Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса

7. Выполнить указанные  действия:

а) (2 + 3i) (4 - 5i) + (2 - 3i) (4 + 5i); б) .

8. Найти тригонометрическую  форму комплексного числа:

а) i; б) -2; в) 1 + i; г) .

9. Вычислить:

а) ; б) ; в) .

10. Извлечь корни:

a) ; б) ; в) ; г) ; д) .

11. Упростить:

а) ; б) .

Предложенные задачи студенты решают у себя в тетради, а потом вводят полученные ответы в компьютер. По окончанию редактирования ответов студенты закрывают сеанс  решения практических заданий и система переходит в режим оценки полученных ответов. После анализа выставляется оценка, которая показывается студенту и заносится в ведомость вместе с входными данными студента. Преподаватель, периодически просматривая ведомости (скажем, в конце дня) получает список всех студентов проходивших обучение в этот день и их оценки, может оперативно оценить успешность изложения темы и, если необходимо, принять меры по корректировке учебного процесса.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой дипломной  работе рассматривалась тема разработки электронных обучающих систем на примере электронного учебника по математике. Сейчас, когда идет повсеместное внедрение  средств новых информационных технологий в высшую школу и образовательный  процесс вообще, остро ощущается  нехватка программных средств. Для  усиления эффективности этого процесса необходимо наличие развитого и  многоцелевого программного обеспечения, на основе которого будут строится новые подходы к обучению с применением СНИТ. В этих условиях тема моей дипломной работы, предмет ее исследования представляется очень своевременным. Актуальность этого вопроса продиктована самой ситуацией на рынке программного обеспечения, когда есть люди готовые и стремящиеся внедрять новые программно-методические разработки, новые формы и методы обучения на практике, а несбалансированность российского рынка прикладного обеспечения не позволяет использовать целиком богатый потенциал, заложенный в СНИТ. Поэтому разработку компьютерного учебного пособия по математике, которое могло бы применятся в обучении студентов, считаю своей первостепенной задачей.

В данной дипломной  работе передо мной были поставлены следующие  цели:

– предоставить студентам, изучающим математику эффективное  и легкодоступное средство обучения, которое включало бы в себя теоретический  материал, вопросы и практические задания, и выполняло бы не только обучающую, но и контролирующую и  оценивающую функции;

– провести анализ теоретического материала предлагаемого  к компьютерной реализации с целью  определения его пригодности  к подобной реализации и степень  ее эффективности;

– продолжить, и  в чем то оживить, процесс внедрения средств новых информационных технологий в область преподавания математики, ускорить интеграцию математических и информационных дисциплин;

– предоставить нашему университету полноценное программное  обеспечение, которое сможет применяться  при обучении математике на младших  курсах, и которым смогут пользоваться сотни студентов;

Для достижения поставленных целей и решения предложенной задачи мною, была проделана следующая  работа:

– рассмотрено современная  ситуация в процессе компьютеризации  нашего общества и конкретно процесса образования в высшей школе;

– проведена классификация  существующих на данный момент компьютерных обучающих систем по их назначению и целям применения в образовании;

– выделены основные условия успешного применения средств  НИТ в учебном процессе;

– детально изучена  методика создания компьютерных обучающих  мультимедиа систем, которая была в дальнейшем использована при разработке собственного компьютерного приложения;

– рассмотрены принципы изложения информации с точки  зрения современных теорий психологии и дизайна;

– досконально изучены  наиболее популярные инструментальные средства разработки мультимедиа приложений: IBM LinkWay, Action 2.5, Multimedia ToolBook и среда программирования Borland Delphi 3.0;

– проведен сравнительный  анализ этих инструментальных сред с  целью выявления системы, наиболее отвечающей требованиям, предъявляемым  при разработке учебника;

– проведен анализ теоретического материала предлагаемого  к изучению студентам I курса отделения  «информатика – иностранный язык»  и выбран материал для первоочередной реализации в компьютерном учебнике;

– подобрана система  контрольных вопросов для выявления  уровня усвоения нового материала;

– подобрана система  практических заданий предназначенных  для закрепления изученного материала  и выработке практических умений и навыков в решении подобных заданий;

– разработана система  контекстно-вызываемых пояснений, призванная облегчить обучение студентов;

– разработан и  реализован действующий фрагмент электронного учебника по математике, который может  применяться при обучении студентов;

Практическую ценность своей работы вижу в том, что:

во-первых, мною был  получен богатый опыт разработки обучающих компьютерных систем, в  том числе освоены инструментальные средства разработки подобных систем;

во-вторых, и это  главное, университет получит в  свое распоряжение и сможет использовать в образовательном процессе новое  электронное средство обучения –  компьютерный учебник по математике.

В заключении хочется  выразить свою благодарность моим научным  руководителям Брановскому Юрию Сергеевичу и Рябогину Анатолию Константиновичу за практическую помощь в работе над электронным учебником и дипломным проектом.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А:

ТОЛКОВЫЙ СЛОВАРЬ  СЛОВОСОЧЕТАНИЙ И ВЫРАЖЕНИЙ

База данных (БД) – именованная совокупность данных, которая отображает состояние объектов и их отношений в данной предметной области. БД обеспечивает использование  одних и тех же данных в различных  приложениях, допускает решение  задач планирования, исследования, управления. Функционирование БД обеспечивается системой управления базами данных (СУБД).

База знаний (БЗ) – совокупность систематизированных  основополагающих сведений, относящихся  к определенной области знания, хранящихся в памяти ЭВМ, объем которых необходим  и достаточен для решения заданного  круга теоретических или практических задач. В системе управления БЗ используются методы искусственного интеллекта, специальные  языки описания знаний, интеллектуальный интерфейс.

Видеокомпьютерная система – комплекс оборудования, позволяющий представлять пользователю различные виды воспринимаемой информации (текст, рисованная графика, видеофильм, движущиеся изображения, звук), обеспечивая  ведение интерактивного диалога  пользователя с системой.

Виртуальная реальность (VIRTUAL REALITY) - новая технология неконтактного  информационного взаимодействия, реализующая  с помощью комплексных мультимедиа  – операционных сред иллюзию непосредственного  вхождения и присутствия в  реальном времени в стереоскопически представленном "экранном мире". Базовыми компонентами типичной системы "Виртуальная реальность" являются: перечни или списки с перечислением и описанием объектов, формирующих виртуальный мир, в субсистеме создания и управления объектами виртуального мира; субсистема, распознающая и оценивающая состояние объектов перечней и непрерывно создающая картину "местонахождения" пользователя относительно объектов виртуального мира; головной установочный дисплей (очки – телемониторы), в котором непрерывно представляются изменяющиеся картины "событий" виртуального мира; устройство с ручным управлением, реализованное в виде "информационной перчатки" или "спейс – болл", определяющее направление "перемещения" пользователя относительно объектов виртуального мира; устройство создания и передачи звука.

Инструментальное  программное средство (ИПС) - программное  средство, предназначенное для конструирования  программных средств (систем) учебного назначения, подготовки или генерирования  учебно – методических и организационных материалов, создания графических или музыкальных включений, сервисных "надстроек" программы. Наполнение ИПС предметным содержанием позволяет создавать различные типы ПС учебного назначения или ПС "смешанного" назначения. В монографии рассматриваются ИПС прикладного назначения: инструментальные системы, предназначенные для разработки автоматизированных систем контролирующего, консультирующего, тренингового назначения, позволяющие свести к минимуму "бумажное" предъявление учебного материала, заменяя его "экранным"; авторские программные системы, предназначенные для конструирования программных средств (систем) учебного назначения; системы компьютерного моделирования (демонстрационного, имитационного); программные среды со встроенными элементами технологии обучения, включающие как предметную среду, так и элементы педагогической технологии для ее изучения; инструментальные программные средства, обеспечивающие осуществление операций по систематизации учебной информации на основе использования системы обработки данных; экспертные системы учебного назначения как средство представления знаний, предназначенные для организации диалога между пользователем и системой, способной по требованию пользователя представить ход рассуждения при решении той или иной учебной задачи в виде, приемлемом для обучаемого. Наполнение ИПС предметным содержанием позволяет создавать различные типы ПС учебного назначения или ПС "смешанного" назначения, объединяющие в себе функциональное назначение различных типов.

Интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с  программной (программно – аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов); при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы.

Информатизация  образования – процесс обеспечения  сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого – педагогических целей обучения, воспитания. Этот процесс инициирует, во – первых, совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно – педагогической информации, информационно – методических материалов, а также коммуникационных сетей; во – вторых, совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества; в – третьих, создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно – учебную, экспериментально – исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации; в – четвертых, создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня знаний обучаемых.

Информатизация  общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит  в том, что доминирующим видом  деятельности в сфере общественного  производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных  средств микропроцессорной и  вычислительной техники, а также  разнообразных средств информационного  обмена.

Информационно –  предметная среда со встроенными  элементами технологии обучения - совокупность условий, способствующих возникновению  и развитию процессов: активного  информационного взаимодействия между  преподавателем, обучаемым (обучаемыми) и СНИТ, ориентированного на выполнение разнообразных видов самостоятельной  деятельности с объектами предметной среды, в том числе информационно  – учебной, экспериментально – исследовательской  деятельности, и осуществляемого  оперированием компонентами CCO; функционирования организационных структур педагогического  воздействия в рамках определенной технологии обучения. Информационно – предметная среда со встроенными элементами технологии обучения включает средства и технологии сбора, накопления, хранения, обработки, передачи учебной информации; средства представления и извлечения знаний; компоненты системы средств обучения, обеспечивая их взаимосвязь и функционирование организационных структур педагогического воздействия.

Информационно-учебная  деятельность – это деятельность, основанная на информационном взаимодействии между обучаемым (обучаемыми), преподавателем и средствами новых информационных технологий, направленная на достижение учебных целей. При этом предполагается выполнение следующих видов деятельности: регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, передача достаточно больших объемов информации, представленной в различной форме; интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с программной (программно – аппаратной) системой, характеризующееся реализацией более развитых средств ведения диалога при обеспечении возможности выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы; управление реальными объектами; управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих; автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Искусственный интеллект (ИИ) – искусственная (программная  реализация) система, имитирующая решение  человеком достаточно сложных задач  в процессе его деятельности. Искусственный  интеллект – направление современных  научных исследований, сопровождающих и обуславливающих создание самих  систем ИИ, разработанных на базе электронно – вычислительной, микропроцессорной техники и предназначенных для восприятия, обработки, хранения информации, а также формирования решений по целесообразному поведению в ситуациях, моделирующих состояния различных систем (например, природы, общества).

Компьютерная визуализация учебной информации: компьютерная визуализация изучаемого объекта - наглядное представление  на экране ЭВМ объекта, его составных  частей или их моделей, а при необходимости  во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей; компьютерная визуализация изучаемого процесса –  наглядное представление на экране ЭВМ данного процесса или его  модели, в том числе скрытого в  реальном мире, а при необходимости  – в развитии, во временном и  пространственном движении, представление  графической интерпретации исследуемой  закономерности изучаемого процесса. Требование обеспечения компьютерной визуализации учебной информации, предъявляемой  ППС, предполагает реализацию возможностей современных средств визуализации объектов, процессов, явлений (как реальных, так и "виртуальных"), а также  их моделей, представление их в динамике развития, во временном и пространственном движении, с сохранением возможности  диалогового общения с программой.