CC BY
14
ДИСТАНЦИОННОЕ
Шауцукова Лейла Залим-Гериевна Тезадов Султанбек Мухарбекович
ВИРТУАЛЬНАЯ ШКОЛА: ИНТЕРНЕТ-УЧЕБНИК ПО БАЗОВОМУ КУРСУ ИНФОРМАТИКИ
Согласно нашей концепции, Интернет-учебник - это обучающая компьютерная телекоммуникационная среда, которая продолжает обычный бумажный учебник, предоставляя учащимся уникальные дидактические возможности Всемирной Паутины. Обучение с использованием новейших средств телекоммуникационных технологий, в том числе мультимедийных, несет в себе огромные возможности для систем школьного, вузовского образования и для системы повышения квалификации.
Несмотря на то, что в настоящий момент число поключенных к Интернет общеобразовательных учебных заведений относительно невелико, отчетливо проявляется тенденция переориентации учебного и образовательного процесса на активное применение сетевых технологий. Возникает задача создания учебного Интернет-материала как для школьников, так и для учителей. Тем более, что все ресурсы, разработанные для Интернет, могут быть использованы и на автономных компьютерах.
В статье рассматривается расширенная Интернет-версия школьного учебника информатики [1, 2], ранее представленного в пятом номере журнала за 1998 г.
Интернет-учебник представляет собой базовый курс основ информатики, однако полнота и глубина изложения отдельных тем, таких, как «Общие принципы организации и работы компьютеров», «Арифметические основы компьютеров», «Логические основы компьютеров», «Алгоритмизация. Алгоритмические языки» и отчасти других, вполне достаточна для изучения предмета по углубленной программе.
Разработка предназначена, главным образом, ученикам средних школ, студентам вузов непрофильных специальностей и учителям информатики. Учебник также будет хорошим подспорьем лицам, желающим постичь основы информатики са-
Ем £у Й*« ГйшаВИ 1и£М. ЦН|| ИИ
ил ^ -с!г J
Л 1 .. и; 0<Ш1№чп«цМ1>р1 ■
ИНФОРМАТИКА^ Твурин (С И из швнинш и |
Пгисн . Е:-.с рхмЗи^тгта?.
Г| I С£ч±ж ■ 1.41 5—к з -гр ~в ->г.-ш 1И11 н раЬепв нсжьтря, Гичм Э. Ьп-Эл|:-1К1Ш11
Г||«Ь-« А|.-Н-^ЫНТНЧШ.ТОН -Г-ГН-ИЛI КЕЧПЪ+ПЧрМ.
Г|Д— 3. ЛьЧ 11+П.ИК ШМОНЫ ¡■■-'Н ■ 1 К/ ГС |АД
Ггп— г-. Г_|.ч"- яш»щ №э?г41Ш1 ичпистщмчг. Пгит «*. Ха ■ ■ 1йн. Ал I пи I с яшгч. /и ■ иртш«.-»« Гггм— Ё. Тчя+згогня ГКО I-'Иэсн рих-в-нч змгвч Е П Пгчм Й. Цпкншш гкга н кш ты жш.
□ииттк-а-
Сл-.Ч > I КМ С-ПИ? ^ ТЕШ ■• I кча.
Я ■ *г ■ | а ■•->.-'. ■ ь Д СГ -1Г №Р Ии1.1-' ■* | ■ -■ I | - '.сур | -ДЧ-+ЦГК* Т.
Рисунок 1. Окно оглавления части «ТЕОРИЯ»
Рисунок 2. Типичный дизайн разделов части «ТЕОРИЯ
мостоятельно. Большое количество специально подобранных и подробно разобранных задач и упражнений позволяет использовать учебник для подготовки к школьным выпускным экзаменам и вступительным экзаменам в ВУЗы.
Интернет-учебник может быть использован в учебном процессе как с помощью компьютеров, подключенных к Интернет, так и на автономных компьютерах.
Для удобства пользователей сайт выполнен в формате, максимально приближенном к книжному. В структуре сайта отсутствуют фреймы и образы, требующие больших объемов памяти, а также продвинутых быстродействующих моделей компьютеров и модемов. Учтены ограничения, накладываемые на разработки в области образования имеющимся в стране машинным парком и техническими возможностями связи.
