Введение 

     Процесс вхождения школы в мировое  образовательное пространство требует  совершенствование. Вторая половина ХХ века стала периодом перехода к информационным обществам. Лавинообразный рост объёмов  информации в ХХI веке, принял характер информационного взрыва во всех сферах человеческой деятельности.

     Информационный  взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Особый интерес представляют вопросы, связанные с автоматизацией обучения, поскольку «ручные методы»  без использования технических  средств давно исчерпали свои возможности. Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение компьютеров, то есть использование  машинного времени для обучения и обработки результатов контрольного опроса знаний учащихся. Всё большее  использование компьютеров позволяет  автоматизировать, а тем самым  упростить ту сложную процедуру, которую используют и учителя  при создании методических пособий. Тем самым, представление различного рода «электронных учебников», методических пособий на компьютере имеет ряд  важных преимуществ. Во-первых, это  автоматизация как самого процесса создания таковых, так и хранения данных в любой необходимой форме. Во-вторых, это работа с практически  неограниченным объёмом данных. Создание компьютерных технологий в обучении соседствует с изданием учебных  пособий новой генерации, отвечающих потребностям личности обучаемого. Учебные издания новой генерации призваны обеспечить единство учебного процесса и современных, инновационных научных исследований, т.е. целесообразность использования новых информационных технологий в учебном процессе и, в частности, различного рода так называемых «электронных учебников». Эффект от применения средств компьютерной техники в обучении может быть достигнут лишь тогда, когда специалист предметной области не ограничивается в средствах представлениях информации, коммуникаций и работы с базами данных и знаний.

     Актуальность  темы. Перспективным представляется соединение возможностей мультимедиа с идеями проблемного обучения, с элементами критического мышления разработка с помощью мультимедиа проблемных ситуаций различных типов.  Конструктивной является задача алгоритмизации и автоматизации процесса составления проблемных заданий средствами компьютера, с применением мультимедийных учебников на основе формализации некоторых элементов этого процесса. Актуальной стала проблема определения наиболее эффективной с точки зрения обучения комбинации многорецепторных средств наглядности, которая имеется в арсенале мультимедийных учебников.

     Объектом являются методические основы использования мультимедийных учебников в образовании, в частности в географии.

     Предметом исследования являются мультимедийные учебники по географии.

     Целью работы изучить факторы, определяющие преимущества и перспективы использования мультимедийных учебников по географии.

     Задачи:

• изучить отличительные особенности использования мультимедийных учебников как средства обучения;
• провести анализ некоторых мультимедийных учебников.

     Методы  исследования: исторический, системный, описательный, моделирование, сравнительный, социологический, метод информационных технологий.

     Практическая  значимость состоит в возможности использования учителями электронных мультимедийных учебников на уроках географии. 
 
 

Глава 1. Особенности электронных мультимедийных учебников 

     1.1. Структурная организация мультимедийного учебника

     Мультимедийный учебник - это учебник, при создании которого используется компьютерная технология МУЛЬТИМЕДИА, то есть технологии передачи цвета, звука, графики и т.д. в любой комбинации. Это определение не противоречит терминам “обучающая программа” и “электронный учебник, хотя последний, строго говоря, может и не быть мультимедийными (то есть в этом учебнике может быть использована только технология обработки текста).

     На  этом этапе целесообразно вернуться  к понятию электронного учебника (ЭУ) или мультимедийного учебника (МУ), сравнить ЭУ с обычным текстовым учебником (ОУ). Использование компьютера для воспроизведения на экране монитора текста и цветных иллюстраций, полностью копирующих ОУ, не дает права полученному продукту называться ЭУ, это всего лишь электронная форма ОУ, которую значительно тяжелее читать на экране. ОУ может предстать перед нами и в письменной (рукописной) форме и не изменить своей сущности и в то же время будет более удобен для чтения по сравнению с электронной формой. Повторим, нельзя называть ЭУ любой продукт образовательного характера только из-за того что он может быть использован исключительно с помощью компьютера. Воспроизведение или использование такого продукта с помощью средств информатики является необходимым, но не достаточным условием. Кстати, обратим внимание, что воспроизведение больших объемов текста и простых иллюстраций возможно с помощью телевидения - в телетексте, а частичное воспроизведение текстов, размещенных во Всемирной паутине (у нас часто пишут "в Интернете") - с помощью мобильных телефонов.

