведение контроля (необходимо по одному ученику за компьютером, но допустимо присутствие по очереди за компьютером: сначала сильный ученик, потом слабый выполняет другой вариант, в это время сильные могут выполнять дополнительное задание, требующее работы без компьютера).

При ограниченном доступе в компьютерный класс или при превышении лимита времени работы за монитором, определённого СанПиН 2003:

· индивидуальную практику можно имитировать на ММК как награду для сильного ученика, перенеся посещение компьютерного класса на внеурочное время (дополнительное образование) или на дом ученикам, имеющим компьютер;

· обязательный индивидуальный контроль придётся заменить;

- фронтальным на ММК (общее задание на экране, выполнение каждым на бумаге и проверкой ответов с экрана другим учеником под наблюдением учителя) или

- бумажным с распечаткой вариантов тестов или задач, однако, автоматизировать проверку сложнее: лаборант вводит ответы и проставляет полученную с компьютера оценку или, если ответы краткие (да – нет, числовые), то все можно вывести на экран и проверить по предыдущему методу).

При этом, в концепции проведен анализ различных подходов к обучению (групповой и дифференцированный, информационный и деятельностный, проблемный), особое внимание уделено рассмотрению проблемного подхода к образовательной деятельности, так как, если репродуктивное образование имеет дело с реальностью наличного бытия, то продуктивный, проблемный подход в образовании обеспечивает построение реальности деятельности человека и поиск эффективных путей преобразования мира посредством деятельности, предполагает саморазвитие, «самостроительство» субъектов деятельности.

Рассмотрены также аспекты, необходимые для формирования целостного описания педагогических методов и технологий использования ЭУМ в практике педагога-предметника:

1. Методы обучения

2. Мастерство учителя

- Структура педагогического мастерства

- Типы педагогических задач и их характеристика

- Понятие о технологии конструирования педагогического процесса

- Прогнозирование и проектирование педагогического процесса

3. Виды деятельности детей и общие технологические требования к их организации:

-Учебно-познавательная деятельность и технология её организации

- Технология организации усвоения урочной темы

- Технология организации развивающих видов деятельности школьников

- Рефлексия в образовательной деятельности

4. Использование ИКТ в учебном процессе

- Алгоритм образовательной концепции

- Технология обучения

- Меры защиты от вредных воздействий и режимы безопасного труда за компьютером

Проведен обзор и анализ информационнного обеспечения использования ЭОР (ИКТ) в учебном процессе: информационное обеспечение, классификации ИОР, классификация структур обучающих программ, типы компьютерных программ учебного назначения.

Описание и обоснование возможных форм организации учебной деятельности обучаемых при освоении ЭУМ.

Учащиеся могут использовать ЭУМ:

1) в классе на уроках;

2) вне уроков: проекты и подготовка к аттестации (с тьютором);

3) дома подготовка к урокам, аттестации, олимпиадам и др. мероприятиям по предмету (самостоятельно).

Особое внимание уделено рассмотрению вопросов, касающихся психолого-методических рекомендаций преподавателям и организаторам электронного обучения, характеристики различных подходов к модульному обучению, технологии развивающего обучения.

В частности, анализ различных подходов к модульному обучению показывает, что оно обладает определенными характерными особенностями, проявляющимися независимо от того, в какой конкретной модели реализуется процесс обучения на модульной основе. Школьное модульное обучение является системой и для его всестороннего изучения необходим системный подход.

Внеурочная работа тесно связана с дополнительным образованием детей, когда дело касается создания условий для развития творческих интересов детей и включения их в художественную, техническую, эколого-биологическую, спортивную и другую деятельность.

Дополнительное образование детей предполагает, прежде всего, реализацию образовательной дополнительной программы по конкретному направлению деятельности или области знаний.

Интеграция основного и дополнительного образования детей позволяет сблизить процессы воспитания, обучения и развития, что является одной из наиболее сложных проблем современной педагогики.

Дополнительное образование детей предполагает расширение воспитательного «поля» школы, так как включает личность в многогранную, интеллектуальную и психологически положительно насыщенную жизнь, где есть условия для самовыражения и самоутверждения. Особое значение имеет дополнительное образование детей для решения проблемы социальной адаптации и профессионального самоопределения школьников.

