Диплом: Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса, отделения "информатика - иностранный язык" - текст диплома. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Диплом

Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса, отделения "информатика - иностранный язык"

Банк рефератов / Педагогика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Дипломная работа
Язык диплома: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 3060 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной дипломной работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

64 Министерство общего и профессионального образования Росси йской Федерации Ставропольский государственный университет “Допущена к защите” зав . кафедрой информационных технологий в обучении и управлении д.п.н ., профессор __________________Брановский Ю.С. “ ___” _______________ 1998 г. “Допущена к защите” за в . кафедрой алгебры и теории чисел , к.ф.-м.н ., доцент ____________________Рябогин А.К. “ ___” _______________ 1998 г. Дипломная работа Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса , отделения “информатика – иностранный язык” Студе нта 5 курса ФМФ группа “Б”, математика – инф . технологии Неботова Виталия Дмитриевича Научные руководители : по информатике : зав . кафедрой информационных технологий в обучении и управлении д.п.н ., профессор Брановский Ю.С. по математике : зав . кафедрой алгеб ры и теории чисел, к.ф.-м.н ., доцент Рябогин А.К. Ставрополь 1998 г. СОДЕРЖАНИЕ : Стр. Введение ............................................................................................................3 Глава I : Информационные технологии в обществе и о бразовании ................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 электронног о учебника ....................................................................54 Теоретический материал электронного учебника .....................................56 Контрольные вопросы........................................................................ .........67 Практические задания .................................................................................69 Заключение ......................................................................................................72 Приложение............... ......................................................................................75 Список использованной литературы ..............................................................85 ВВЕДЕНИЕ Современный период развития цивилизованного общества характ еризует процесс информатизации. Информатизация общества – это глобальный социальный процесс , особенность которого состоит в том , что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор , накопление , продуцирование , обработка , хр анение , передача и использование информации , осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники , а также на базе разнообразных средств информационного обмена . Информатизация общества обеспечивает : • активное использован ие постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества , сконцентрированного в печатном фонде , и научной , производственной и других видах деятельности его членов, • интеграцию информационных технологий с научными , производственными , инициирующую развитие всех сфер общественного производства , интеллектуализацию трудовой деятельности ; • высокий уровень информационного обслуживания , доступность любого члена общества к источникам достоверной информации , визуализацию представляемой информации , существе нность используемых данных. Применение открытых информационных систем , рассчитанных на использование всего массива информации , доступной в данный момент обществу в определенной его сфере , позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устрой ством , способствует гуманизации и демократизации общества , повышает уровень благосостояния его членов. Процессы , происходящие в связи с информатизацией общества , способствуют не только ускорению научно– технического прогресса , интеллектуализации всех видов человеческой деятельности , но и созданию качественно новой информационной среды социума , обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида. Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образо вания – внедрение средств новых информационных технологий в систему образования . Это сделает возможным : • совершенствование механизмов у правления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно– педагогической информац ии , информационно-методических материалов , а также коммуникационных сетей ; • совершенствование методологии и стратегии отбора содержания , методов и организационных форм обучения , соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях и нформатизации общества ; • создание методических систем обучения , ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого , на формирование умений самостоятельно приобретать знания , осуществлять информационно– учебную , экспериментально – исследова тельскую деятельность , разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации ; • создание и использование компьютерных тестирующих , диагностирующих , контролирующих и оценивающих систем. 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 информационны х 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 по д обных электронных приложений с учетом специфики конкретного учебного предмета (математики ). Работа состоит из трех глав : в первой кратко рассматриваются современные реалии информатизации общества , аспекты применения СНИТ в высшем образовании и классификаци я ППС ; вторая глава посвящена этапам разработки и создания электронного учебника , также , в нее входит анализ наиболее популярных авторских систем традиционно используемых для разработки электронных приложений ; в третьей главе описан математический аппарат легший в основу электронного учебника : теоретический материал с контрольными вопросами , примеры решений заданий и задания для самостоятельной работы . Глава I : Информационные технологии в обществе и образовании Информатизация общества : современ ные реалии В современном цивилизованном обществе этапа информатизации все его члены , независимо от их общественного положения , используют информацию и знания в своей деятельности , решая непрерывно возникающие перед ними задачи . При этом постоянно увеличив ающиеся запасы знаний , опыта , весь интеллектуальный потенциал общества , который сосредоточен в книгах , патентах , журналах , отчетах, идеях , активно , на современном техническом уровне участвует в повседневной производственной , научной, образовательной и друг их видах деятельности людей. Ценность информации и удельный вес информационных услуг в жизни современного общества резко возросли. Это дает основание говорить о том , что главную роль в процессе информатизации играет собственно информация , которая сама по с ебе не производит материальных ценностей . Под информацией (с общих позиций ) будем понимать сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними , то есть средство , с помощью которого общество может осознавать себя и функционировать как единое целое . Естественно предположить , что информация должна быть научно – достоверной , доступной в смысле возможности ее получения , понимания и усвоения ; данные , из которых информация извлекается , должны быть существенными , соответствующими современно му научному уровню. Как было уже сказано , общество этапа информатизации характеризует процесс активного использования информации в качестве общественного продукта , в связи с чем происходит формирование высокоорганизованной информационной среды, оказывающей влияние на все стороны жизнедеятельности членов этого общества. Информационная среда включает множество информационных объектов и связей между ними, средства и технологии сбора , накопления , передачи, обработки , продуцирования и распространения информации , собственно знания , а также организационные и юридические структуры, поддерживающие информационные процессы. Общество , создавая информационную среду, функционирует в ней , изменяет , совершенствует ее. Современные научные исследования убеждают в том, что со вершенствование информационной среды общества инициирует формирование прогрессивных тенденций развития производительных сил , процессы интеллектуализации деятельности членов общества во всех его сферах , включая и сферу образования, изменение структуры общес твенных взаимоотношений и взаимосвязей. Необходимо выделить ряд основных направлений формирования и становления средств , методов и технологий , которые открывают новые возможности прогрессивного общественного развития , находящего свое отражение в сфере обра зования. – математизация и информатизация предметных областей : использование современных информационных технологий при реализации возможностей аппарата математики , в том числе математической статистики , позволяет автоматизировать процессы обработки информа ции , результатов научного эксперимента , интенсифицировать применение инструментария математики в социологических исследованиях . Математизация дает возможность повысить качество принимаемых решений на всех стадиях процесса принятия решения человеком или ЭВ М за счет применения современных методов многофакторного анализа , прогнозирования , моделирования и оценки вариантов , оптимального планирования . Это позволяет перейти к разработке научно обоснованных подходов к принятию оптимального решения в конкретной сит у ации , использовать методы и средства информатики в процессе решения задач различных предметных областей. – интеллектуализация деятельности : реализация возможностей технических и программных средств современных информационных технологий позволяет : обеспечит ь управление информационными потоками ; общаясь с пользователем на естественном языке , осуществлять распознавание образов и ситуаций , их классификацию ; эффективно обучать логике доказательств ; накапливать и использовать знания ; организовывать разнообразные формы деятельности по самостоятельному извлечению и представлению знаний ; осуществлять самостоятельное "микрооткрытие " изучаемой закономерности. – интеграционные процессы : интеграция современных информационных технологий с операциональными обеспечивает сис темный эффект , следствием которого становится "технологический прорыв ", имеющий место в педагогике . Вместе с тем использование современных информационных технологий поддерживает общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной , э к ологической , социальной среды , способствует реализации преимуществ узкой специализации и возможностей индивидуализации процесса обучения , обеспечивая эффективность образовательного процесса. Естественно предположить , что развитие , совершенствование информа ционной среды сферы образования зависит от обеспечения системы образования как в целом , так и каждого учебного заведения в отдельности специализированными подразделениями , приспособленными для организации деятельности со средствами новых информационных те х нологий. Аспекты применения СНИТ в образовании Интенсивное развитие процесса информатизации образования влечет за собой расширение сферы применения СНИТ . В настоящее время можно уже вполне определенно выделить успешно и активно развивающиеся направления использования современных информационных технологий в образовании : – реализация возможностей программных средств учебного назначения (проблемно-ориентированных , объектно-ориентированных , предметно-ориентированных ) в качестве средства обучения , объекта и зучения , средства управления , средства коммуникации , средства обработки информации. – интеграция возможностей сенсорики , средств для регистрации и измерения некоторых физических величин , устройств , обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигнал ов для связи с комплектом оборудования , сопрягаемого с ЭВМ , и учебного , демонстрационного оборудования при создании аппаратно-программных комплексов. Использование таких комплексов предоставляет обучаемому инструмент исследования , с помощью которого можно осуществлять регистрацию , сбор , накопление информации об изучаемом или исследуемом реально протекающем процессе ; создавать и исследовать модели изучаемых процессов ; визуализировать закономерности процессов , в том числе и реально протекающих ; автоматизиров а ть процессы обработки результатов эксперимента ; управлять объектами реальной действительности . Применение этих комплексов , учебного , демонстрационного оборудования , функционирующего на базе СНИТ , позволяет организовывать экспериментально-исследовательскую деятельность – как индивидуальную (на каждом рабочем месте ), так и групповую , коллективную с реальными объектами изучения , их моделями и отображениями . Это обеспечивает широкое внедрение исследовательского метода обучения , подводящего учащегося к самостоя т ельному "открытию " изучаемой закономерности , способствует актуализации процесса усвоения основ наук , развитию интеллектуального потенциала , творческих способностей. – интеграция возможностей компьютера и различных средств передачи аудиовизуальной информаци и при разработке видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа. Эти системы представляют собой комплекс программно-аппаратных средств и оборудования , который позволяет объединять различные виды информации (текст , рисованная графика , слайды , музыка , реалист ические изображения , движущиеся изображения , звук , видео ) и реализовывать при этом интерактивный диалог пользователя с системой . Использование видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа обеспечивает реализацию интенсивных форм и методов обучения , орган и зацию самостоятельной учебной деятельности , способствует повышению мотивации обучения за счет возможности использования современных средств комплексного представления и манипулирования аудиовизуальной информацией , повышения уровня эмоционального восприяти я информации. – реализация возможностей систем искусственного интеллекта при разработке так называемых интеллектуальных обучающих систем ( I ntelligent Tutoring Systems) типа экспертных систем , баз данных , баз знаний , ориентированных на некоторую предметную о бласть. Использование возможностей систем искусственного интеллекта создает веские предпосылки для организации процесса самообучения ; формирует умения самостоятельного представления и извлечения знаний ; способствует интеллектуализации учебной деятельности ; инициирует развитие аналитико-синтетических видов мышления , формирование элементов теоретического мышления . Все это является основой интенсификации процессов развития личности обучаемого. – использование средств телекоммуникаций , реализующих информационны й обмен на уровне общения через компьютерные сети (локальные или глобальные ), обмен текстовой , графической информацией в виде запросов пользователя и получения им ответов из центрального информационного банка данных. Телекоммуникационная связь позволяет в кратчайшие сроки тиражировать передовые педагогические технологии , способствует общему развитию обучаемого. – новая технология неконтактного информационного взаимодействия , реализующая иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном "экранном мире " - система "Виртуальная реальность ". Использование этой системы позволяет обеспечить аудиовизуальный и тактильный контакт между пользователем и стереоскопически представленными объектами виртуальной реальности при наличии обратной связи и использовании средств управления. Перспективами использования системы "Виртуальная реальность " в сфере образования являются : профессиональная подготовка