     Целесообразно в понятие ЭУ (МУ) вкладывать несколько  иной смысл. ЭУ (МУ)  называется продукт образовательного характера, который может быть воспроизведен (использован) только с помощью средств информатики (в том числе и компьютера), соответствующий утвержденной программе обучения или программе, разработанной автором для предложенного курса, и имеющий принципиально новые черты по сравнению с ОУ. К таковым обычно относят свойства мультимедийности, виртуальной реальности, высокой степени интерактивности, использование "педагогических агентов влияния", настройки на личностные характеристики обучаемого и т.д. Вместо слов "соответствующий утвержденной программе обучения", может быть, даже лучше использовать "обеспечивающий непрерывность и полноту дидактического процесса обучения", по определению Л.Х. Зайнутдиновой.

     Начиная с 1998 г., появилось много работ, в которых рассматриваются проблемы разработки ЭУ, несколько меньше - использование ЭУ в учебном процессе. До сих пор основными создателями ЭУ являются программистские коллективы, для которых важно заявить о себе в качестве разработчиков мультимедийных и пр. продуктов. Они вовсе не задумываются о том, как можно использовать разработанный продукт в учебном процессе. Им кажется, что они вложили в продукт все, что могли: ЭУ богато иллюстрирован, есть гипертекст, гипермедиа, индексы, разнообразные средства навигации и т.д. Удивляет только одно: разработанный продукт почему-то не используется ни учителями, ни школьниками. Хорошо бы понять, почему это происходит.

     Электронный учебник и образовательный процесс. Конечно, новые электронные продукты (да и, вообще, возможности новых  информационных технологий) с трудом вписываются в узкое русло  существующей классно-урочной системы, к тому же есть ряд других проблем. К сожалению, разработкой и использованием новых форм обучения занимается не так много специалистов, хотя о  проблемном подходе, методе проектов, креативном обучении и пр. многие уже не раз слышали. Приходится констатировать, что разрабатываемые программистскими коллективами ЭУ часто не вписываются и в новые формы обучения, поскольку программисты знакомы с ними только понаслышке. Получается противоречие: новейшие (по технологиям) продукты разрабатываются программистами, знающими на собственном опыте только старые формы обучения и пытающимися приспособить разрабатываемый электронный продукт именно к этой устаревшей форме. Нечто подобное уже было в Советском Союзе, когда новейшие станки использовались для изготовления вышедших из строя деталей от устаревших дореволюционных станков.

     Большинство разработчиков, так называемых ЭУ предлагает уже готовый продукт и не может одновременно предложить эффективный способ использования этого продукта, поскольку не владеют основами психолого-педагогических знаний. Такой продукт может быть очень симпатичным, содержать всякие программистские "прибамбасы" типа изоморфинга, крутящихся 3D-моделей или мигающих флэш-изображений, но быть абсолютно непригодным к использованию в школе или ВУЗе.

     Что делать, или программирование "сверху-вниз". Программистам, знакомым с весьма популярным методом проектирования "сверху-вниз", а также коллективам, ведущим разработки ЭУ, хотелось бы дать, в соответствии с этим методом, следующую рекомендацию. Представьте, что ЭУ, который вы хотите создать, уже разработан. Напишите, как вы (или ваши знакомые преподаватели) рекомендуете его использовать в учебном процессе в классе. Что должен сделать преподаватель, что будут делать студенты, как эта деятельность хотя бы приблизительно будет связана с учебной программой и количеством часов, отводимых на изучение данной темы, смогут ли студенты успешно работать с клавиатурой или мышкой при использовании данного интерфейса, какой начальный уровень знаний (не только по предмету, но и по использованию средств информатики) необходим для изучения данного раздела, сколько необходимо иметь компьютеров в классе для успешного изучения темы, что будет, если за одним компьютером будут сидеть два, три, а то и четыре студента, как изменится эффективность и качество обучения.

     Если  продукт разрабатывается не для  классно-урочной системы, предложите метод обучения, дайте рекомендацию педагогу в связи с его новой  ролью (тьютора, наставника или консультанта и т.д.), опять же ответьте на большую часть вопросов из предыдущего абзаца... Только убедившись, что вы в состоянии дать необходимые разъяснения и рекомендации, что разрабатываемый продукт улучшит качество обучения, повысит "производительность труда студента или преподавателя", приступайте к разработке ЭУ.

     Приходится  констатировать, что разработчики не задают себе этих вопросов. В большинстве  фирм их даже некому сформулировать, так  как в их составе преобладают  менеджеры и тестировщики, а представители педагогической формы деятельности практически полностью отсутствуют. Конечно, не только на них экономят фирмы, но именно сейчас, в связи с последними государственными программами информатизации образования, резко возрастает рынок мультимедийных образовательных продуктов, и отсутствие педагогов среди разработчиков приводит к отрицательным экономическим результатам для этих фирм. Предложение начинает не соответствовать спросу.

     Для понимания некоторых новых возможностей ЭУ попробуем привести примеры, когда  использование обычных учебников  неэффективно.

     I. Представим себе, что мы должны  дать подробное представление  о большом лекционно-демонстрационном  или лабораторном зале. В этом  случае нужно описать форму  зала, высоту потолков, мебель, которая  там находится, оборудование, состав  аудитории, одежду находящихся  в зале, расположение светильников  и т.д. Известно, что в художественной  литературе такие описания пейзажа,  внутреннего убранства домов  занимают достаточно много места,  и требуется несколько минут,  чтобы прочитать соответствующий  текст-описание и представить это помещение или пейзаж. В то же время обычному человеку, который войдет в такой зал или выйдет на высокий берег реки, достаточно десяти-двадцати секунд, чтобы оглядеться вокруг и получить достаточно полное представление о помещении или пейзаже.

     ЭУ  должен предоставлять аналогичные (близкие к реальности) возможности. В нем, например, можно использовать на порядок больше иллюстраций, чем в обычном учебнике, фрагменты видеофильмов, а можно использовать панорамы виртуальной реальности, с помощью которых на экране компьютера можно получить полное представление об окружающей обстановке, в том числе и об источниках звука, рассмотреть подробнее определенные предметы и даже прочитать их описание или прослушать (продолжая их рассматривание) эту же информацию.

     Этот  способ представления информации может  быть широко использован в учебных  дисциплинах, в которых присутствует описательная информация: география, история, в определенной степени - литература, представление различных экспериментальных  установок (физика и химия).

     Таким образом, электронный учебник должен, сохраняя все возможности обычных  учебников, обладать принципиально  новыми, по сравнению с ними, качествами, включающими элементы гипермедиа и  виртуальной реальности, обеспечивающими  высокий уровень наглядности, иллюстративности и высокой степени интерактивности, обеспечивать новые формы структурированного представления больших объемов  информации и знаний, возможности  эффективного поиска требуемой информации (в том числе используя "дерево знаний", индексы, различные способы  навигации и т.д.).  

     1.2. Требования предъявляемые к мультимедийному учебнику 

     Мультимедийный учебник выполняется в электронном (цифровом) формате, допускающем гиперссылки, графику, речь диктора, интерактивные издания, мультимедийные эффекты. Включение в учебник элементов анимации и компьютерных игр усиливает его интеративность и привлекательность.

     Простыми  в изготовлении и эксплуатации являются учебники, выполненные в формате  html основном формате сети Интернет. Другой вариант, который встречается чаще, - размещение учебника на компакт-дисках. Гипертекстовая структура учебника позволяет осуществлять индивидуальную траекторию обучения.

     На  рынке компьютерных продуктов с  каждым годом возрастает число обучающих  программ, электронных учебников  и т.п. Одновременно не утихают споры  о том, каким должен быть "электронный  учебник", какие функции "вменяются  ему в обязанность". Традиционное построение ЭУ: предъявление учебного материала, практика, тестирование. См. Приложение

     В настоящее время к учебникам  предъявляются следующие требования:

     1. Информация по выбранному курсу  должна быть хорошо структурирована  и представлять собою законченные  фрагменты курса с ограниченным  числом новых понятий.

     2. Каждый фрагмент, наряду с текстом,  должен представлять информацию  в аудио- или видеоряде ("живые  лекции").

     3. Текстовая информация может дублировать  некоторую часть живых лекций.

     4. На иллюстрациях, представляющих  сложные модели или устройства, должна быть мгновенная подсказка,  появляющаяся или исчезающая  синхронно с движением курсора  по отдельным элементам иллюстрации  (карты, плана, схемы, чертежа  сборки изделия, пульта управления  объектом и т.д.).

     5. Текстовая часть должна сопровождаться  многочисленными перекрестными  ссылками, позволяющими сократить  время поиска необходимой информации, а также мощным поисковым центром.  Перспективным элементом может быть подключение специализированного толкового словаря по данной предметной области.

     6. Наличие аудиоинформации, которая  во многих случаях является  основной и порой незаменимой  содержательной частью учебника.

       Режимы работы электронного учебника. Можно выделить 3 основных режима работы ЭУ:

     1.  обучение без проверки;

     2.  обучение с проверкой, при котором  в конце каждой главы (параграфа)  обучаемому предлагается ответить на несколько вопросов, позволяющих определить степень усвоения материала;

     3.   тестовый контроль, предназначенный  для итогового контроля знаний  с выставлением оценки.

