«Учебно-методическое пособие по дисциплине «методология и технологии проектирования информационных систем»»

Электронное учебно-методическое пособие это в первую очередь программное средство, предназначенное для предоставления новой информации, дополнения печатных изданий, индивидуального обучения, а также самоконтроля и тестирования полученных знаний и умений. При разработке электронного пособия встает совокупность различных проблем, включающих психологические, учебно-методические, технические, экономические вопросы. К сожалению не все перечисленные аспекты в должной мере рассматриваются в создаваемых учебно-методических пособиях.

Актуальность исследования заключается в необходимости решения задачи проектирования и создания учебно-методического пособия. В связи с сокращением времени на аудиторные занятия, а также развитием дистанционного обучения, необходимо внедрять в образовательный процесс электронные обучающие системы. Развитие современных технических средств дает возможность в полной мере реализовать данную задачу, что позволяет, в свою очередь, повысить качество и эффективность предоставляемых образовательных ресурсов, поскольку разработка программного продукта выполняется с учетом совокупности педагогических, психологических, технологических и дидактических требований.

Сегодня ни у кого не вызывает сомнения то, что использование электронных учебно-методических пособий в образовательной деятельности помогает обогатить учебный курс, дополнить его новыми возможностями, которые дают компьютерные технологии, делают его привлекательным для учащихся. Электронные учебные пособия отличаются высокой степенью наглядности и интерактивности.

Объектом исследования дипломной работы является система профессиональной подготовки в форме учебно-методического пособия.

В качестве предмета исследования выбран процесс проектирования и создания электронного учебного пособия по дисциплине «Методология и технологии проектирования информационных систем». Пособие предназначено для магистров направления подготовки 230700«Прикладная информатика» профиля «Прикладная информатика в психологии» Башкирского государственного педагогического университета им.М.Акмуллы. Конечным результатом выпускной квалификационной работы является учебно-методическое пособие, предназначенное для формирования знаний, навыков и умений по проектированию информационных систем.

На пути к достижению цели целесообразно осуществить решение следующих задач:

1. Изучить особенности учебно-методических пособий.

2. Ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к учебным пособиям.

3. Провести анализ предметной области, на основе которой разрабатывается учебно-методическое пособие.

4. Построить IDEF0 модель процесса создания учебно-методического пособия.

5. Разработать структуру и принцип управления УМП.

6. Выбрать способ и метод реализации учебно-методического пособия.

7. Определить внешний вид учебного пособия.

8. Изучить элементы языка HTML, каскадных таблиц стилей CSS, библиотеку jQuery и язык PHP.

9. Реализовать учебно-методическое пособие.

Гипотеза – предполагается, что созданное учебно-методическое пособие повысит эффективность обучения дисциплине «Методология и технологии проектирования информационных систем».

Первоначально учебные материалы, методические рекомендации и разработки, а также электронные образовательные ресурсы предназначались для поддержки курсов в системе дистанционного образования. Позднее индустрия электронных учебных ресурсов распространилась за пределы дистанционного образования, постепенно внедряясь в образовательный процесс в качестве дополнения к традиционным учебным пособиям и курсам. Электронные учебные пособия стали использоваться преподавателями для помощи в построении тематических планов занятий, а также студентами для самостоятельного приобретения и контроля знаний.

Методология проектирования электронных учебных пособий изложена в работах И.Г.Захарова, В.П.Лаврентьевой, М.О. Кривошеевой, В.Д. Неботовой, Г.Н. Романенко, С.А.Христочевского. В работах данных авторов отмечается, что педагогическую ценность имеют лишь те электронные учебные материалы, которые удовлетворяют системе дидактических, психологических, педагогических, технических и др. требований и разрабатываемые совместно с группой авторов, специализирующихся в различных областях знаний. Помимо этого необходимо помнить, что создание любого информационного продукта, а в особенности продукта образовательного назначения, является трудоемким процессом.

Достоверность выполненного исследования и разработки достигнута посредством корректного использования исходной информации, применения практического опыта и зарекомендовавших себя теорий.