будущих специалистов в областях , в которых необходимо стереоскопически пр едставлять изучаемые или исследуемые объекты : стереометрии , черчению , инженерной графике , машинной графике , организация досуга , развивающих игр , развитие наглядно-образного , наглядно-действенного , интуитивного , творческого видов мышления. Как показывает от ечественный и зарубежный опыт применения СНИТ , реализация вышеизложенных возможностей позволяет обеспечить : · предоставление обучаемому инструмента исследования , конструирования , формализации знаний о предметном мире и вместе с тем активного компонента пр едметного мира , инструмента измерения , отображения и воздействия на предметный мир ; · расширение и углубление изучаемой предметной области за счет возможности моделирования , имитации изучаемых процессов и явлений ; организации экспериментально-исследовател ьской деятельности ; экономии учебного времени при автоматизации рутинных операций вычислительного , поискового характера ; · расширение сферы самостоятельной деятельности обучаемых за счет возможности организации разнообразных видов учебной деятельности (эк спериментально-исследовательская , учебно-игровая , информационно-учебная деятельность , а также деятельность по обработке информации , в частности и аудиовизуальной ), в том числе индивидуальной, на каждом рабочем месте , групповой , коллективной ; · индивидуали зацию и дифференциацию процесса обучения за счет реализации возможностей интерактивного диалога , самостоятельного выбора режима учебной деятельности и организационных форм обучения ; · вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала или решени я задач определенного класса за счет реализации возможностей систем искусственного интеллекта ; · формирование информационной культуры , компоненты культуры индивида , члена информационного общества , за счет осуществления информационно-учебной деятельности , работы с объектно-ориентированными программными средствами и системами ; · повышение мотивации обучения за счет компьютерной визуализации изучаемых объектов , явлений , управления изучаемыми объектами , ситуацией , возможности самостоятельного выбора форм и ме тодов обучения , вкрапления игровых ситуаций. Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей СНИТ в процессе обучения приводит не только к изменению организационных форм и методов обучения , но и к возникновению новых методо в обучения. Математизация и информатизация предметных областей , интеллектуализация учебной деятельности , общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной , экологической , социальной среды , поддерживаемые использованием СНИТ , привод ят к расширению и углублению изучаемых предметных областей , интеграции изучаемых предметов или отдельных тем . Это обусловливает изменение критериев отбора содержания учебного материала . Они основываются на необходимости интенсификации процесса интеллекту а льного и саморазвития личности обучаемого , формирования умений формализовать знания о предметном мире , извлекать знания , пользуясь различными современными методами обработки информации. Таким образом , в связи с развитием процесса информатизации и образован ия изменяется объем и содержание учебного материала , происходит переструктурирование программ учебных предметов (курсов ), интеграция некоторых тем или самих учебных предметов , что приводит к изменению структуры и содержания учебных предметов (курсов ) и , с л едовательно , структуры и содержания образования. Параллельно этим процессам происходит внедрение инновационных подходов к проблеме уровня знаний учащихся , основанных на разработке и использовании комплекса компьютерных тестирующих , диагностирующих методик контроля и оценки уровня усвоения. Изменение содержания и структуры образования , представлений об организационных формах , методах обучения и контроля за его результатами приводит к изменению частных методик преподавания. Реализация возможностей СНИТ в проц ессе обучения и связанное с этим расширение спектра видов учебной деятельности приводят к качественному изменению дидактических требований к средствам обучения , учебной книге . Это наглядно демонстрируется на примере педагогических программных средств (ППС ) учебного назначения. Типология педагогических программных средств Особое место в программном обеспечении персональных компьютеров занимают педагогические программные средства , с помощью которых реализуется автоматизированное обучение. Педагогические пр ограммные средства (ППС ) – совокупность компьютерных программ , предназначенных для достижения конкретных целей обучения. ППС являются главной частью компьютерного программно-методического комплекса , включающего кроме педагогических программных средств мето дическое и дидактическое сопровождение данных программ. Средства вычислительной техники должны поступать в систему образования с программным обеспечением , ориентированным на задачи обучения различным дисциплинам . Проблема создания и использования компьютер ных учебных программ продолжает оставаться актуальной . Педагогическая ценность и качество ППС зависит от того , насколько полно учитываются при его разработке комплекс требований , предъявляемый к ним. В настоящее время нет единой классификации ППС , хотя во многих работах в зависимости от методических целей , реализация которых оправдывает введение ППС , выделяют среди них следующие типы : 1. Программы-тренажеры – предназначены для формирования и закрепления умений и навыков , а также для самоподготовки обучаемых . При использовании этих программ предполагается , что теоретический материал обучаемыми уже усвоен . Многие из этих ППС составлены в духе бихевиоризма , когда за один из ведущих принципов берется подкрепление правильного ответа . ПК в случайной последователь н ости генерирует учебные задачи , уровень трудности которых определяется педагогом . Если обучаемый дал правильное решение , ему сообщается об этом , иначе ему либо предъявляется правильный ответ , либо предоставляется возможность запросить помощь . Компьютерные учебные программы такого типа реализуют обучение , мало чем отличающееся от программированного обучения с помощью простейших технических устройств . Однако ПК обладает значительно большими возможностями в предъявлении информации , чем в типе ответа . Многие с и стемы позволяют даже вводить с некоторым ограничением конструированные ответы . В настоящее время разработано достаточно большое число программ рассматриваемого типа . При их разработке можно обойтись знаниями о процессе обучения и учебной деятельности на у р овне “здравого смысла” , т.е . интуитивного , часто недостаточно осознанного представление о процессе обучения и индивидуального опыта , приобретенного разработчиками в процессе преподавательской работы. 2. Контролирующие программы , предназначенные для контрол я определенного уровня знаний и умений . Известно , что контроль знаний обучаемых представляет собой одно из самых важных и в то же время по характеру организации и уровню теоретической исследованности одно из самых слабых звеньев учебного процесса . Главны й недостаток существующих форм и методов контроля заключается в том , что в большинстве случаев они еще не обеспечивают необходимой устойчивости и инвариантности оценки качества усвоения учебной информации , а также необходимой адекватности этой оценки дейст в ительному уровню знаний . Совершенствование контроля за ходом обучения должно концентрироваться вокруг узловой проблемы – проблемы повышения достоверности оценки формируемых знаний , умений и навыков . Эту проблему можно рассматривать в двух аспектах : во-пер в ых , как увеличение степени соответствия педагогической оценки действительному уровню знаний обучаемых ; во-вторых , как создание и реализация таких методических приемов контроля , которые обеспечили бы независимость оценок от случайных факторов и субъективны х установок учителя . Использование соответствующих пакетов контролирующих программ позволит повысить эффективность обучения и производительность труда преподавателя , придаст контролю требуемую устойчивость и инвариантность , независимость от субъективных ус т ановок учителя. 3. Наставнические программы , которые ориентированны преимущественно на усвоение новых понятий , многие из них работают в режиме , близком к программированному обучению с разветвленной программой . Обучение с помощью таких программ ведется в фо рме диалога , однако по большей части ведется диалог , построенный на основе формального преобразования ответа обучаемого , т.е . фактический диалог. 4. Демонстрационные программы , предназначенные для наглядной демонстрации учебного материала описательного хар актера . Преподаватель может успешно использовать компьютер в качестве наглядных пособий при объяснении нового материала . Большими возможностями в интенсификации учебного процесса обладают те демонстрационные программы , в которых используется диалоговая ил и интерактивная графика. 5. Информационно-справочные программы предназначены для вывода необходимой информации. В недалеком будущем обучаемый при подготовке к занятиям или на занятиях сможет использовать ПК , подключенный через модем и телефонную линию связи к другим компьютерам и к библиотеке . В этом случае он может получить любую необходимую информацию , имея доступ к компьютеризированному каталогу книг и периодических изданий . С помощью компьютера учащийся сможет осуществить доступ к любому организованному хранилищу информации , ко многим различным банкам данных . Знать , как с помощью компьютера можно получить информацию , так же важно , как уметь пользоваться энциклопедией или библиотекой. 6. Имитационные и моделирующие программы , предназначенные для “симуляции ” объектов и явлений . Эти программы особенно целесообразно применять , когда явление осуществить невозможно или это весьма затруднительно . При использовании таких программ абстрактные понятия становятся более конкретными и легче воспринимаются обучаемыми . К роме того учащиеся получают гораздо больше знаний при активном усвоении материала , чем просто запоминая пассивно полученную информацию. 7. Программы для проблемного обучения , которые построены в основном на идеях и принципах когнитивной психологии , в них о существляется непрямое управление деятельностью учащихся . Это значит , что предъявляются разнообразные задачи и учащиеся побуждаются решать их путем проб и ошибок. Необходимые условия успешного применения ППС Изучение отечественного и зарубежного опыта и спользования СНИТ , в частности компьютера , в целях обучения , а также теоретические исследования в области проблем информатизации образования позволяют констатировать , что включение компьютера в учебный процесс оказывает определенное влияние на роль средст в обучения , используемых в процессе преподавания того или иного предмета (курса ), а само применение СНИТ деформирует уже традиционно сложившуюся структуру учебного процесса . Рассматривая педагогические аспекты проблем информатизации образования и результат ы исследований в этой области психологов и методистов , следует констатировать , что в процессе общения обучаемого со СНИТ и , в частности , при работе с компьютерной программой , а также в процессе так называемого "экранного творчества " учащийся подменяет объе к ты реального мира либо моделями , изображениями этих объектов , либо символами , обозначающими объекты или отношения между ними , при этом восприятие обучаемым реального мира подменяется опосредованным восприятием последнего , что зачастую приводит к утрате пр е дметности деятельности , к оторванности от действительности . Кроме того , работа за компьютером связана с высоким эмоциональным напряжением , которое не всегда и не каждому может быть полезно . Поэтому основным требованием к применению СНИТ в учебном процессе и условием успешности этого применения является четкая соразмеренность целей обучения , физических и психических возможностей учащихся и средств НИТ применяемых в таком обучении . Долговременный положительный эффект в обучении с использованием СНИТ достигае т ся наличием следующего : * программно - методическое обеспечение , ориентированное на поддержку процесса преподавания определенного учебного предмета или курса , которое должно включать : программные средства поддержки процесса преподавания ; инструментальные программные средства , обеспечивающие возможность автоматизации процесса контроля результатов учебной деятельности , разработки ППС , а также управления обучением ; * объектно-ориентированные программные системы , в основе которых лежит определенная модель объ ектного "мира пользователя " (например , система подготовки текстов , база данных , электронные таблицы , различные графические и музыкальные редакторы ); * средства обучения , функционирующие на базе НИТ , применение которых обеспечивает предметность деятельност и , ее практическую направленность (например , различные электронные конструкторы ; устройства , обеспечивающие получение информации об изменяющемся или регулируемом физическом параметре или процессе ; модели для демонстрации принципов работы ЭВМ , ее частей , у с тройств ); * системы искусственного интеллекта , используемые в учебных целях (например , учебные базы данных , экспертные обучающие системы , учебные базы знаний ); * предметно-ориентированные среды обучающего и развивающего назначения , возможными вариантами реализации которых могут быть : программная – на базе технологии мультимедиа , на основе использования системы "Виртуальная реальность "; в современной педагогической практике отечественного образования их создание осуществляется в основном на базе программн о й реализации , а зарубежные разработки основываются главным образом на технологии мультимедиа. Помимо вышеперечисленного в процесс обучения на базе НИТ целесообразно включать и традиционные средства обучения , обеспечивающие поддержку процесса преподавания того или иного учебного предмета . Необходимость этого обусловлена их специфическими функциями , которые передать СНИТ либо невозможно , либо нецелесообразно с психолого - педагогической или гигиенической точки зрения . Подытоживая вышеизложенное , можно предл ожить следующий состав системы средств обучения нового поколения , в которую входят средства обучения , функционирующие на базе НИТ , отметив при этом назначение составляющих : · средства обучения , предназначенные для поддержки процесса преподавания учебного предмета (курса ), включающие программные средства ; · объектно-ориентированные программные системы , предназначенные для формирования информационной культуры и , в частности , культуры учебной деятельности ; · учебное , демонстрационное оборудование сопрягаемо е с ЭВМ , предназначенное для самостоятельного изучения учебного материала при обеспечении предметности деятельности , ее практической направленности и , кроме того , позволяющее обучаемому реализовывать спектр возможностей СНИТ (управлять реальными объектами, осуществлять ввод и манипулирование текстовой и графической информацией , получать и использовать в учебных целях информацию о регулируемом физическом параметре или процессе ); · системы искусственного интеллекта , предназначенные для организации процесса с амообучения ; · предметно-ориентированные среды обучающего и развивающего назначения , в том числе одна из возможных реализаций – информационно-предметная среда со встроенными элементами технологии обучения. Глава II : Этапы создания элек тронного учебника Порядок разработки обучающих мультимедиа систем Создание любого компьютерного приложения , а особенно обучающих мультимедиа-систем , сегодня не мыслится без тщательно продуманного плана разработки . В настоящее время существует хорошо отра ботанная методология создания компьютерных обучающих систем . Как и всякая методология проектирования , она включает целый ряд последовательных этапов . Каждый из них обладает определенными временными рамками , исчисляемыми в процентах от общего времени разр а ботки приложения . Рассмотрим эти этапы и цели , которые на них реализуются : I этап : техническое предложение , сделанное на основе учебных потребностей и целей обучения – на этом этапе подвергается анализу ситуация с использованием компьютерных обучающих сист ем , сложившаяся в образовании . В настоящее время на рынке компьютерных обучающих систем появилось множество программных продуктов довольно высокого качества , предназначенных для применения в процессе обучения . Они выпускаются как отечественными , так и (в б ольшинстве ) зарубежными производителями . Русификация импортных обучающих систем занятие довольно трудоемкое , не всегда простое с юридической точки зрения , к тому же при “механическом” переводе содержания остаются неучтенными многие психологические и психо л ого-педагогические факторы , не происходит учет местных , национальных особенностей обучения , и результат в итоге не покрывает затраченных усилий . В силу этих обстоятельств я не буду рассматривать здесь обучающие компьютерные системы зарубежного производств а. Сейчас на рынке программного обеспечения появился выбор и отечественных компьютерных обучающих систем . Одними из первых были системы , разработанные КУДИЦ г . Москва , ВЦ СО АН СССР , г . Новосибирск , НИИ ШОТСО АПН СССР , г . Москва . С тех пор появилось множест во новых электронных учебников и обучающих систем . Сейчас их разработкой занимаются фирмы специализирующиеся на компьютерных средствах обучения . Фирмы “Кирилл и Мефодий” , “ 1С” , “Логос” и некоторые другие являются лидерами по выпуску таких систем на нашем р ынке. Однако при более подробном ознакомлении с продукцией этих фирм можно заметить некоторый крен в тематике выпускаемых приложений . Имеются в виду те предметные области для изучения которых предназначается программное обеспечение предлагаемое вышеназванн ыми фирмами . В первую очередь , это предметные области связанные с компьютером , его применением и смежные с этим вопросом области . Сюда можно отнести такие системы , как “Анатомия компьютера” , “ Computer Inside ” , “Учебник по Турбо-Паскалю” и многие другие . Во-вторых , это исторический материал , организованный скорее как энциклопедия , но также успешно применяемый в обучении . Наконец , это области языкознания , обучения различным языкам . Здесь достигнуты очень хорошие результаты , заключающиеся в разработке больш о го числа обучающих систем разной ориентации и направленности : “Английский с нуля” , “ English Gold ” , “ French Gold ” , “ English Platinum ” и многие другие . Применение , в последнее время , средств мультимедиа , позволило резко повысить информационную насыщенность п редлагаемого учебного материала , расширить диапазон воздействия на обучаемого , и приблизить компьютерный процесс обучения к естественному . Поэтому авторы и разработчики гораздо охотнее берутся за выпуск компьютерных обучающих систем по тематикам , способн ы м в полной мере использовать последние достижения мультимедиа-технологий в сфере представления данных . Те же предметные области , для изложения которых требуется серьезное программирование и программное моделирование различных процессов пока что пользуются у разработчиков небольшой популярностью. Анализ компьютерных обучающих систем используемых для обучения в Ставропольском Государственном Университете показывает , что ситуация с программным обеспечением примерно та же . Широко используются вышеописанные обуч ающие системы и практически не применяются системы для обучения физике и математике , в силу их отсутствия на рынке. Исходя из вышеизложенных соображений , я считаю , что тема моей дипломной работы “Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса отделения информатика-иностранный язык” является актуальной в силу того , что потребность в таком электронном учебнике несомненно есть , а самих учебников по данной теме либо совсем нет , либо их количество крайне недостаточно . Поэтому , своей целью считаю разработать работоспособный фрагмент электронного учебника по математике , который может применятся для обучения студентов. II этап : планирование разработки , решение вопросов об установке сроков , финансирования и составе группы разработчики – здесь у станавливаются сроки реализации отдельных этапов разработки и всего продукта в целом , назначается конечная дата его выпуска . В дальнейшем , составленный график позволяет гибко реагировать на возникающие в процессе разработки трудности , контролировать отста в ание или опережение , подключать или высвобождать ресурсы и перераспределять их между отдельными стадиями разработки. Вопрос о финансировании проекта является одним из самых важных в процессе создания любого программного продукта . В настоящее время создаютс я супермаштабные проекты , в разработке которых принимают участие от нескольких десятков до нескольких сотен человек . Бюджеты таких проектов составляют несколько миллионов американских долларов . Поэтому вопросы финансирования и координации выходят сегодня н а первый план. Состав группы разработчиков определяется , исходя из тематической направленности разрабатываемого приложения , но в целом состав таких групп более или менее стабилен . Сюда обязательно входят сценаристы , психологи , дизайнеры , художники и специа листы по компьютерной анимации , композиторы и музыканты , оцифровщики звука и видеоизображения , артисты и звукоинженеры , фотографы и редакторы , продюсеры и переводчики , команда контроля качества и контроля совместимости , тестеры , юристы , координаторы , всев о зможные ассистенты и конечно программисты. Каждый из них является специалистом в своей области и отвечает за выполнение определенного участка работ. Группа разработки данного электронного учебника состоит из трех человек : руководитель и идейный вдохновител ь – заведующий кафедрой информационных технологий в обучении и управлении , д.п.н ., профессор Брановский Юрий Сергеевич ; руководитель по математическому содержанию – заведующий кафедрой алгебры и теории чисел , к.ф.-м.н ., доцент Рябогин Анатолий Константино в ич ; программист и ответственный за непосредственную реализацию – я , Неботов Виталий Дмитриевич. III этап : разработка содержания курса – на этом этапе проводится анализ учебного плана и состав слушателей , происходит определение стратегии курса , разрабатывае тся сценарий и интерактивное взаимодействие программы с пользователями. Разрабатываемый электронный учебник предназначен для самостоятельной работы студентов младших курсов по изучению математики в рамках университетского курса . Его создание имеет своей це лью предоставить студентам , изучающим математику весь теоретический материал , предусмотренный программой курса , а также практические задания и контрольные вопросы для самопроверки . Мною был проведен анализ учебного плана по математике студентов I курса спе циальности “информатика– иностранный язык” с целью определения степени пригодности предлагаемого теоретического материала к компьютерной реализации в виде электронного учебника и эффективности такой реализации . Были рассмотрены несколько первых тем : – тожде ственные преобразования ; – элементы аналитической геометрии ; – элементы логики и теории множеств ; – числовые системы ; – матрицы ; В ходе анализа было выявлено , что данный теоретический материал пригоден к компьютерной реализации и может быть эффективно пред ставлен в виде электронного учебника . Этот вывод основывается на том , что этот теоретический материал четко структурирован , имеет резко выраженную практическую направленность и предоставляет студентам большой простор для самостоятельной работы. Из рассматр иваемых тем , первой для реализации была выбрана тема “Числовые системы” . Этот выбор не случаен – он обусловлен рядом обстоятельств . Во-первых , эта тема является одной из базовых тем , она представляется основой при дальнейшем изучении математики , во-вторых, и это , пожалуй , главное здесь математика в который раз переплетается с информатикой – материал “Числовых систем” – числовые множества имеют широчайшее применение в информатике : во многих языках программирования на них основаны понятия типа переменной , ма с сива , объекта . Например , множеству натуральных чисел соответствует тип integer (за исключением того , что множество целых чисел бесконечно , а значения переменных все-таки имеют свой , хотя и очень большой , но все же конечный диапазон ), множеству действительн ых чисел – тип real , и так далее . И в-третьих , данная тема интересна в плане компьютерной реализации своей четкой смысловой законченностью , делимостью на взаимосвязанные смысловые фрагменты , которые хорошо описываются с помощью объектно-ориентированных язы ков программирования . Эти доводы явились определяющими при выборе первой темы реализованной в учебнике и сыграли в пользу темы “Числовые системы”. IV этап : описание курса – здесь приводится описание всех информационных фрагментов курса : текстовых , анимацио нных , звуковых и видео. Предлагаемый компьютерный учебник разбит на несколько законченных взаимосвязанных фрагментов , каждый из которых обладает определенной функцией и визуально представлен отдельным модулем . В дальнейшем будем называть их блоками . Итак , в учебнике существуют следующие блоки : – блок регистрации – выполняет функцию регистрации студентов пользовавшихся электронным учебником . Это необходимо для того , чтобы программа могла по окончанию сеанса обучения сформировать ведомость , в которой будут пе речисленны студенты , работавшие с учебником и их успехи в этой работе ; – блок изучения теоретического материала – здесь студентам предлагается теоретический материал по изучаемой теме , разбитый на главы и экраны . Встроенные средства навигации позволят им свободно перемещаться по всему материалу учебника и находить интересующую их информацию ; – блок примеров решенных заданий , – где студенты смогут увидеть способы решения практических заданий по данной теме , для того чтобы решать аналогичные примеры в своей самостоятельной работе ; – блок контрольных вопросов и задач , – который содержит набор вопросов по пройденной теме , по окончанию обучения студенты должны будут знать ответы на все вопросы , им также придется решить несколько практических заданий и на основе полученных ответов система сможет оценить успешность обучения ; – блок заданий для самостоятельной работы – это набор заданий рекомендуемых студентам для самостоятельного решения с целью закрепления теоретического материала и практических навыков решения. Кроме блоков в электронном учебнике реализованы несколько систем : – система подсказок – для терминов и понятий , которые могут вызвать у студентов затруднения в процессе обучения , присутствуют пояснения и дополнительные определения – при необходимости студе нт может обратиться к этой системе за разъяснением материала вызвавшего затруднения ; – гипертекстовая система – позволяет студентам осуществлять нелинейный доступ к информации учебника , перемещаться по материалу не последовательно от начала к концу , а изби рательно , ориентируясь на свои потребности ; – система навигации – ее целью является осуществление перемещения пользователей по учебнику как по обычной книге : листать страницы вперед или назад , обращаться к оглавлению или к практическим заданиям , наконец , з авершить обучение. Реализация вышеописанных блоков и систем учебника велась с применением текстовых , анимационных и звуковых форматов . К сожалению , из-за технических сложностей пришлось отказаться от вставок видеоизображения в учебнике , но с другой стороны это позволило полнее использовать возможности звукового и музыкального сопровождения , анимации , к тому же уберегло проект от разрастания на сотни мегабайт . Блок теоретического материала представлен в классическом текстовом формате , как наиболее привычном и оптимальном для учебников подобного рода . Блок регистрации , помощь , введение в учебник и некоторые другие элементы имеют помимо текстовой визуализации и звуковое сопровождение . Элементы меню и оглавления реализованы с применением анимации , что повышает э стетический уровень учебника и улучшает его внешний вид . Использование перечисленных методов в подаче информации служит для расширения сферы воздействия компьютера на органы чувств человека с целью более глубокого запоминания и закрепления полученной инфо р мации. V этап : реализация курса – на этом этапе происходит выбор технико-программных платформ и непосредственно программирование с помощью выбранной авторской системы или системы программирования. Аппаратной платформой для реализации проекта электронного у чебника была выбрана база IBM – совместимых компьютеров . В пользу этого выбора сыграло : во-первых , преобладание в образовательных учреждениях именно этой аппаратной платформы , IBM – совместимые компьютеры сегодня составляют до 80% всего парка компьютеров , во-в торых , долгосрочные планы Министерства образования РФ по компьютеризации учебных заведений предполагают дальнейшее широкомасштабное внедрение этой аппаратной платформы , в-третьих , это является следствием двух первых пунктов , разработка электронного учебни к а для IBM – совместимых компьютеров позволит охватить максимальное число потенциальных пользователей , и в-четвертых для этих компьютеров существует огромная библиотека всевозможных инструментальных средств , включая авторские системы и системы программировани я , которой не может похвалится ни одна другая платформа – все эти обстоятельства определили выбор аппаратной платформы в пользу IBM – совместимых компьютеров. Не менее важным мне видится и выбор программных средств реализации компьютерного учебника – от выбо ра той или иной авторской системы зависят не только внешний вид учебника , его эстетический уровень , но и его функциональность , способность поддерживать различные форматы данных , соответствие стандартам мультимедиа , зависит будет ли он привязан к авторской системе в которой разрабатывался или сможет работать на любом компьютере в независимости от установленного на нем программного обеспечения. Мною был проведен сравнительный анализ нескольких наиболее широко распространенных и часто используемых авторских си стем и одной системы программирования . К первым относятся “ LinkWay” , “ Action” 2.5, Multimedia ToolBook, ко вторым – Borland Delphi 3.0 . Целью проведения этого анализа являлось выявление достоинств и недостатков предложенных к рассмотрению авторских систем и систем программирования . По результатам анализа необходимо было выбрать систему , наиболее полно отвечающую требованиям , предъявляемым при создании электронных учебников . О том , как проходил анализ и каковы его результаты подробно описано в следующих пар а графах. VI этап : опробование и тестирование – на этом этапе начинается испытание разработанного приложения , проводится серия тестов с целью выявить ошибки программирования . Проект еще далек от завершения , но “экспериментальный” образец уже готов . После ряд а проверок на аппаратную совместимость команда контроля за качеством выносит свое заключение и предлагает перечень недочетов замеченных в ходе испытаний , которые предстоит исправить разработчикам . И так повторяется несколько раз , пока не получится окончат е льная версия продукта , лишенная , в большей или меньшей степени , недочетов и ошибок. Все это в большой степени применимо и к предлагаемому электронному учебнику . В процессе его создания приходилось не раз вносить изменения и дополнения как в сам код програм мы , так и в оформление меню и интерфейса . Процесс этот довольно продолжителен и не может считаться оконченным даже сейчас , потому что создание полноценной системы происходит в течение нескольких итерационных модификаций и адаптаций . Но в целом продукт мож н о считать готовым к практическому использованию в процессе обучения. VII этап : эксплуатация и внедрение – на этом этапе происходит внедрение полностью законченной компьютерной системы обучения в образовательные учреждения . Разрабатывается план занятий с ис пользованием этой системы и начинается ее эксплуатация. Применительно к предлагаемому компьютерному учебнику можно сказать , что он разрабатывался для использования студентами младших курсов нашего университета обучающихся на специальности “информатика – ин остранный язык” . Но этим диапазон его применения не исчерпывается . Помимо указанных студентом им могут пользоваться и студенты других отделений имеющих сходные учебные планы по математике . Кроме самостоятельной работы с учебником может применяться и такая форма работы , как интегрированные занятия по математике с привлечением новых информационных технологий . Очень полезным и целесообразным видеться применение учебника для проведения практических тестов и зачетов , а также подготовке к экзаменам – его блок ко н трольных вопросов и практических заданий как нельзя лучше подходит для этой цели. Помимо своего прямого назначения компьютерный учебник может оказаться полезным при изучении основ программирования под Windows , изучении авторских систем программирования , в виде наглядного примера при построении собственных обучающих систем. Учет учебного плана университета , его практическая направленность и довольно широкие возможности делают предлагаемый электронный учебник полезным и своевременным для использования в нашем университете при обучении математике. Принципы изложения материала Принципы изложения учебного материала в условиях компьютерного обучения приобретает все большее значение по мере того как возрастают возможности компьютера в предъявлении и интерпрета ции разных типов разнообразной информации и углубляется понимание наиболее рационального использования мультимедийного предъявления информации . Современный компьютер обладает большими возможностями в применении разнообразных типов информации . Это и тек с т , и чертежи , и графика , и анимация , и видео изображения , и звук , и музыкальное сопровождение . Эффективное использование различных типов предъявления информации с учетом психологических особенностей ее переработки позволяет значительно повысить эффекти в ность учебного процесса. Нередки примеры , когда разработчики обучающих программ механически переносят способ расположения текста на экран монитора , пренебрегают закономерностями психологии восприятия текста и рисунка , задавая темп изменения изображения , не учитывают , что разные учащиеся имеют неодинаковую смысловую скорость и требуют для переработки информации различные временные интервалы. В связи с этим , следует предоставить учащимся возможность самим выбирать темп смены изображения , при этом учащийся должен иметь возможность в любое время повторно вывести на экран любую необходимую ему информацию. При построении интерфейса обучающей системы необходимо учитывать достижения теории дизайна . Это прежде всего касается таких основных принципов теории жив описи , как пропорция , порядок , акцент , единство и равновесие. Принцип пропорции касается соотношения между размерами объектов и их размещением в пространстве . Организуя данные на экране дисплея , необходимо стремиться к тому , чтобы логически связанные д анные были явно сгруппированы и отделены от других категорий данных . Функциональные зоны на дисплее должны разделяться с помощью пробелов и других средств : разные типы строк , ширина , уровень яркости , геометрическая форма , цвет . Для сокращения времени п о иска табличные данные должны разделяться на блоки . Необходимо учитывать , что плоскость теплых цветов обычно кажется больше , чем холодных . Разбиение на блоки , использование пробелов , табуляции , ограничителей , а также варьирование яркости цвета групп дан н ых – важнейшие средства упорядочения графической информации. При размещении данных необходимо помнить о правиле “золотого сечения” , в соответствии с которым объекты , которые привлекают внимание , лучше размещать в разных третях изображения , а не группир овать в центре. Порядок означает такую организацию объектов на экране дисплея , которая учитывает движение глаза . Установлено , что глаз , привычный к чтению , начинает движение обычно от левого верхнего угла и движется взад-вперед по экрану к правому нижн ему . Поэтому начальная точка восприятия должна находиться в левом верхнем углу экрана , а списки для быстрого просмотра должны быть подогнаны к левому полю и выровнены вертикально. Для облегчения восприятия разные классы информации должны специально кодир оваться . Так , связанные , но разнесенные по экрану данные должны кодироваться одним цветом . Цвет можно использовать и для выделения заголовков , новых данных или данных , на которые следует немедленно обратить внимание . В целом организация данных на экране д олжна облегчать нахождение подобий , различий , тенденций и соотношений. Акцент – это принцип выделения наиболее важного объекта , который должен быть воспринят в первую очередь . При соблюдении этого принципа взгляд учащегося привлекается к зоне акцента . Для создания такого акцента можно использовать разнообразные средства : размещение важных сообщений в центре поля , отделение их от остальной информации свободным пространством , применение яркого цвета . Следует избегать излишних украшений , злоупотреблен и й цветом , избыточного кодирования и большого объема вводимой информации . Рекомендуется , например , использовать не более 90 % площади экрана. Подсказки необходимо специально выделять с помощью цвета . Для них желательно отвести определенную зону экрана. Необ ходимо выделять критическую информацию , необычные данные , элементы , требующие изменения , сообщения высокого приоритета , ошибки ввода , предупреждения о последствиях команды и т.п. Для того чтобы привлечь внимание учащихся к основному объекту , целесооб р азно использовать цветовое пятно : самым ярким цветом изображается основной объект , остальные его части – дополнительным . Если цветовая гамма строится без учета психологии восприятия рисунка , это затрудняет выделение главного , приводит к утомлению зрен и я. Нужно учитывать , что светлые цвета на темном фоне кажутся приближенными к зрителю , а темные на светлом – удаленными . В тех случаях , когда речь идет об эвристических рекомендациях , цвет можно согласовывать с обычным изображением : красный – запрет , з еленый – рекомендация , желтый – предосторожность. Принцип единства требует , чтобы элементы изображения выглядели взаимосвязанными , правильно соотносились по размеру , форме , цвету . С этой целью необходимо позаботиться об упорядочении организации данных . О ни могут быть организованы последовательно , функционально , по значимости . При этом учащегося следует ознакомить с принципом расположения данных. Следует позаботиться о том , чтобы идентичные данные были представлены унифицировано , а разноплановые – по-разн ому. Для передачи разграничения нужно использовать контрастные цвета , а для передачи подобия – похожие , но различные . Представление информации должно быть унифицированным и логичным. Для достижения единства изображения в целом используются рамки , оси, поля . Впечатление единства группы создает свободное пространство вокруг них , Считается , что уравновешенное изображение создает у пользователя