     Идеальная модель мультимедийного учебника должна обладать следующими параметрами:

• наличие в учебном материале научно достоверной и педагогически обоснованной информационной системы понятий, законов, теорий и других образовательных элементов по изучаемому курсу. Развитая система поиска. Функции контроля, рефлексии и оценки учебной деятельности;
• удовлетворение гигиеническим требованиям, направленным на сохранение зрения, предупреждение переутомления школьников. Учёт возрастных особенностей, познавательных возможностей, различной интеллектуальной подготовки учеников;
• соответствие материала стандартам соответствующей образовательной области, возможность сочетания  с «бумажными» учебниками и другими средствами обучения;
• интеративность и личностная ориентация материала. Возможность индивидуальной траектории его изучения. Разделение учебной информации по уровням сложности и способам восприятия (логического, эмоционально-образного);
• наличие учебно-познавательных и творческих заданий, связанных с изучаемым материалом и способствующих развитию критического мышления, аналитического отношения к рассматриваемым объектам и проблемам. Возможность создания учениками  образовательной продукции при работе с материалом и её сохранения на жёстком диске компьютера;
• живая эмоциональная форма преподавания информации, связанной с изучаемой темой. Преобладание зрительного ряда над речевым и музыкальным, наличие взаимосвязанного потока информации, подаваемого порциями в понятной и логической последовательности для учеников темпе. Возможность выбора учеником темпа и ритма деятельности, объёма изучаемого материала;
• дружественный и интуитивно понятный интерфейс программы. Применение стандартных меню и кнопок на панелях инструментов. Использованием возможностей современной компьютерной техники для организации интерактивной работы обучающегося с пособием, возможность связи с обновляемыми Интернет-ресурсами.

Глава 2. Методика работы с  мультимедийными учебниками по географии

     2.1. Особенности работы с мультимедийными учебниками 

     В процессе обучения географии выделяют три основные формы работы с мультимедийными, электронными  учебниками (МЭУ):

• непосредственное применение  МЭУ в процессе изучения новых тем на уроках;
• применение  МЭУ для контроля знаний учащихся на уроках;
• применение  МЭУ для организации самостоятельной работы учащихся как на самом уроке, так и вне школьных занятий;
• применение  МЭУ для обеспечения познавательного досуга.

     Рассмотрим  более подробно непосредственное применение  мультимедийных, электронных учебников в учебном процессе на уроках географии, т.к. данная форма в современных условиях является наиболее актуальной по ряду причин, в частности, 1) информационные и коммуникационные технологии стали неотъемлемой частью жизни современного человека, оттеснив книгу и учебник, которые, к сожалению, в повседневной жизни перестали быть главными источниками знаний; 2) в последнее время отмечается падение интереса учащихся к изучению дисциплин естественнонаучного цикла, в том числе и к географии, которое объясняется применением довольно старых наглядных пособий, однообразным использованием учебников, таблиц, схем. И это печально, поскольку именно география дает знания о Земле как о природном теле, она формирует правильное восприятие окружающего мира и играет значительную роль в формировании личности в целом.

     В современных условиях перед учителями-географами стоит основная,   на наш взгляд, довольно интересная задача: повысить интерес учащихся к изучению своего предмета через активизацию познавательной деятельности на уроке. А это возможно лишь тогда, когда учитель грамотно строит преподавание, используя новые  информационные технологии. Только в  этом случае знания будут преподносится ученикам не в готовом виде, а приобретаться ими в ходе творческой, направленной и мотивированной деятельности за счет использования МЭУ на различных стадиях учебного процесса. Подобный подход, как известно, формирует у молодого поколения особый вид культуры – компьютерной.

     Используются  в школе следующие мультимедиа-курсы  электронных  учебников:

1. «Начальный курс географии. 6 класс»;
2. «Наш дом – Земля. 7 класс»;
3. «География России: природа и население. 8 класс»;
4. «География России: хозяйство и регионы. 9 класс»;
5. «Экономическая и социальная география мира. 10 класс»;
6. «География Мурманской области».

     Каждый  мультимедиа-учебник состоит из 4 разделов:

• учебный материал,
• тесты,
• практика,
• справочник.

     «Учебный  материал» используется на этапе  изучения нового материала и этапе  актуализации знаний. Материалы разделов «Тесты» и «Практика» - на этапах повторения, закрепления, проверки домашнего  задания.