Результаты дипломной работы имеют практическую ценность для магистров направления «Прикладная информатика в психологии», преподавателей, а также любых лиц, заинтересованных в освоении дисциплины «Методология и технология проектирования информационных систем».

Структура выпускной квалификационной работы обуславливается целью и задачами, предметом исследования. Работа состоит из введения, трех глав и заключения.

Во введении раскрывается актуальность, практическая и теоретическая значимость работы, определяются цели и задачи исследования. В первой главе приводится общая характеристика и анализ предметной области. Происходит выбор средств реализации проекта, рассматриваются основные требования к учебно-методическим пособиям. Во второй главе происходит непосредственный анализ разрабатываемого объекта, строятся функциональные модели, структурные схемы. Третья глава посвящена технико-экономическому обоснованию и расчету стоимости разработки, а также влиянию разработки на экологию окружающей среды. В заключении подводятся итоги исследования, проектирования и разработки, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме, вносятся предложения по дополнению и изменению проекта учебно-методического пособия.

Реализованное в виде веб-сайта учебное пособие упрощает доступ к информации, т.к. для работы с материалом дисциплины минимально необходимым является наличие на компьютере пользователя средства обозревания веб-страниц – браузера. Преподаватели могут выступать в роли администратора учебного пособия, поддерживая тексты лекций и практических работ в актуальном состоянии, а также вести учет результатов прохождения учащимися тестовых заданий. Таким образом, средством улучшения качества обучения дисциплины «Методология и технология проектирования информационных систем» в Башкирском государственном педагогическом университете им. М. Акмуллы является учебно-методическое пособие.

1.2 Понятие учебно-методических пособий и их роль в учебном процессе

В современном мире наблюдается повсеместное распространение информационных технологий, происходит проникновение средств вычислительной техники во все сферы общества, в том числе и в образовательную среду. Сегодня практически невозможно представить современный учебный процесс без использования компьютерной техники. Активно разрабатываются новые инструментальные средства для сопровождения учебных курсов, повсеместно внедряются информационные системы, электронные лабораторные практикумы, тестирующие и контролирующие системы. Таким образом, компьютерные коммуникации формируют новое пространство информационной культуры, открывают новые методы и средства обучения[7].

Кроме того, постоянно увеличивается спрос на высококвалифицированных специалистов, ежегодно появляются новые профессии, растут требования к качеству подготовки. Научно-технический прогресс требует постоянного развития и повышения существующей квалификации. В связи с этим весьма актуальна проблема повышения эффективности образования. Применение в образовательном процессе прогрессивных методик обучения, предполагающих использование компьютерных технологий, позволит решить эту задачу[5]. Одной из форм улучшения качества обучения являются электронные учебно-методические пособия.

Существует несколько традиционных определений электронного учебно-методического пособия. Рассмотрим некоторые из определений.

1. Электронное учебное пособие – это учебное издание, которое содержит систематически изложенную учебную дисциплину либо ее раздел, и соответствует государственному образовательному стандарту и учебной программе, а также утверждено в качестве данного вида издания.

2. Электронное учебное пособие – это электронный учебник, частично или полностью заменяющий или дополняющий печатное издание и утвержденный официально в качестве средства обучения.

3. Электронное учебное пособие – это совокупность графической, речевой, текстовой, цифровой, музыкальной, фото-, видео- и другой информации, а также пользовательской документации.

4. Электронное учебное пособие – это текстовая информация, представленная в электронной форме и имеющая разветвленную систему связей, которая дает возможность мгновенного перехода между фрагментами в соответствии с существующей иерархией.

Таким образом, можно сделать вывод, что учебно-методическое пособие (УМП) представляет собой программное педагогическое средство, являющееся комплексом информационных, методических, и программных компонентов и предназначенное для предоставления новой информации, дополнения печатных изданий, тестирования полученных знаний и умений обучаемого. Электронные пособия служат для индивидуального и индивидуализированного обучения[47].