Содержание сайта, представленное на титульном листе, насчитывает не-
сколько десятков разделов. Однако, благодаря рациональному применению в структуре сайта полос прокрутки, якорей и вспомогательного программного обеспечения можно из любого раздела быстро возвратиться на основную страницу, равно как и осуществить прямой вход из «Содержания» в любой раздел.
В функциональном отношении в структуре сайта можно выделить три части: информационную, демонстрационную и практическую.
Информационная часть представляет все наполнение бумажного издания [2], исполненное в виде гипертекста. Для изучения этой части не требуется какое-либо специальное программное обеспечение, кроме обычных браузеров. Рекомендуются операционные системы Windows 95/ 98/NT 4.0 и браузеры Internet Explorer 5.x, Netscape Navigator 4.xx или Opera 4.0.
Демонстрационная часть сосредоточена в разделе «Практика алгоритмизации и программирования» и включает в
Рисунок 3. Пример оформления учебника
Рисунок 4. Описание настроек
себя большое количество программного материала, загружаемого после несложных, однократно произведенных настроек, прямо из браузера в одну из двух сред программирования: Borland Turbo Pascal и Microsoft Quick Basic.
После загрузки выбранной демонстрационной программы в среду программирования пользователю предоставляется полная свобода по ознакомлению с этой программой в работе. Для работы с демонстрационной частью необходима ОС Windows и хотя бы одна из сред программирования Turbo Pascal или Quick Basic.
Практическая часть включает в себя задачи и упражнения теоретического раздела, а также более двухсот задач Практикума по алгоритмизации и программированию.
Учебник расположен на сервере Института Продуктивного Обучения Российской Академии Образования по адресу http:// www.ipo.spb.ru/book/ informatika, а также на
карского государственного университета по адресу http://www.kbsu.ru/~book и доступен для свободного использования.
Конструктивно сайт состоит из двух частей: «ТЕОРИЯ» и «ПРАКТИКА».
В части «ТЕОРИЯ» даются основные теоретические аспекты информатики, такие как общие принципы организации и работы компьютеров, их классификация, арифметические и логические основы; программное обеспечение; алгоритмы, алгоритмические языки, технология подготовки и решения задач на компьютере и т.д. Весь материал организован в виде ответов на общие вопросы, вынесенные в заголовки. Для каждого раздела даются вопросы для самоконтроля, задачи и упражнения для самостоятельного решения с ответами, указаниями, частичными решениями и образцами выполнения. Вся информация представлена в красочном и удобном для восприятия исполнении с большим количеством иллюстраций.
сервере Кабардино-Бал-
Рисунок 5. Организация раздела «"Упражнениях
Рисунок 6. Содержание одной из глав части «ПРАКТИКА
Часть «ПРАКТИКА» тематически разбита на восемь разделов, охватывающих обработку числовой, текстовой и графической информации. В начале каждого раздела приводятся демонстрационные примеры, призванные быть образцами для подражания при решении задач раздела.
В демонстрационных примерах отражены все этапы процесса разработки и использования программы:
■ определение требований к задаче, разработка системы тестов;
■ проектирование алгоритма методами восходящего и нисходящего проектирования;
■ реализация и сборка отдельных подпрограмм с применением тех же подходов, что и при проектировании;
■ отладка и тестирование;
■ анализ результатов и документирование.
Для придания демонстрационному материалу большей универсальности все задачи реализованы в четырех наиболее популярных в школьном образовании средах: на школьном
алгоритмическом языке, на языке блок-схем и на языках Turbo Pascal и Quick Basic.
В программах использованы мнемонические имена переменных, строго соблюдены рекомендации структурного программирования по взаимному расположению операторов (сдвиги групп операторов вложенных блоков в условных операторах и операторах цикла, соответствие слов begin и end и т.д.). Для большей наглядности выполнено структурное раскрашивание подпрограмм и вызывающих их операторов в контрастные цвета.
В конце каждого раздела практикума приводятся по 30-40 задач для самостоятельного решения, структурированных по степени сложности.
В обеих частях Интернет-учебника можно найти различный справочный материал: программу базового курса «Информатика» общеобразовательных школ, словарь основных понятий и терминов, краткое описание библиотек языка Turbo
Рисунок 7. Типичный дизайн разделов части «ПРАКТИКА»
Рисунок 8. Организация раздела «Задачи для самостоя тельного решения»
Pascal, команды его интегрированной среды и т.д.
