Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса

Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Мая 2013 в 18:54, дипломная работа

Описание работы

В своей дипломной работе я рассмотрел одну из сторон процесса информатизации общества и образования – создание и использование на практике одной из форм обучения с использованием средств новых информационных технологий (НИТ) – электронного учебника. В ней исследуются возможности средств новых информационных технологий, условия, необходимые для их успешного использования, рассматривается и анализируется прикладное программное обеспечение необходимое для создания и дальнейшего использования электронных учебников. Кроме этого, описываются все этапы создания подобных электронных приложений с учетом специфики конкретного учебного предмета (математики).

Содержание

Введение............................................................................................................3
Глава I: Информационные технологии в обществе и образовании................6
Информатизация общества: современные реалии......................................6
Аспекты применения СНИТ в образовании................................................9
Типология педагогических программных средств....................................14
Необходимые условия успешного применения ППС................................18
Глава II: Этапы создания электронного учебника.........................................22
Порядок разработки обучающих мультимедиа систем.............................22
Принципы изложения материала...............................................................32
LinkWay.......................................................................................................37
Action...........................................................................................................40
ToolBook......................................................................................................42
Delphi...........................................................................................................46
Реализованные и потенциальные возможности учебника........................51
Глава III: Содержание электронного учебника.............................................54
Главы электронного учебника....................................................................54
Теоретический материал электронного учебника.....................................56
Контрольные вопросы.................................................................................67
Практические задания.................................................................................69
Заключение......................................................................................................72
Приложение.....................................................................................................75
Список использованной литературы..............................

Работа содержит 1 файл

Разработка электронного учебника по математике.docx

— 113.88 Кб (Скачать)

– построение оболочки ОС или пакетов прикладных программ;

5. LinkWay позволяет осуществить дифференцированный подход к каждому обучаемому и моделировать достаточно широкий круг процессов. С помощью LinkWay можно реализовывать различные виды движения: демонстрация раскрывания лепестков цветка, изменение длин сторон треугольника в процессе изменения его углов, показ полета облаков на небе, показ различных регионов на карте разным цветом, изменение цвета заходящего на горизонте солнца или колебания маятника. Также присутствует возможность воспроизведения звуков и музыки.

Основным понятием системы LinkWay является фолдер – базовое рабочее пространство создаваемого в LinkWay приложения. Фолдеры можно соединять, линковать и т.д. Фолдеры делятся на страницы – экраны с содержащейся на них информацией. В каждом фолдере содержится базовая страница с общей информацией для всех страниц. Остальные страницы нумеруются по порядку. При визуализации страницы на экране монитора изображение текущей страницы накладывается на базовую страницу. Таким образом, элементы, общие для всех страниц, можно вынести на базовую страницу, и они автоматически будут присутствовать на всех страницах фолдера. Информация, которую содержат в себе страницы, представлена в форме объектов. Различают следующие типы объектов:

– картинка (graphics) – графическое изображение, занимающее прямоугольный участок экрана. Использование объектов этого типа позволяет сделать разрабатываемую программу более живой и привлекательной. Для задания этого объекта нужно указать место и размер окна, и полное имя файла с графическим изображением.

– текстовое поле (field) – прямоугольная область экрана, содержащая информацию в текстовом виде. При создании объекта типа текст необходимо задать количество символов в строке, количество строк в тексте, шрифт и цвет символов.

– кнопка (button) – объект, так же занимающий участок страницы, но в отличие от первых двух типов объектов, может не иметь визуального представления. Это позволяет создавать на странице невидимые кнопки. Кнопки могут также накладываться на картинки и тексты. Если кнопки не имеют собственных графических образов, то изображение объекта не измениться.

При наложении объектов разных типов они проявляются  или экранируют друг друга. Текстовые  поля и кнопки являются прозрачными  объектами. С их помощью можно  организовывать работу с информацией  в гипертекстовом режиме. Объекты  в LinkWay могут иметь имена: это полезно когда планируется реакция различных объектов на действия пользователя – можно вызывать объект по его имени.

В LinkWay имеется также набор графических примитивов: линий, ломаных, прямоугольников и т.д., которые можно использовать при оформлении программы.

6. К недостаткам данной авторской системы можно отнести следующие:

– ориентированность  системы на ОС MS-DOS;

– крайне ограниченный набор объектов и визуальных эффектов;

– бедная палитра  цветов и графика низкого разрешения;

– отсутствие стандартного интерфейса;

– невозможность  добавления новых элементов к  уже существующим;

– отсутствие поддержки  TrueType шрифтов, как следствие, крайне маленький выбор стиля шрифта и его размера;

– невозможность  создания исполнимых модулей, которые  могли бы работать независимо от наличия  самой системы LinkWay.

Action

1. Название: Action 2.5.

2. Разработчик: Asymetrix company

3. Операционная  система: Windows’95.