Электронные учебники облегчают понимание изучаемого материала за счет мультимедийных способов подачи материала. Давно была обнаружена зависимость между методом восприятия информации и последующей способностью ее восстановления. Если материал звуковой, человек запоминает около четверти полученной информации, визуальный – около трети. При комбинированном воздействии запоминание увеличивается до половины, а если в процессе обучения человек вовлекается в активные действия, то усвоение материала повышается до семидесяти процентов[42]. Методы обучения, которые используются в электронных учебных пособиях, реализуют данную возможность за счет интерактивного взаимодействия между обучаемым и компьютером.

Важным условием повышения эффективности образования является практическая, теоретическая и психологическая подготовка студентов к самостоятельной работе[28]. От преподавателей высших учебных заведений требуется умение прививать методы самостоятельной работы путем создания учебной культуры, что позволит будущему специалисту легко адаптироваться к постоянному профессиональному росту в течение всего времени трудовой деятельности. Решение этих задач требует постоянного улучшения учебного процесса, в частности, становления самостоятельной работы студентов на научную основу.

На смену модели обучения, реализующейся в настоящее время, необходимо вынести новую модель, основанную на следующих положениях: учащийся – в основе технологии обучения; суть технологии – развитие способностей к самообразованию. Однако для того, чтобы создать учебный курс недостаточно просто перевести учебные материалы в компьютерную форму. Необходимо провести глубокий анализ целей обучения, изучить дидактические возможности новых технологий, требования к конкретным дисциплинам[15].

В связи с этим электронные обучающие средства должны обеспечивать возможность:

– реализовать индивидуализированный подход к учащемуся и дифференцировать процесс обучения;

– обеспечить самоконтроль учащегося в учебно-познавательной деятельности;

– прививать умение принимать рациональные решения;

– визуально демонстрировать учебную информацию;

– повысить интерес к процессу изучения нового материала;

– передать познавательную культуру.

Электронное учебно-методическое пособие – наиболее часто встречающаяся форма представления нового материала. ЭУМП включает в себя одновременно как текстовую информацию, так и практические задания, лабораторные работы, тестовую часть, т.е. это и программное обеспечение для предоставления знаний и средство контроля над усвоением информации, что позволяет активно использовать электронные учебники для самостоятельной работы студентов[46].

Электронные учебно-методические пособия призваны решать следующие педагогические задачи:

– начальное знакомство с предметом, освоение его основных конструкций и понятий;

– базовая подготовка многоуровневой глубины и детальности;

– развитие способностей к определенному виду деятельности;

– развить способность к восстановлению знаний и умений.

Важным достоинством ЭУМП является то, что они могут быть использованы на разных уровнях образования: в среднеобразовательных школах, гимназиях и колледжах, университетах и институтах, а также для повышения квалификации.

1.3 Создание учебно-методического пособия

1.3.1 Цели создания учебно-методического пособия

Основными целями создания УМП являются:

– улучшение качества образовательного процесса путем внедрения мультимедийных средств подачи информации;

– повышение конкурентоспособности учащихся на рынке труда за счет прививания способности к самообучению и самоконтролю;

– сокращение расходов на покупку традиционных бумажных учебников.

1.3.2 Этапы создания учебно-методического пособия

Разработка электронного учебного пособия должна основываться на двух компонентах: обработанном методически содержимом и информационных технологиях, с помощью которых создается учебник.

При подборе теоретического материала необходимо опираться на существующую программу дисциплины. При изучении предмета происходит изучение новых понятий на основе ранее изученных, переход от простых определений к сложным объектам. Обучение начинается с постановки цели – изучаемой темы. Электронный учебник должен предоставить учащемуся все знания по этой теме.

Технологии создания электронных учебных пособий включают следующие этапы:

– Постановка целей и задач разработки;

– Разработка архитектуры ЭУП;

– Разработка тематического содержания;

– Подготовка материала ЭУ;

– Создание ЭУП;

– Тестирование;

– Подготовка руководства для пользователей;

– Внедрение;

– Эксплуатация;

– Вывод из эксплуатации.

1.3.3 Основные компоненты учебно-методических пособий

Электронное учебно-методическое пособие состоит из различных модулей, каждый из которых создает целостное представление об определенных тематических областях. Обучающийся может выбрать индивидуальный вариант обучения: изучение полного курса дисциплины либо изучение конкретных тем.