Для разных групп учащихся (с различными способностями, уровнем подготовки, интересами) во внеклассной работе по ИКТ применяются различные методы работы: технология учебного проектирования, технология развивающего обучения.

Технология развивающего обучения позволяет развивать:

· творческие способности личности;

· самостоятельное видение проблем, аналитическое мышление;

· видение новой стороны в знакомом объекте (альтернативное мышление);

· умение комбинировать, синтезировать ранее усвоенные способы деятельности в новые (комбинационное мышление).

Данный метод использует компьютерный подход к обучению: учащимся даются алгоритмы решения конкретных задач, в первую очередь творческих. В область изучения включаются основные и доступные учащимся типы проблем, характерные для данной науки или практики, и важнейшие способы решения подобных проблем для данной. Очень важно использование феномена группового влияния на индивидуальные способности личности и коллективной деятельности для создания мощного творческого поля.

Описание дидактических моделей проведения уроков с использованием разрабатываемых ЭУМ всех типов.

Не только модель и содержание обучения влияют на форму, методику обучения и выбор программно-методических средств его поддержки, но и наоборот, ЭОР оказывают влияние на содержание и методику проведения урока.

Дидактическая модель - логическая структура содержания обучения.

Методика обучения – теория обучения (дидактика) конкретной дисциплине. Предмет методики обучения – методическая система: цель, содержание, формы, методы и средства обучения.

Для разработки своей модели обучения конкретной группы учащихся в конкретных условиях надо изучить сценарии ЭУМ всех типов по теме и разработать вариативный план для 3-х ситуаций:

1) для аудитории без компьютера,

2) класса с проектором и

3) компьютерного класса, забронировав в нём время (с учётом СанПиН),

Следует также предусмотреть индивидуальные задания и траектории изучения ЭУМ для слабых и сильных учащихся, использование всех средств обучения, в том числе, отобранных ЭОР в соответствии с УТП курса.

Алгоритм конструирования урока:

Для эффективного использования педагогом-предметником ЭОР нового поколения рекомендовано следовать принципам построения урока по технологии учебного проектирования , суть которого заключается в том, что, исходя из своих интересов, дети вместе с учителем проектируют решение какой-либо практической задачи. В целом при работе над проектом учитель выполняет следующие функции:

· помогает ученикам в поиске источников, способных помочь им в работе над проектом;

· сам является источником информации;

· координирует весь процесс;

· поддерживает и поощряет учеников;

· поддерживает непрерывную связь, чтобы помогать ученикам продвигаться в работе над проектом.

Проектное обучение поощряет и усиливает истинное учение со стороны учеников, потому что оно:

· личностно-ориентированное;

· использует множество дидактических подходов - обучение в деле, независимые занятия, совместное учение, мозговой штурм, ролевая игра, эвристическое и проблемное обучение, дискуссия, командное обучение;

· самомотивируемо, что означает возрастание интереса и вовлеченности в работу по мере ее выполнения;

· поддерживает педагогические цели в когнитивной, аффективной и психомоторной областях на всех уровнях - знания, понимания, применения, анализа, синтеза;

· позволяет учиться на собственном опыте и опыте других не начетнически, а в конкретном деле;

· приносит удовлетворение ученикам, видящим продукт своего собственного труда.

В концепции рассмотрена технология использования ЭОР и эффективность урока в соответствии с принятой в проекте классификацией ЭОР соответствующих типов (И, П, К) и уровней (I-IV):

1. Цель урока декларирована – ИI.

2. Организованы действия учащихся по принятию цели деятельности ИI.

3. Соответствие содержания учебного материала цели урока, разнообразная поддержка нового материала ИI, ПII-IV.

4. Методы обучения обеспечили:

a) мотивацию деятельности;

b) сотрудничество учителя и учащихся;

c) активную учебную деятельность ПII-IV;

d) личностную ориентацию;

e) контроль и самоконтроль KII.

5. Соответствие методов обучения учебному содержанию и цели урока.

6. Формы организации познавательной деятельности обеспечили:

a) сотрудничество между учащимися ИКТ;

b) включение каждого ученика в деятельность по достижению цели урока II-IV.

7. Формы организации познавательной деятельности отобраны в соответствии с методами, содержанием и целью.

8. Уровень достижения цели урока:

a) образовательный аспект И, П, К;

b) воспитательный И;

c) развивающий П.