     Такая форма использования компьютера в нашей школе: один компьютер  на класс, когда изображение выводится  на экран телевизора, не позволяет  использовать материалы разделов «Тесты»  и «Практика», так как необходимо, чтобы каждый ученик сидел за персональным компьютером. Поэтому в основном используем возможности раздела: «Учебный материал», чаще всего видео и анимацию.

     Возможности электронного учебника помогают наглядно показать причинно-следственные связи, доступно и понятно объяснить  сложные для понимания темы. Например, «Принципы размещения металлургического  комбината». Предлагаю вашему вниманию объяснение, которое дает электронный  учебник (демонстрация видеофрагмента).

     2. Однако, таких видеофрагментов в  электронных учебниках очень  мало. Перечисленные учебники предлагают  материал фрагментарно. В основном, в них статические заставки  и звук (голос диктора). Поэтому  возникает необходимость в создании  собственных «учебников», в форме  презентаций. Для подготовки используем программу Power Point, с помощью которой можно создать слайды для показа: диаграмм, рисунков, схем, фотографий, текста, видео- и звуковых записей.

     Компьютерные  презентации на основе электронных учебников удобны тем, что их можно использовать как на отдельном этапе урока (например, удобно выводить на экран определения, типовые планы, планы характеристик, описаний, планы практических работ, статистические материалы), даже домашнее задание.

     Презентации можно использовать и в течение  всего урока (например, при изучении новой темы, когда учебного материала  нет в учебнике – «География Мурманской области») – создала 5 тематических презентаций, фрагменты из которых  сегодня демонстрирую. Презентации  удобны тем, что при их подготовке можно отобрать материал именно тот, который нужен для конкретного  урока, разместить его в нужной последовательности.

     Мультимедиа-технологии позволяют построить презентацию  так, что необходимая информация появится в нужный момент, тогда  когда это нужно учителю. Таким  образом, данная технология значительно  экономит время на уроке, поддерживает дисциплину (учащиеся не переспрашивают – все видно на экране), активизирует учащихся, формирует интерес к  предмету, способствует развитию коммуникативных  умений и навыков (дети учатся общаться на материале предмета), то есть повышает эффективность образовательного процесса, делает его более современным.

     На  уроке закрепления я использую программы – контролеры, которые позволяют осуществлять контроль усвоения изученного материала на уроках географии. Преимущество данных программ заключается в том, что ученик, совершив ошибку или выполнив работу на «2», может снова вернуться к заданию, В этом случае школьник работает в темпе, соответствующем его природным задаткам. Он не боится отстать от других одноклассников или ответить хуже их, потому что в данном случае процесс соревнования отсутствует. Такую возможность дают мультимедийные электронные учебники, цифровые образовательные ресурсы, а также, используя соответствующее программное обеспечение, учитель может их создавать самостоятельно.

     На  уроках-практикумах учащиеся совершенствуют свои умения сопоставлять карты, заполнять  таблицы, работать со статистическими  материалами, делать выводы. Для этих целей предлагаю ребятам дополнительную зрительную и слуховую информацию с мультимедийных носителей или из Интернета.

     Бесспорно, что основным прорывом в последнее  время в педагогической практике географического образования признано внедрение в учебный процесс  мультимедийных картографических пособий по курсу школьной географии. Они предназначены для демонстрации школьных карт на интерактивных досках, а при отсутствии их можно воспользоваться мультимедийным проектором или монитором компьютера. Мультимедийное картографическое пособие представляет собой переведенный в электронный вид печатную карту. Интерактивные карты дают возможность видеть картографическое изображение и управлять ими с помощью панели инструментов, которая позволяет изменять внешний вид карты, комбинировать их с различной информацией, следую логике объяснения. Используя инструментарий интерактивных карт, можно менять их масштаб, увеличивать или уменьшать изображение, перемещать его на экране. Как учитель, так и ученик могут наносить на карту всевозможные условные знаки и рисунки, подписывать названия, сохранять или удалять их. Подобные приемы повышают динамику учебного процесса, вызывая у школьников активное отношение к изучаемому явлению или событию. Мультимедийные карты дополнены иллюстрационными материалами, которые повышают их информативность. Учащиеся могут посмотреть горы, реки, озера и другие географические объекты. Это расширяет их кругозор, развивает мышление. Метод наложения карт позволяет учащимся сопоставлять и анализировать факты, выдвигать гипотезы, доказывать или опровергать их, делать выводы. Интерактивные карты открывают неограниченные возможности одного из основных методических принципов – принципов наглядности.