Каждый модуль состоит из следующих элементов:

 название темы;

 цели уроков;

 методики определения порядка изучения тем модуля;

 используемый учебный материал;

 учебные вопросы и их нормативная трудоемкость;

 упражнения и тесты для самостоятельной проверки, а также ссылки на верные ответы, чтобы студенты могли проверять свое понимание учебных материалов и управлять своим обучением самостоятельно;

 упражнения и тесты для контроля итоговых результатов.

Учебно-методическое пособие состоит из компонентов, имеющих смысловые связи между собой[21]. Отношения между этими частями обеспечивают целостность учебного пособия. Можно выделить следующие основные компоненты электронного пособия:

 Смысловые компоненты (лекционный и теоретический материал, практические и лабораторные работы, тестовые задания и вопросы для самоконтроля)

 Компоненты мультимедиа (видео-, звуковое сопровождение, графическая информация, анимация)

 Сервисные услуги (поиск по тексту, гипертекстовые переходы)

 Интерфейс (многоуровневое меню, система окон)

 Сетевые ресурсы (использование возможностей web-технологий).

Курс рассчитывается на определённый срок изучения. В соответствии с программой дисциплины и методическими указаниями составляется индивидуальный план обучения. Затем начинается этап изучения теоретической информации.

Выбрав пункт содержания, необходимо ознакомиться со структурной схемой параграфа, определить каждую структурную единицу и выявить связи между ними. Если для изучения структурных единиц требуются знания из предыдущего параграфа, необходимо его повторить. В конце каждого параграфа имеются вопросы для самоконтроля, а в конце каждой главы – тест по пройденным темам.

Применение гипертекста в обучающих системах позволяет знакомиться с изучаемым материалом с помощью просмотра ряда взаимосвязанных по смыслу информационных фрагментов[15]. В отличие от линейного текста, применяемого в других подходах, не нужно искать нужную информацию в поиске, ознакомление с материалом осуществляется последовательно, за счет разбиения текста на фрагменты и установление между ними связей. Пользователь согласно своим целям сам выбирает путь изучения теоретической информации, переходя от изучаемой в данный момент темы к любой из нескольких взаимосвязанных с ней тем. Очевидно, что ЭУМП обладают большей гибкостью по сравнению с традиционными учебниками.

1.3.4 Требования к учебно-методическим пособиям

Разработка электронных учебных пособий невозможна без формирования и соблюдения комплекса требований к качеству УМП. Для создания наиболее эффективных средств обучения необходимо чтобы процесс создания электронных учебников отвечал целой системе психологических, педагогических, технологических, эстетических и функциональных требований.

Выделяют следующие технико-технологические требования:

– Функционирование УМП на различных операционных системах и платформах;

– Использование современных мультимедийных средств;

– Надежность и устойчивая работоспособность;

– Устойчивость от дефектов;

– Наличие защитных средств от несанкционированного воздействия;

– Эффективное использование ресурсов;

Рекомендуется создавать электронные учебные пособия, рассчитанные на типовые программно-аппаратные платформы и информационные технологии, наиболее распространенные среди потенциальных пользователей создаваемого средства обучения. Компоненты электронного пособия должны обладать согласованными требованиями к операционной системе и программному обеспечению вычислительной системы[39]. Выбор оптимальных конфигураций вычислительных систем для функционирования информационной системы должен быть обоснованным.

Телекоммуникационные возможности УМП должны реализовываться на основе стандартных средств: электронной почты, браузера, сетевых функций операционных систем. Рекомендуется обеспечивать работоспособность электронного учебного пособия в различных условиях, определяемых в зависимости от использования разных телекоммуникационных технологий (работа в локальной сети, либо доступ через сеть Интернет).

Требования к ресурсоемкости и производительности должны быть обоснованными и соответствующими обеспечиваемым ими характеристикам. Электронное учебное пособие должно обеспечивать оптимальный режим работы. В таблице 1 приведены основные параметры предельного времени выполнения операций, определяющих темп взаимодействия обучаемого и УМП.