ЭУМ со всех сторон

Что такое ЭУМ?

ЭУМ расшировывается Заказчиком как «электронный учебный модуль » – автономный модуль, содержащий контент по определенной теме предмета и решающий определенную педагогическую задачу. Каждый учебный модуль должен представлять собой часть урока. Среднее контактное время (время, затрачиваемое средним учащимся на работу с ЭУМ) должно составлять 15–30 минут на ЭУМ. Не нужно пытаться спрятать внутри одного ЭУМ целый мини-курс. Один ЭУМ – это часть урока, не более того. Если ЭУМ планируется изучать в течение нескольких уроков, то его нужно дробить на части.

Для кого мы делаем ЭУМ?

Основной потребитель ЭУМ – школьник . Согласно техническому заданию это школьник, изучающий предмет на базовом уровне, однако часть ЭУМ может быть ориентирована и на более подготовленных школьников.

Может ли использовать ЭУМ учитель? Да, безусловно:

• как энциклопедию – для подготовки к уроку,
• как инструмент – для проведения урока:
• для демонстраций текстов, формул, рисунков при изучении нового материала;
• для иллюстрации методики решения сложных задач, в том числе сопровождения решения каждой сложной задачи интерактивной моделью происходящего в ней физического процесса;
• для индивидуального компьютерного опроса учащихся;
• для решения экспериментальных задач с использованием анимационных экспериментов;
• для организации выполнения компьютерных лабораторных работ;
• для индивидуального тренинга при решении задач и тестов;
• для организации контроля уровня знаний учащихся по методике дифференцированного обучения;
• в качестве методической копилки учителя (планирование, модели уроков, примеры применения в различных ситуациях).

Но, всё-таки основной потребитель ЭУМ – это именно школьник.

Где школьник будет работать с ЭУМ? Авторы проекта, в котором мы участвуем, считают, что, возможно, именно ЭУМ будут тем толчком, которая позволит серьезно изменить саму суть образовательного процесса. Массово тиражируемая книга стала первым таким фактором, превратив элитарные учебные заведения типа Академии Платона в классические университеты, в которых учащиеся могут работать не только с преподавателем, но и самостоятельно. Электронные ресурсы должны стать следующим фактором, благодаря которым учебный процесс выйдет за пределы школы и станет существенно более самостоятельным.

На первых порах учащийся будет работать с ЭУМ в школе в рамках урока , так как школа – это единственное место, где все школьники на равных правах имеют доступ к компьютеру (во многих школах, правда, все школьники совершенно равноправно не имеют доступа к компьютеру). По мере развития IT-инфраструктуры учащиеся всё больше начнут работать с ЭУМ сначала в школьных библиотеках, а затем и у себя дома – на домашних компьютерах. Именно дома он будет получать основное количество информации, выполнять практические задания и проходить контроль. А в школу учащийся будет приходить затем, чтобы задавать вопросы, на которые ему не смогут помочь найти ответ компьютерные ЭУМ.

Что такое ЭУМ с технологической точки зрения?

Технологическое определение ЭУМ дано в контракте. Грубо говоря, ЭУМ – это набор файлов в определенном формате, «понятном» для специального плеера, разработанного Заказчиком; этот плеер со следующего года будет распространяться бесплатно по школам и методическим центрам.

ЭУМ визуально

Интерфейс плеера выглядят так, как показано на рисунке.

При этом разработчики могут управлять только рабочей зоной программы. Внешний вид верхней и нижней полос (на сером клетчатом фоне) определяется разработчиками плеера; мы его изменить не можем.

Внутренняя структура ЭУМ

Любой ЭУМ состоит из отдельных сцен . Каждая сцена отображается на экране – либо целиком, либо с помощью полосы прокрутки. Теоретически, могут быть ЭУМ, состоящие всего из одной сцены.

Между сценами могут быть организованы переходы различных типов. В простейшем случае сцены в ЭУМ расположены последовательно друг за другом, как на приведенной ниже схеме.

Переход от одной сцены к другой в нашей реализации ЭУМ осуществляется при помощи кнопок «Вперед» и «Назад».

Отдельные сцены (как сцена 2.1 на рисунке внизу) могут стоять в стороне от «главной последовательности». К таким сценам пользователь может перейти по гиперссылкам.