Интернет-версия учебника имеет два главных отличия от бумажной (кроме улучшенного оформления и использования гипертекстовых ссылок):
1) Браузер пользователя интегрирован со средами программирования Turbo Pascal и Quick Basic. Суть интеграции -обеспечение возможности односторонней передачи информации от браузера к интегрированной среде разработки, что позволяет пользователю не ограничиваться просмотром статичных текстов программ, а полноценно работать с программой в интегрированной среде. Для запуска выбранной среды программирования достаточно щелкнуть по соответствующей кнопке: «Turbo Pascal» или «Quick Basic».
В результате этого демонстрационная программа загрузится в среду программирования. Пользователю останется лишь запустить программу на испол-
нение. Этот же механизм используется и на этапе самостоятельного решения задач.
2) Каждая задача для самостоятельного решения снабжена «шаблоном» решения. Шаблон представляет собой «каркас» будущей программы с готовыми тестовыми данными. Пользователю предоставляется возможность расширить шаблон до готовой программы и затем проверить ее работоспособность.
Педагогическая практика свидетельствует о том, что в ходе начального обучения программированию школьники и студенты сталкиваются, как правило, со следующими проблемами:
■ неправильное или не вполне правильное понимание условия задачи;
■ неспособность выявить особые случаи и аномалии;
■ неумение сформировать структуры данных задачи;
■ плохое знание синтаксиса языка программирования и т.д.
Рисунок 9. Организация запуска сред программирования
Рисунок 10. Загрузка файла демонстрационной Pascal-прогроммы
Недостаточно осведомленные о необходимости доказательства правильности программы, они удовлетворяются любыми полученными результатами, не обязательно правильными. В лучшем случае правильность программы проверяется на одном-двух простых тестах, характерных для нормальных условий функционирования программы и зачастую сформированных спонтанным образом. О необходимости предварительного (до программирования!) целенаправленного и систематизированного тестирования с получением эталонных результатов по каждому из тестов начинающие программисты обычно не задумываются, а их преподаватели не всегда обращают на это должное внимание. К тому же, эффективное проектирование тестовых наборов данных - задача сама по себе достаточно сложная, требующая определенных навыков и опыта. В связи с этим мы на-
товые наборы более чем 200 разнообразных типовых задач для самостоятельного решения принесут пользователям сайта определенную пользу.
В качестве дополнительных возможностей, получаемых в результате интеграции браузера со средами программирования, можно отметить возможность использования встроенной справочной системы среды программирования.
Пользователь может также применять весь комплекс отладочного инструментария сред программирования, позволяющего лучше улавливать логику программ: выполнение последовательности команд по шагам с целью проверки правильности выбора действий в ветвлениях, числа выполнений операторов в циклах и др., просмотр промежуточных значений переменных в окне Watches, использование условных точек останова и т.д.
Несколько слов о технологии создания сайта. В процессе разработки HTML-файлов были написаны вспомогательные
деемся, что размещенные в Интернет-учебнике тес-
!-■■■■ - llsT^bi I- iti^,- он Рисунок 11. Шаблон задачи для самостоятельного решения
РуШоп-скрипты, оптимизирующие рутинные задачи, при выполнении которых вручную требуются большие трудозатраты и велика вероятность трудноуловимых ошибок - разбиение полнотекстных глав на отдельные файлы параграфов с навигационными панелями и ссылками, преобразование обычных типографских ссылок на литературу в гиперссылки и многое другое. Вызов из браузера сред программирования с односторонней передачей информации реализован с помощью механизма М1МЕ-типов.
Сайт находится на стадии бета-тестирования. Авторы заранее выражают искреннюю признательность всем коллегам, которые пришлют на shau@kbsu.ru или запишут в «Книгу отзывов» сайта свои замечания и рекомендации.
Рисунок 12. Вызов справки среды программирования QBasic
fi-ij. а.-.... ■ I*/ |и ■__м ■ ■ ■ у* | ■ ■ .■ - ||-:i >-ьд т чь?^ ■ I
Рисунок 13. Работа со встроенным отладчиком Turbo Pascal
Литература.
1. Шауцукова Л.З. Информатика. Учебник для 7-11 классов. Нальчик: Эль-Фа, 1997 г.
2. Шауцукова Л.З. Информатика. Учебник для 10-11 классов. М.: Просвещение, 2000 г.