4. Назначение:

– создание презентаций  различной тематики;

– подготовка демонстрационных и рекламных клипов;

– разработка обучающих  и контролирующих программ;

5. Action объектно-ориентированная среда, позволяющая соединять в одном продукте практически все объекты мультимедиа технологии. Как и в LinkWay, в Action есть возможность вставлять в программу статический текст, графические изображения, управляющие объекты – кнопки. Помимо этого добавлена возможность представления звука как объекта: им можно управлять точно также как и другими объектами, появился и новый тип объекта – анимационный. Это дало возможность резко увеличить эффективность создаваемых приложений, так как анимационные вставки оказывают на пользователя гораздо более выраженное воздействие, нежели просто статичная картинка или текст.

Одним из качественных изменений стало появление в  Action системы реального времени. Если в LinkWay содержимое страницы представляло собой раз и на всегда застывшее скопление объектов, то в Action, объекты «живут» практически полноценной жизнью: появляются в какой-то момент времени, существуют определенное время, и также исчезают с экрана, когда приходит их время. Такой подход к созданию приложений позволяет придать им большей гибкости и динамизма. Благодаря ему стало возможным контролировать время ответа студента, длину музыкального фрагмента, скорость появления изображения. Временная шкала (Timeline) позволяет легко контролировать и редактировать все временные характеристики объектов, наглядно представляя их в виде цветных полос различной длины.

По сравнению  с LinkWay упрощена структура создаваемого приложения. Отсутствуют такие понятия как фолдер и базовая страница – вместо них используется понятие сцены – экран, существующий определенное время и содержащий различные объекты, каждый из которых также имеет свои временные рамки. Сцены могут сменять друг друга как последовательно, так и в заранее заданном порядке. Длина сцены может варьироваться в пределах от десятых долей секунды до нескольких часов, причем существует возможность зацикливать какой-то отрезок времени, что заставит сцену выполняться бесконечно, пока не будет получен сигнал или ответ от пользователя.

Благодаря тому, что  система Action разработана для использования под Windows, она обладает достаточно развитыми средствами для обработки графических изображений: добавлена поддержка графических режимов высокого разрешения, импорт графических файлов с расширениями .DIB, .BMP, .WMF, .PAL. Расширен набор звуковых форматов: добавлена возможность воспроизведения наборов команд MIDI и проигрывание компакт-дисков в формате CD Audio. Это позволяет более качественно озвучить создаваемую программу, что вплотную приближает ее к стандарту мультимедиа.

Немаловажным моментом является наличие в среде Action довольно большого набора различных визуальных эффектов: это украшает разработанный проект, придает ему дополнительную привлекательность, и повышает общее качество продукта.

Большим прогрессом на пути объектно-ориентированного программирования стало появление у объектов собственных  свойств. Задавая различные свойства объектам одного типа можно получить два совершенно не похожих элемента. Благодаря этому дизайн и интерфейс  создаваемых приложений поднялся на качественно новую ступень. Появилась  возможность создавать дружественные  и интуитивно-понятные интерфейсы. Это является большим плюсом среды  Action.

6. К минусам можно  отнести следующее:

– сильно увеличившаяся  система всевозможных меню;

– ограничение цветовой гаммы 256-ю цветами;

– не предусмотрена  возможность ввода информации пользователем;

– отсутствие средств  расширения существующих возможностей;

– невозможность  создания исполнимых модулей, которые  могли бы работать независимо от наличия  самой среды Action.

– наличие в рассматриваемой  версии (Action 2.5) небольших программных огрех.

ToolBook

1. Название: Multimedia ToolBook.

2. Разработчик: Asymetrix company.

3. Операционная  система: Windows’95

4. Назначение:

– создание диалоговых сопровождений;

– реализация интерактивного обучения;

– разработка документов представленных в нескольких средах (гиперсреда);

– программирование баз данных и баз знаний;

5. Система ToolBook является еще более разветвленной, гибкой и мощной средой разработки приложений по сравнению с Action. Помимо возможностей, существующих в Action, в ToolBook добавлено множество новых возможностей, благодаря которым эта среда может с успехом применяться для создания профессиональных мультимедиа-приложений. Здесь на более качественном уровне разработана поддержка графических режимов, звукового и музыкального сопровождения, видеоданных в различных форматах. Используя систему Multimedia ToolBook можно добиваться нестандартных графических и цветовых решений, благо палитра в 16,7 миллионов цветов и поддержка SVGA–режимов позволяет воплотить на экране любую фантазию. Стандартный набор поддерживаемых звуковых и музыкальных форматов WAVE и MIDI файлов, расширен и теперь позволяет также проигрывать компакт-диски стандарта CD Audio. К новшествам обработки видеоизображения относится возможность использовать в разрабатываемых приложениях помимо стандартных AVI–файлов, видеозапись в форматах MOV и MPQ. Все это служит улучшению внешнего вида приложений, увеличению их функциональности, и, в конечном счете, к общему повышению качества разрабатываемых мультимедиа-приложений.

