Интерфейс и содержание электронного учебного пособия, и его апробация

ИНТЕРФЕЙС И СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ, И ЕГО АПРОБАЦИЯ

1. Интерфейс электронного учебного пособия

Электронный учебник буде разработан с помощью программы: InDesign. Данное электронное учебное пособие – это файл *. pdf файл, состоящий из страниц, созданный при помощи свободно распространяемой программы Adobe InDesign CC 2019. Файл «Механик_курс_лекций.pdf» представлен на рисунке 1.

Рис.3.1. Файл «Механик_курс_лекций.pdf»

Титульная страница электронного учебного пособия «Механик_курс_лекций» представлена на рисунке 2.

Рис.3.2. Титульная страница электронного учебного пособия

Для изучения материала необходимо на титульной странице нажать кнопку «Содержание» и откроется оглавление с активными гиперссылками представлено на рисунке 3.

Рис.3.3. Оглавление электронного учебного пособия

Каждый пункт оглавления представляет собой часть теоретического материала и является обучающим курсом для последующего входного, текущего и итогового контроля.

Теоретическая часть играет очень важную роль в электронном учебном пособии, ее можно легко структурировать для более продуктивного обучения, к тому же при необходимости материал можно без особых усилий менять, дополнять иллюстрациями, графиками, gif-элементами, сопровождать видеорядом. Необходимо максимально проработать данный раздел учебного пособия, для того, чтобы обучающийся получил как можно больше знаний, чтобы ему было интересно изучать дисциплину «Методика решения задач по физике в высшей школе». При высокой заинтересованности обучающегося соответственно повышается его успеваемость и уровень знаний по данной дисциплине.

1. Описание электронного учебного пособия

Пособие состоит из следующих тем:

Тема 1. Кинематика материальной точки (рисунок 3.4). В этой главе перечислены: определения и понятия, способы задания (описания) движения в кинематике, обратная задача кинематики, принцип относительности и преобразования координат, релятивистские эффекты.

Для того, чтобы данный учебный материал был понятен в этом разделе имеется рисунки с пояснениями (рисунок 3.5), а так же после изучения данной темы, и для того, чтобы в дальнейшем обучающийся мог выполнить лабораторную работу, ему необходимо будет ответить на контрольные вопросы и пройти тест (рисунок 3.6), все навигационные элементы (управляющие кнопки), выполнены в удобной форме, а названия кнопок отображено шрифтом оптимального размера.

Рис.3.4. Представление Темы 1 в учебном пособии

Рис.3.5. График положения тела в пространстве в момент времени

Рис.3.6 Ссылка на тест в конце лекции

После нажатия кнопки «Тестирование» открывается новое окно (рисунок 3.7), в котором необходимо указать адрес электронной почты, также в каждом вопросе указано максимальное количество баллов, которое обучающийся может получить при правильном ответе на вопрос.

Рис.3.7. Окно тестирования с выбором ответа

Тема 2. Динамика материальной точки. В этой главе перечислены: определения и понятия, силы в механике, закон динамики материальной точки, уравнения движения системы материальных точек, закон сохранения импульса, реактивное движение, уравнение Мещерского, формула Циолковского.

Тема 3. Механическая энергия. В этой главе описаны такие темы: работа, мощность, кинетическая и потенциальная энергия, закон сохранения энергии в механике, связь потенциальной энергии с силой поля и столкновение.

Тема 4. Динамика твердого тела. В этой главе описаны такие темы: виды движения твердого тела, уравнение моментов, приведены примеры расчетов моментов инерции, теорема Гюйгенса-Штейнера, тензор инерции, гироскоп, волчок, а также небесная механика.

Тема 5. Гармонические колебания. В этой главе описаны такие темы: гармонический осциллятор, математический маятник, физический маятник, затухающие колебания, вынужденные колебания, резонанс. Также расчет сложения гармонических колебаний.

Тема 6. Механика упругих тел. В этой главе описаны основные определения и понятия, а также раскрыты темы: тензор упругих напряжений, однородная деформация (растяжения, сдвига) деформация кручения.

Тема 7. Механика жидкостей и газов. В этой главе описаны основные определения и понятия, а также раскрыты темы: основные уравнения гидродинамики идеальной жидкости, равновесие плавающих тел в жидкости, кинетическое описание движения жидкости, уравнение Бернулли и его практическое применение, течение вязких жидкостей, вязкость и закон вязкости течения Ньютона, ламинарное, вихревое и турбулентное течение, число Рейнольдса, сопротивление и подъемная сила при обтекании тел.

В каждом разделе интерактивного учебника имеется рисунки с пояснениями, а также после изучения данной темы, и для того, чтобы в дальнейшем обучающийся мог выполнить лабораторную работу, ему необходимо будет ответить на контрольные вопросы и пройти тест, все навигационные элементы (управляющие кнопки), выполнены в удобной форме, а названия кнопок отображено шрифтом оптимального размера. После нажатия кнопки «Тестирование» открывается новое окно, в котором необходимо указать адрес электронной почты, также в каждом вопросе указано максимальное количество баллов, которое обучающийся может получить при правильном ответе на вопрос.

1. Апробация интерактивного учебника в высшей школе

Апробирование разработанного интерактивного учебника проходило в ГОУ ВПО «Донецкий национальный университет» в группе из 12 человек с сентября по декабрь 2021 учебного года.

Исследование связанно с изучением степени обучаемости студентов при использовании интерактивного учебника на занятиях по дисциплине «Методика решения задач в высшей школе». В рамках эксперимента группу поделили на две подгруппы.

В начале эксперимента было проведено тестирование (Приложение А) из 25 вопросов, для определения уровня знаний каждого студента, принимающего участие в эксперименте. Результаты можно пронаблюдать на рисунке 3.8.

Рис. 3.8. Результаты входного контроля

Первая группа (контрольная группа) изучала материал с помощью традиционного обучения. Вторая группа (экспериментальная группа) изучала материал с помощью интерактивного учебника. В конце обучения было проведено итоговое тестирование контрольной и экспериментальной группы.

Анализируя данный эксперимент, мы использовали сравнительный анализ полученных оценок, количество пройденных тем за определенный срок в сравнении с традиционным обучением. Результаты можно пронаблюдать на рисунке 3.9.

Рис. 3.9. Результаты итогового контроля

Внедрение интерактивного учебника позволяет говорить о том, что система обучения на основе применения компьютерных технологий весьма эффективна, удобна для использования в преподавании физики и дает возможность повысить уровень усвоения учебного материала мотивацию у студентов. На занятиях они стали более активно работать, самостоятельно решать задачи.

Данный учебник соответствует требованиям государственного образовательного стандарта по физике и предназначен для высших учебных заведений. К достоинствам учебника можно отнести то, что он написан научным, доступным языком.