Что может быть внутри сцены? Практически всё, что входит в состав цифровых образовательных ресурсов: тексты, формулы, картинки, видеофрагменты, интерактивные модели и анимации, трехмерная графика, интерактивные контрольные задания и т.д.

ЭУМ и вариативность

Под вариативностью подразумевается несколько различных аспектов:

• Для одного и того же урока могут быть подготовлены несколько разноплановых ЭУМ (например, ЭУМ – игровое задание и ЭУМ – практикум по решению задач – см. ниже Типологию ЭУМ).
• Для одного и того же урока могут быть подготовлены несколько похожих друг на друга ЭУМ, различающихся незначительными деталями (например, количеством заданий в контрольной работе или уровнем изложения материала или «привязкой» к различным учебникам).
• Для одного и того же урока могут быть придуманы несколько практически одинаковых ЭУМ, различающихся лишь цифрами в заданиях, – параметризация ЭУМ (см. ниже).

В ходе выполнения данного проекта требуемая в Техническом задании вариативность обеспечивается всеми тремя способами.

Необходимо отметить, что общего количества ЭУМ (1000 штук) по предмету едва хватает, чтобы покрыть только лишь базовый уровень по предмету с минимальным уровнем вариативности. На профильный уровень, а тем более, на альтернативные линии учебников (см. ниже – «Несколько слов о ММП») этого количества недостаточно.

Порядка 10 % всех ЭУМ планируется разработать для профильного уровня – для обеспечения требуемой в ТЗ вариативности ЭУМ.

Типология ЭУМ

Классификация ЭУМ включает три основных типа и основывается на назначении каждого типа ЭУМ.

• ЭУМ типа «И» – учебный модуль, направленный на получение информации (далее – информационный ЭУМ или ЭУМ-И);
• ЭУМ типа «П» – учебный модуль, направленный на поддержку практической деятельности учащихся (далее практический ЭУМ или ЭУМ-П);
• ЭУМ типа «К» – учебный модуль, направленный на аттестацию учащихся (далее, аттестационный/тестирующий ЭУМ или ЭУМ-К).

Не всегда бывает возможным точно определить принадлежность того или иного ЭУМ. Так, видеофрагмент, заканчивающийся вопросами для самопроверки, можно отнести и к ЭУМ-И, и к ЭУМ-К.

В каждом из перечисленных типов можно выделить несколько основных подтипов, по которым можно классифицировать большинство ЭУМ этого проекта. Ниже приведено подробное описание каждого из подтипов ЭУМ.

Информационные ЭУМ

И1 – Теория

Этот ЭУМ представляет собой параграф электронного учебника. Параграф обычно разбит на несколько частей, каждая из них показывается на отдельном экране (т. е. находится на отдельной сцене).

Параграф заканчивается кратким конспектом (не более половины экрана), в котором перечислены основные формулы и определения данного параграфа, и вопросами для самопроверки.

При этом для повышения интерактивности вместо рисунков, демонстрирующих различные процессы используются интерактивные анимации, видеофрагменты, трехмерные интерактивные образы. Также часть вопросов для самопроверки, разрабатываются автоматически проверяемыми – с вариантами ответа.

Оценка за эти вопросы, конечно, не ставится.

И2 – Описание объекта (процесса)

В отличие от ЭУМ типа И1, последовательность которых можно представить как электронный учебник, ЭУМ типа И2 обычно представляют обособленные тексты, немного выпадающие из последовательности фактов, излагаемых в учебнике. В «бумажных» изданиях такие фрагменты часто оформляются как врезки мелким шрифтом.

Все похожие ЭУМ состоят из интерактивной модели, анимации или видеофрагмента с подвижным изображением объекта или процесса и небольшого текстового описания. ЭУМ может заканчиваться вопросами для самопроверки, а вот конспектом – уже вряд ли.

Типовые сценарные заготовки для ЭУМ данного типа:

· Знакомство с каким-либо технологическим устройством или процессом (например, «Принцип работы электрического двигателя», «Причины заноса машины при движении с большой скоростью»);

· Знакомство с природным процессом или явлением (например, «Образование кратеров на Луне», «Грозы и молнии»);

· Знакомство с историческим опытом (например, «Опыт Бойля», «Расчет диаметра Земли при наблюдении солнечного затмения»).

Крайне интересным и зрелищным является тип ЭУМ, стоящий на грани между «И» и «П» – см. «Практические ЭУМ. П2 – Виртуальный мир».

Аттестационные ЭУМ

К1 – Тест

Тест (К1) – состоит из 5–10 автоматически проверяемых заданий типа «Выбор варианта ответа». В зависимости от урока, к которому привязывается ЭУМ, тестовые задания могут носить как качественный (формулировки законов, объяснения явлений и процессов, факты из истории науки), так и количественный (расчетные задачи в одно действие) характер.

Каждое тестовое задание состоит из условия, решения (для расчетных заданий), вариантов ответа (с указанием правильного(ых) ответа(ов)) и комментариев к неверным ответам. В среднем, на каждые 5–10 заданий на выбор одного варианта ответа из предложенных должно приходиться 1 задание на выбор нескольких вариантов ответа из предложенных.

Комментарии демонстрируются учащемуся в том случае, если он неверно ответил на вопрос. Комментарии не должны являться решением задания, но должны прямо или косвенно помогать ответить на вопрос.

Тестовое задание может сопровождаться иллюстрациями и даже видеофрагментами, интерактивными моделями и анимациями. Количество иллюстраций к тестовым заданиям, безусловно, существенно зависит от тематики теста. Мы считаем идеальным случай, когда 90 % тестовых заданий будут сопровождаться иллюстрациями; в любом случае, этот уровень должен быть не меньше 50 %.

Внешний вид тестовых заданий на выбор варианта ответа продемонстрирован на скриншоте.

Для повышения уровня интерактивности тест должен , по возможности, включать в себя интерактивные задания других типов. Перечислим используемые типы тестовых заданий.

В каждый ЭУМ в зависимости от его тематики вставляется от одного до 50 % заданий «нестандартных» типов (на сортировку, классификацию, перемещение или указание объекта).

К2 – Контрольная работа

В отличие от теста контрольная работа (К2) состоит из 3–5 задач расчетного характера. Рекомендуется отличать К2-ЭУМ базового уровня, в которых в задачах используются лишь простейшие формулы на одно действие, и К2-ЭУМ повышенного уровня, в которых можно использовать и более сложные задачи на несколько действий.

В ЭУМ данного типа рекомендуется использовать единственный тип интерактивных заданий:

Свойства аттестационных ЭУМ

Пользователь решает задания ЭУМ по очереди, вводя ответ и нажимая кнопку «Проверить». Результат проверки может сразу же выдаваться на экран (в зависимости от замысла автора). Результатом проверки является стандартная выбираемая наугад фраза «Правильно»/«Верный ответ» или «Неверно»/«Неверный ответ»/«Неправильно» и т. п.

Чтобы перейти к следующему заданию, пользователь должен нажать стандартные «Вперед» или «Назад». Пользователь может пропустить задание, вернувшись к нему позже, или не решать его вообще.

Тестовые задания и задачи контрольных работ нельзя «проходить» несколько раз, учащийся может сделать только одну попытку.

Каждый аттестационный ЭУМ выставляет учащемуся автоматически оценку по результатам прохождения ЭУМ. По умолчанию, за каждое правильно решенное задание учащийся получает одно и то же количество очков, однако автор может указать распределение начисляемых очков по заданиям дополнительно. За нерешенные задания учащийся получает 0 очков (однако автор может указать, что за неверно решенные задания очки должны сниматься – это позволяет, например, избежать «угадывания» в тестовых заданиях на выбор вариантов ответа).

Результат выполнения тестовых заданий передается в OMS-плеер. В любой момент времени он доступен на экране при помощи специальной страницы с журналом (по желанию эту возможность можно запретить).

Способ выставления оценки (за сколько очков какую оценку ставить) по умолчанию следующий:

Автор ЭУМ может предложить свое распределение очков.

По желанию автора любая оценка может сопровождаться общей рекомендацией, например, «Вернитесь к изучению модуля «Тепловые циклы»» или «Теперь вы можете приступить к изучению модуля «Тепловые двигатели». Эти рекомендации выдаются учащемуся после того, как он ответит на все задания, или нажмет кнопку «Закончить».