К очень полезным качествам системы Multimedia ToolBook относится реализованная в ней возможность создавать гипертекстовые приложения. Страницы таких приложений связаны через «горячие» слова и кнопки, что позволяет каждому читателю изучать некоторый предмет в темпе определенном его индивидуальными способностями. Достоинством любого гиперприложения является обеспечиваемый им гибкий информационный доступ. Контекстно-вызываемая информация, использование звука и видеоизображения позволяет гиперсреде расширить возможности информационного воздействия на читателя.

В ранее рассматриваемых  средах и авторских системах существовали объекты того или иного типа, размещая которые на страницы создаваемого приложения можно было получать графические  или текстовые кадры. По сравнению  с ними система Multimedia ToolBook шагнула далеко вперед. В ней появилось понятие визуальной компоненты – стандартного объекта Windows’95 имеющего визуальное представление, набор изменяющихся свойств и способного воспринимать и реагировать на события, как внутренние, так и на события исходящие от пользователя. На самом деле это революционный шаг.

Как следствие, в  среде Multimedia ToolBook присутствуют палитры компонент и обработчик событий. Первое понятие представляет собой панель, содержащую графическую интерпретацию компонент. Теперь даже не обязательно знать название каждой компоненты и искать ее название в длинных меню – достаточно выбрать ее изображение на палитре компонент и точно такая же появится у Вас на странице приложения. Такой подход является преобладающим в Multimedia ToolBook, кроме палитры компонент существуют палитра инструментов, цветовая палитра, графическая и некоторые другие. Обработчик событий представляет собой специфический модуль, в котором разработчик указывает каким образом тот или иной объект на странице будет реагировать на то или иное событие: исчезать или появляться, менять цвет или положение на экране, просто закрывать программу. Как уже было сказано, все это позволяет идейно обогатить создаваемые учебные и мультимедиа-приложения.

К новым возможностям относится также и возможность  создания прототипа будущего проекта. Прототип может быть простой оболочкой, которая приближенно отвечает идее проекта, или программным продуктом. Проектирование с использованием прототипов позволяет тестировать продукты на более ранних стадиях.

В системе Multimedia ToolBook присутствует встроенный язык описания сценариев OpenScript. Он необходим для интерпретации системой действий пользователя. На нем описываются возможные действия приложения, реакция на происходящие события. Кроме этого предусмотрено использование библиотек динамической компоновки (технология DLL) и стандарта DDE, который реализует коммуникационный протокол Windows’95 и обеспечивает интеграцию нескольких приложений. Это позволяет вызывать из написанных пользователем приложений любую другую программу, поддерживающую данный протокол, будь то Word, Excel или универсальный проигрыватель, обеспечивая тем самым интегрированность разрабатываемых приложений.

6. При наличие большого числа плюсов и новых возможностей трудно выделить недостатки продукта, которые в небольшом количестве, но все же присутствуют в Multimedia ToolBook:

– сравнительно небольшой  набор визуальных компонент –  чуть более десяти (в Delphi для сравнения их почти полторы сотни);

– неоправданно большое  количество всевозможных меню, затрудняющих на первых порах работу с системой;

– псевдообъектно-ориентированность среды Multimedia ToolBook, при которой объекты присутствуют, но не поддерживаются основные концепции объектно-ориентированного программирования;

Delphi

1. Название: Delphi 3.0.

2. Разработчик: Borland International company.

3. Операционная  система: Windows’95.

4. Назначение:

– разработка многооконных пользовательских приложений;

– создание многофункциональных  систем общего назначения;

– проектирование баз данных любой сложности и  средств управления БД;

– разработка систем обработки текстовой, графической, видеоинформации и звука;

– создание графической  операционной оболочки;

– написание прикладных программ и библиотек динамической компоновки;

– создание одно- и  многопользовательских интерфейсов;

– разработка сетевых  приложений;

– разработка мультимедийных приложений и средств разработки мультимедийных приложений;

– написание программ с использованием средств Internet;

и многое другое.

5. Сравнивая Delphi с вышеописанными системами LinkWay, Action, Multimedia ToolBook я признаю, что такое сравнение не совсем правомерно. Дело в том, что вышеперечисленные системы являются авторскими, то есть созданы для людей, незнакомых глубоко с программированием на каком бы то не было языке, и разрабатывающих при этом работоспособные приложения. С Delphi ситуация несколько иная: это – система программирования, базирующаяся на языке программирования (Object Pascal), имеющая свой редактор, компилятор и отладчик. Написание приложения на Delphi сводится к компоновке на экране объектов, имеющих определенную графическую интерпретацию, и подключению строк кода, как и в программе на любом другом языке. Другими словами, Delphi просто реализует визуальную концепцию программирования. Поэтому этот сравнительный анализ и кажется мне не совсем правомерным.

Однако вместе с  тем, система Delphi предназначена для тех же целей (или может использоваться в тех же целях) что программирования и рассмотренные авторские системы. Назначение и визуальная концепция программирования – то, что объединяет такие среды как LinkWay, Action, Multimedia ToolBook с Delphi. Именно на этих основаниях я попытался построить свой анализ.

Итак, Delphi – это не просто редактор и компилятор. Это могучая среда разработки, значительно облегчающая участь разработчика приложений.

Информация о работе Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса