Внедрение компьютерной техники в сферу образования

ВВЕДЕНИЕ

Внедрение компьютерной техники в сферу образования  привело к его информатизации, заключающееся в использовании  информационных технологий в процессе обучения с целью его оптимизации  и активизации учебно-познавательной деятельности студентов. В качестве среды, обеспечивающей методически правильную подготовку и выдачу студенту учебного материала и решающей задачу управления познавательной активностью обучаемых, выступают учебные электронные издания, к которым осносятся электронные учебники,программы-тренажеры.

Целью данного дипломного проекта  является создание программы-тренажера  по русскому языку. Актуальность создания подобной программы определена необходимостью мотивации студентов и стимулирования процесса усвоения учебного материала, практического применения знаний для формирования умений и навыков, контроль и самоконтроль результатов обучения.

Основная задача программы-тренажера на этапе получения новых знаний заключается в привлечении зрительной и слуховой памяти, с целью максимального облегчения понимания и запоминания наиболее существенных понятий и примеров.

Данная программа-тренажер поможет сформировать процессы самообучения. С этой целью в ней задается не только система упражнений и задач, но и демонстрируется образец их выполнения, для возможности проверять, корректировать свои действия.

Таким образом, программа-тренажер обладает принципиально новыми качествами по сравнению с традиционным учебником, объединяя в себе компьютерные и педагогические технологии. Непосредственное взаимодействие с данной программой позволит сформировать умения и навыки работы с компьютерными технологиями, развивая информационную культуру.

 

1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание и анализ  предметной области

Электронное издание - это  совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео, фото и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе - магнитном, оптическом (CD-ROM, DVD, CD-R, CD-I, CD+ и др.), а также опубликовано в сети Интернет.

Учебное электронное  издание должно содержать систематизированный  материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивать творческое и активное овладение студентами и учащимися знаниями, умениями и  навыками в этой области. Учебник должен отличаться высоким уровнем исполнения и художественного оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, качеством технического исполнения, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения.[3]

Следует отметить, что в среде по способу хранения информации электронные учебники можно разделить на два вида, в зависимости от задач, стоящих перед разработчиком (преподавателем):

1) "Автономный" - учебник, который после редактирования, сохранен в виде исполняемого файла с расширением "exe". В один файл будут сохранены страницы учебника, структура, изображения, объекты, стили и т.д. На практике это означает следующее - учебник можно копировать на любые магнитные носители информации для самостоятельного ознакомления с его содержимым;

2) "Корпоративный"- учебник, который можно разместить на тест-сервере, для работы с ним внутри локальной сети образовательного учреждения. Также по способу взаимодействия с пользователем учебник может быть двух типов:

1) "Стандартный" - учебник, который содержит только образовательный материал;

2) "Расширенный" - учебник, который имеет тесную взаимосвязь с тестовыми заданиями и позволяет после изучения учебного материала проверить уровень знаний через автономный модуль "тестирование".[1]

Таким образом разрабатываемая  программа-тренажер по способу хранения информации относится к автономным и расширенным учебникам. Для работы учебников данного типа наличия на компьютере конечного пользователя каких либо программных средств, кроме операционной системы не нужно.

   1.2 Обзор используемых элементов языка и среды программирования

В качестве визуальной среды  разработки была использована среда Borland Delphi 7.0, который использует язык программирования Object Pascal.

Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий:

• высокопроизводительный компилятор в машинный код;
• объектно-ориентированная модель компонент;
• визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;
• масштабируемые средства для построения баз данных.

Ниже перечислены основные составные части Delphi:

• дизайнер форм (Form Designer);
• окно редактора исходного текста (Editor Window);
• палитра компонент (Component Palette);
• инспектор объектов (Object Inspector);
• справочник (On-line help).

Есть, конечно, и другие важные составляющие Delphi, вроде линейки инструментов, системного меню и многие другие, нужные для точной настройки программы и среды программирования. 

Программисты на Delphi проводят большинство времени переключаясь между Дизайнером Форм и Окном Редактора Исходного Текста (которое для краткости называют Редактор). Дизайнер Форм показан на рисунке 1.1, окно Редактора - на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 - Дизайнер Форм

Рисунок 1.2 - Редактор кода

Дизайнер Форм в Delphi интуитивно понятен и прост в использовании. Дизайнер Форм первоначально состоит из одного пустого окна, которое пользователь заполняет всевозможными объектами, выбранными на Палитре Компонент.Несмотря на всю важность Дизайнера Форм, местом, где программисты проводят основное время, является Редактор. Логика является движущей силой программы и Редактор - то место, где программист ее “кодирует”.

Палитра Компонент позволяет  выбрать нужные объекты для размещения их на Дизайнере Форм. Для использования  Палитры Компонент необходимо щелкнуть мышкой на один из объектов, и потом второй раз - на Дизайнере Форм. Выбранный объект появится на проектируемом окне и им можно манипулировать с помощью мыши.Палитра Компонент использует постраничную группировку объектов. Внизу Палитры находится набор закладок - Standard, Additional, Dialogs и т.д. Если щелкнуть мышью на одну из закладок, то можно перейти на следующую страницу Палитры Компонент. Принцип разбиения на страницы широко используется в среде программирования Delphi.

Рисунок 1.3 - Палитра Компонент

Слева от Дизайнера Форм можно видеть Инспектор Объектов (рисунок 1.4). Информация в Инспекторе Объектов меняется в зависимости от объекта, выбранного на форме. Каждый компонент является настоящим объектом и можно менять его вид и поведение с помощью Инспектора Объектов. Инспектор Объектов состоит из  двух страниц, каждую из которых можно использовать для определения поведения данного компонента. Первая страница - это список свойств, вторая - список событий. Если нужно изменить что-нибудь, связанное с определенным компонентом, то делают это в Инспекторе Объектов. К примеру, можно изменить имя и размер компонента TLabel изменяя свойства Caption, Left, Top, Height, и Width.

 

Рисунок 1.4 - Инспектор Объектов

Последняя важная часть  среды Delphi - Справочник (on-line help). Для доступа к этому инструменту нужно просто выбрать в системном меню пункт Help и затем Contents. На экране появится Справочник, показанный на рисунке 1.5

Рисунок 1.5 - Справочник.

Справочник является контекстно-зависимым; при нажатии клавиши F1, можно получить подсказку, соответствующую текущей ситуации. Например, находясь в Инспекторе Объектов, можно выберать какое-нибудь свойство и нажать F1 - выйдет справка о назначении данного свойства. В лингвистической концепции языка Object Pascal пропагандируется системный подход программирования, выражающийся, в частности, в расчленение крупных проблем на меньшие по сложности и размеру задачи, которые легче поддаются решению. Основные принципы языка Object Pascal приведены ниже.

Структурное программирование. Суть его заключается в оформлении последовательностей команд как замкнутых функций или процедур и в объединении данных, связанных по смыслу, в сложные структуры данных. Благодаря этому повышается наглядность текста и упрощается его отладка. Проектирование сверху вниз. Программист разбивает свою задачу на несколько более простых, после чего каждая из задач решается по отдельности. Затем компонуются результаты проектирования простых задач, и решается задача проектирования в целом.[8]

Наряду с достоинствами  необходимо указать на один, однако, весьма существенный недостаток языка Object Pascal – слабые возможности языка  для обеспечения математических вычислений. В частности, в языке  по непонятным причинам полностью отсутствуют  средства работы с комплексными числами. Между тем математический комплексный анализ является важнейшей составной частью исследований, которые нередко необходимо проводить в ряде расчетов, например в области механики твердого тела, или механики жидкости и газа. Особенно часто эти расчеты необходимы при изучении динамического качества машин и механизмов, в частности при изучении их динамической устойчивости к внешним возмущениям. Среди большого разнообразия средств программирования есть только один язык, который позволяет выполнять любые математические операции, включая обработку комплексных чисел. Это язык программирования Fortran. Однако он также имеет свои недостатки. Например, он не может быть использован при работе с базами данных, при создании удобных интерфейсов, экранных и печатных форм и многое другое. В этом смысле Fortran отстал от требований, предъявляемых к современному программному продукту, что снижает привлекательность этого, несомненно, нужного языка в сравнении с Object Pascal, тем более Delphi.

Рассмотрим структуру составления программы в Object Pascal. Это:

• раздел объявлений и соглашений;
• раздел текстов процедур и функций;
• раздел основного блока.

Ниже показана структура Object Pascal - программ.

Раздел объявлений и соглашений

Program {Заголовок программы}

{$ ...} {Глобальные директивы компилятора}

Uses {Подключаемые библиотеки}

Label {Подраздел объявления меток}

Const {Подраздел объявления глобальных констант}

Type {Подраздел объявления глобальных типов}

Var {Подраздел объявления глобальных переменных}

Раздел текстов процедур и функций

Procedure (Function) {Заголовок процедуры (функции)}

Label {Подраздел объявления меток}

Const {Подраздел объявления локальных констант}

Type {Подраздел объявления локальных типов}

Var {Подраздел объявления локальных переменных}

Begin {Основной блок процедуры или функции}

end;

Раздел основного блока  программы

BEGIN {Основной блок программы}

END.

В разделе объявлений и соглашений программы программист  сообщает компилятору, какими идентификаторами он обозначает данные (константы и данные), а также определяет собственные типы данных, которые он в дальнейшем намеревается использовать. В разделе глобальные директивы программы компилятору можно дать указания, определяющие режимы его работы при трансляции последующей программы. Оператор Uses играет важную роль в подключении к тексту программы системных модулей из библиотек. Следом за строкой, содержащей оператор Uses, следуют строки объявляющие:

- метки (Label) - описание  меток вводит совокупность идентификаторов  и/или целых чисел, предназначенных для организации последовательности вычислений;

- константы (Const) - определение констант  задаёт в программе идентификаторы, являющиеся синонимами некоторых  значений; 
- определённые пользователем типы данных (Type) - определение типов предназначено для задания конкретных множеств значений;

- переменные (Var) - в этом разделе  происходит определение глобальных  переменных, переменная обозначается  идентификатором и каждой переменной  присваивается тип.

Процедура и функция - термины, применяемые в языке программирования Object Pascal для обозначения специальным образом оформленной последовательности команд (подпрограмм). Доступ к такой подпрограмме может быть осуществлён из любого места основного блока программы, а также из любой процедуры или функции, описание которых следует ниже. Внутри процедуры или функции можно объявить локальные метки, константы, типы данных и переменные. Локально объявленные переменные доступны только внутри той процедуры или функции, где они объявлены, а вне её считаются недействительными.

Основной блок программы  состоит из последовательности операторов, причём работа программы начинается с первого оператора основного  блока программы. Тело программы  ограничено операторами BEGIN и END. После  оператора END ставится точка.[5]

 

 

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Постановка задачи

Задачи, поставленные перед автором дипломного проекта, были следующие: создать программу-тренажер по русскому языку с функцией формирования сводного отчета, что упростит проверку проделанной работы. Также разрабатываемая программа должна содержать в себе аудио элементы, для удобства восприятия задания упражнения.