Параметризация заданий

Многие задания (порядка 20 % от общего количества), входящие в состав того или иного ЭУМ, подлежат параметризации. Это означает, что некоторые численные данные в этих задачах будут при каждом появлении на экране новыми. Так, у одного из учащихся некоторое задание может быть сформулировано как «Какая сила действует на тело массой 1 кг, если она сообщает ему ускорение 1 м/с² ?», а другого учащегося та же самая задача может выглядеть как «Какая сила действует на тело массой 4 кг, если она сообщает ему ускорение 2 м/с² ?».

При параметризации задач соблюдаются ряд правил (например, параметризации не подлежат константы, порядок значений параметризуемых физических величин должен оставаться в разумных пределах, ответы должны получаться «красивыми» и т. п.).

Практические ЭУМ

П1 – Лабораторная работа

Типичная лабораторная работа представляет собой интерактивную модель с заданием к ней. Интерактивная модель может демонстрировать какое-либо природное явление, хотя, чаще она изображает какой-либо технологический процесс, устройство, экспериментальную установку или исторический опыт. Задание может быть оформлено различными способами:

• интегрировано внутрь модели;
• оформлено в виде текста-инструкции (что нужно делать) рядом с моделью;
• оформлено в виде дополнительных вопросов (лучше – интерактивных), на которые можно ответить, поработав с моделью. Каждое задание может находиться как на одном экране с моделью (обычно, если нужно считывать какие-либо данные с экрана модели), так и на отдельном экране (обычно, если нужно сделать какие-либо выводы после работы с моделью).

П2 – Виртуальный мир

В отличие от лабораторной работы (см. выше), в которой деятельность учащегося регламентируется достаточно строгой последовательностью действий, Виртуальный мир предполагает полную свободу действий учащегося. Задача учащегося – исследовать какой-либо объект или процесс в окружающем мире, используя разнообразные датчики, после чего ответить на ряд вопросов. В процессе ответа на вопросы учащийся может вернуться к виртуальной установке для проведения дополнительного исследования.

Суть этого типа ЭУМ проще понять на нескольких конкретном примере:

• Полет сквозь Солнце . Учащийся летит на своеобразном космическом корабле от Земли до находящейся с ним в противостоянии Венере, пролетая по дороге сквозь Солнце. Многочисленные датчики на космическом корабле позволяют наблюдать, как изменяются в зависимости от расстояния до нашего светила различные физические величины – ускорение свободного падения, уровень радиации, величина электрического и магнитного поля, плотность потока заряженных частиц и т. п.

ЭУМ данного типа достаточно малочисленны ввиду сложности разработки программной части.

П3 – Творческое задание

ЭУМ типа Творческое задание представляет собой творческое или исследовательское задание для учащегося. Обычно для выполнения задания нужно использовать интерактивную модель или анимацию, которая входит в ЭУМ; иногда для выполнения ЭУМ нужно воспользоваться внешними модулями (например, поисковой системой Яndex).

Во многих случаях само творческое задание не может быть проверено автоматически; результаты работы учащегося принимает учитель. Однако, компьютер может помочь, задав учащемуся в конце выполнения ЭУМ несколько вопросов для самопроверки.

П4 – Игровое задание

Структура ЭУМ типа Игровое задание схожа с лабораторной работой и творческим заданием (см. выше). Как правило, основой ЭУМ такого типа является интерактивная модель. Учащиеся должны выполнить игровое задание.

Контролируемым параметром может являться:

• время, затраченное на выполнение задания;
• количество «уровней» или пунктов задания, пройденных за отведенное время.

Ряд параметров может контролироваться учителем, например:

• относительный результат прохождения задания (по сравнению с другими учащимися);
• победа (в том случае, если ЭУМ предполагает одновременную работу нескольких учащихся за одним и тем же компьютером).

Наконец, игровое задание может не проверяться вовсе.

Для того, чтобы лучше понять концепцию ЭУМ данного типа, приведем пример:

Ядерный детектив . Задача учащегося – определить при помощи минимального количества вопросов элементарную частицу. Набор вопросов стандартный для всех частиц, но достаточно большой (какая масса, какой заряд, участвуют ли в каких-то реакциях и т. п.).

П5 – Самостоятельная работа

Этот тип ЭУМ очень похож на аттестационные ЭУМ (см. выше). Он может включать в себя либо набор тестовых заданий (аналогично ЭУМ типа «Тест»), либо набор расчетных задач (аналогично ЭУМ типа «Контрольная работа»).

В отличие от аттестационных ЭУМ, учащийся может пытаться решать эти задания сколько угодно раз. Итоговая оценка за прохождение ЭУМ этого типа по умолчанию ставится в соответствии с замыслом автора. По желанию автора оценка может сопровождаться общей рекомендацией, например, «Вернитесь к изучению модуля «Тепловые циклы»» или «Теперь вы можете приступить к изучению модуля «Тепловые двигатели». Эти рекомендации выдаются учащимся после того, как он ответит на все задания, или нажмет кнопку «Закончить».

П6 – Практикум по решению задач

Практикум по решению задач по внешнему виду похож на ЭУМ типа «Контрольная работа» (см. выше), но имеет ряд важных отличий.

Обычно такой практикум составляют несколько (2–4, максимум, 5) стандартных расчетных задач по данной тематике. Каждая задача сопровождается подробным решением. В том случае, если для решения задачи нужно применить несколько формул или выполнить несколько последовательных рассуждений, она разбивается на отдельные шаги. На каждом шаге учащемуся предлагается найти ту или иную промежуточную величину, необходимую для построения дальнейшего решения, или ответить на качественный вопрос, позволяющий уточнить условие задачи или ход ее решения. Учащийся может запросить подсказку в виде правильного решения очередного шага.

В связи с тем, что набор ЭУМ рассчитан преимущественно на базовой уровень образования, количество сложных задач, для решения которых применяется несколько формул или несколько различных понятий и законов, должно быть ограничено. Подобные задания выделяются в отдельные вариативные ЭУМ, предназначая их для учащихся профильных классов.

Свойства практических ЭУМ

Пользователь проходит сцены ЭУМ по очереди. В тех сценах, которые содержат автоматически проверяемые задания, он должен ввести ответ и нажать кнопку «Проверить». Результат проверки сразу же выдается на экран. Результатом проверки является стандартная выбираемая наугад фраза «Правильно»/«Верный ответ» или «Неверно»/«Неверный ответ»/«Неправильно» и т. п.

Чтобы перейти к следующей сцене, пользователь должен нажать стандартные «Вперед» или «Назад». Пользователь может пропустить сцену, вернувшись к ней позже или не возвращаясь вовсе.

Тестовые задания и задачи контрольных работ можно «проходить» несколько раз, учащийся может сделать несколько попыток.

По желанию автора результат выполнения практического ЭУМ может сопровождаться общей рекомендацией, например, «Вернитесь к изучению модуля «Тепловые циклы»» или «Теперь вы можете приступить к изучению модуля «Тепловые двигатели». Эти рекомендации выдаются учащимся после того, как он ответит на все задания, или нажмет кнопку «Закончить». По умолчанию какие-либо рекомендации учащимся отсутствуют.

Количественные показатели по ЭУМ

Распределение по типам ЭУМ

Ниже также приведены примерные количественные показатели ЭУМ по подтипам.

В таблице указаны минимальные цифры.

Распределение по уровням интерактивности

Несколько слов об ММП

ММП (модуль методической поддержки) – это своеобразное методическое дополнение к ЭУМ. ММП задает последовательность ЭУМ, составляющих курс обучения, по определенной траектории. Он включает в себя как технологическую часть, которую программируют разработчики, так и описательную часть, которую создают авторы-методисты.

Сколько ЭУМ входит в ММП?

Каждый ММП покрывает собой несколько ЭУМ (конечно, по формальным признакам ММП может соответствовать и одному ЭУМ, но такие случаи мы не рассматриваем). Возможно соответствие «одно ММП – один класс» или даже «одно ММП – полный курс». Допустимы и ММП, созданные по отдельным крупным темам (например, ММП по механике или ММП по квантовой физике).

Имеют ли право на существование разные ММП по одной и той же теме (классу)?

Да, имеют. В терминологии заказчика это называется вариативностью. Вот как минимум три возможные причины существования различных ММП по одной и той же теме:

• Различным учащимся можно давать ЭУМ различного уровня сложности – например, в зависимости от их личных способностей (кому-то попроще, кому-то посложнее). Уровень сложности каждого ЭУМ «зашит» внутри него (он определяется теми материалами, которые входят в ЭУМ). Таким образом, в этом варианте наборы ЭУМ, на которых основаны разные ММП, могут отличаться отдельными ЭУМами. Различающиеся ЭУМы при этом будут относиться к одному и тому же уроку, но отличаться друг от друга по уровню сложности.
• ЭУМы, входящие в ММП, могут различаться не только уровнем сложности, но и их количество в различных ММП может быть различным. Так, хорошо успевающим учащимся можно дать ММП, который включает в себя несколько больше ЭУМ, чем ММП для посредственно успевающих учащихся. На роль дополнительных ЭУМ могут претендовать, например, модули повышенной сложности типа «И» или дополнительные практические задания, а также варианты контроля.
• Порядок подачи материала при использовании различных учебников, по которым учатся школьники, может быть различным. При этом в ММП может отличаться порядок подачи материала (на практике это приведет к вариациям взаимного расположения ЭУМ внутри темы или даже вариациям взаимного расположения тем). Отличие может состоять и в обозначениях, используемых в ЭУМ: в этом случае, конечно, для каждого такого ММП придется использовать собственные ЭУМ, составленные для определенного учебника.

По какому принципу нужно составлять ММП в нашем случае?

Планируется разработать по одному ММП к каждой главе поурочного планирования. Таким образом, будет разработано 13 ММП (7 – для основной школы и 6 – для средней). Из этого количества в 2006 году будет разработано 6 ММП.

Как предполагается реализовать ММП технологически?

Основа ММП – это составляющие его ЭУМ. ЭУМ, входящие в состав ММП, будут перечислены в специальном формате (SCORM 2004) в технологическом описании ММП (файл с расширением xml). Это позволит ОМС-плееру воспроизводить не только отдельные ЭУМ, но и их последовательность, записанную в ММП.

Кроме того, каждый ММП будет сопровождаться файлом в формате MS Word, в котором будет содержаться описание ММП.

Что должно входить в состав описания ММП?

Форма и содержание описания ММП не регламентированы в Техническом задании. Планируется, что описание каждого ММП должно состоять из четырех основных частей:

1) фрагментов государственного стандарта по физике, имеющих отношение к данному ММП, включая требования к уровню подготовки учащихся;

2) статистических сведений по данному ММП (например, распределение ЭУМ по типам и уровням интерактивности);

3) материалов для учителя;

4) материалов для учащегося.

Какая общая информация отражена в описании ММП?

Общая информация описания ММП включает следующую информацию:

• поурочное планирование в рамках данной темы;
• перечисление ЭУМ, входящие в ММП;
• указание сколько ЭУМ каждого типа («И», «П», «К») входит в ММП;
• указание сколько ЭУМ каждого уровня интерактивности (в соответствии с техническим заданием) входит в ММП.

Что должно войти в материалы для учителя и учащегося?

По большому счету, это – творческая работа автора. Представляется, что материалы для учителя должны включить методику изучения темы, список дополнительной литературы и Интернет-сайтов, возможные примеры деятельности учителя и учащихся с использованием ЭОР (но именно как примеры, а не последовательное изложение сценария каждого урока).

Возможная форма сводной таблицы по использованию ЭУМ:

Не должны входить в ММП:

• тексты, задания, скриншоты из тех или иных ЭУМ. Всё это есть в самих ЭУМ;
• хрестоматия. Все статьи можно было вставить в сами ЭУМ (например, через механизм гиперссылок).

Заключение

Планируемые сроки разработки проекта:

• июль – декабрь 2006 года – 300 ЭУМ для 10–11 классов;
• 2007 год – 700 ЭУМ для 10-11 классов.

Все ЭУМ, разрабатываемые в рамках проекта, проходят сложную пятиступенчатую систему контроля:

• проверка научной составляющей ЭУМ;
• проверка педагогической составляющей ЭУМ;
• проверка дизайн-эргономической составляющей ЭУМ;
• проверка на соответствие нормам литературного русского языка;
• техническое тестирование.

Апробация ЭУМ и ММП будет происходить в ходе всего проекта силами разработчика.

[1] На английском языке этот тип называется singleChoice.

[2] multiChoice

[3] insert

[4] sorting

[5] classification

[6] hotspot

[7] dnd

[8] stringAnswer

[9] valueAnswer