ощущение стабильности и надежности , а неуравновешенное вызывает стресс. Для правильного распределения визуальн ой тяжести на экране дисплея необходимо помнить , что любой хроматический цвет зрительно тяжелее , чем ахроматические – белый и черный ; большие предметы зрительно тяжелее маленьких ; черное тяжелее белого , неправильные формы тяжелее правильных. Принцип равн овесия (баланса ) требует равномерного распределения оптической тяжести изображений . Поскольку одни объекты зрительно воспринимаются как более тяжелые , а другие как более легкие , необходимо распределять эту оптическую тяжесть равномерно по обеим сторонам изображения. Информация не должна скапливаться на одной стороне экрана , логические группы информации должны продуманно размещаться в пространстве , заголовки хорошо центрироваться. Несмотря на то что большинство учащихся воспринимает информацию на слух ху же , чем с помощью зрения , все же не следует игнорировать использование звука даже тогда , когда усвоение речевых навыков не является целью обучения . Однако при этом следует иметь в виду , что время переработки звуковой информации больше , чем зрительной , и многократное обращение к ней более затруднительно , чем к зрительной информации. Для эффективного применения звука необходимо четко представить , с какой целью он используется , например , для лучшего усвоения произношения или чтобы обратить внимание на не которые аспекты изучаемого материала , использовать его для активации познавательной деятельности учащихся , для стимулирования его внутреннего диалога . Звуковые реплики могут быть с успехом применены и с целью организации вспомогательного диалога. В после днее время широко применяется музыкальное сопровождение зрительной информации . Основной функцией музыкального сопровождения является создание соответствующего эмоционального тона и поддержание внимания учащихся . Негромкая спокойная музыка поддерживает в н имание , а музыка с резко выраженным ритмическим рисунком может переключать внимание лишь на музыку . Не следует стремиться к тому , чтобы музыка часто использовалась в обучении. Создание хорошо спланированной и продуманной обучающей системы , которая отве чала бы всем психологическим и психопедагогическим требованиям , невозможно без учета этих принципов . Современное развитие компьютерных технологий снимает все больше и больше технических ограничений , позволяет глубже учитывать принципы дизайна и построения подобных систем . В ближайшем будущем можно ожидать появления обучающих компьютерных систем нового поколения , в которых описанные принципы изложения будут являться основополагающими. LinkWay 1. Название системы : LinkWay . 2. Разработчик : IBM Company . 3. О перационная система : MS-DOS . 4. Назначение системы LinkWay : – разработка демонстрационных роликов по различным темам ; – построение уроков в гипертекстовой манере ; – организация персональной базы данных и настольной канцелярии ; – управление внешними устройс твами ; – 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 мая т ника . 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 накладываетс я 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 . Разл и чают 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 н ужно 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 строк е , 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 являю тся 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 возможн ость 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 н а 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 застыв шее 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 прида ть 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 ха рактеристики 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 десяты х 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 ис пользования 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 звуков ых 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 момент ом 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-ориентирован ного 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 нову ю 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 ц ветами ; – 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 интера ктивного 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 по ддержка 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 SV GA – 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 видеоизобра жения 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 повышен ию качества разрабатываемых мульти медиа -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 з вука 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 м ожно 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 . Пе рвое 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 специфичес кий 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 поз в оляет 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 пользов ателя . 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 о беспечивает 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 присут ствуют , 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 поль зовательских 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 опе рационной оболочки ; – написание прикладных программ и библиотек динамической компоновки ; – создание одно - и многопользовательских интерфейсов ; – разработка сетевых приложений ; – разработка мультимедийных приложений и средств разработки мультимедийных прило жений ; – 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 систе мы 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 л юбом 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 использо ваться 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 пост роить свой анализ. Итак , Delphi – это не просто редактор и компилятор . Это могучая среда разработки , значительно облегчающая участь разработчика приложений. В течение многих лет людей занимающихся разработкой приложений вполне устраивали традиционные средс тва программирования , включающие редактор , компилятор и отладчик . Windows – ориентированные системы разработки , такие как Action , Multimedia ToolBook добавили к этому набору визуальные методы создания интерфейса программ и автоматическую генерацию соответств ующего программного кода . Delphi , вобрав в себя все эти черты , идет еще дальше . Например , интерфейс прикладного программирования ( API ) позволяет писать такие утилиты , которые включаются в интегрированную среду разработки Delphi . Где еще можно встретить так ое ? Многие языки и среды разработки приложений являются псевдообъектно-ориентированными – они используют объекты и методы , но не поддерживают основные концепции объектно-ориентированного программирования , таких как инкапсуляция , наследование и полиморфизм. Delphi лишена этого недостатка . Это настоящий объектно-ориентированный язык , который позволяет объединять данные и код в один класс , создавать дочерние классы и обращаться с классами-потомками , как с родительскими классами. Легко заметить , что элементы эк рана , составляющие приложения Windows , довольно просты . Возьмем в качестве примера стандартную кнопку – обычно она представлена в виде выступающего серого прямоугольника , на поверхности которого написан текст , соответствующий названию данной кнопки . Delphi “берет” функциональность кнопки – ее способность отвечать на щелчок мышью и отображать некоторый текст – и “подает” ее в виде объекта известного как компонент . Компоненты хранятся в библиотеке компонентов , содержащей все объекты , необходимые для создания полноценных программ , использующих интерфейс Windows . Объектно-ориентированная природа Delphi делает библиотеку компонентов необычайно гибкой . Если объекту требуется дополнительная функциональность либо требуется модифицировать поведение компонента , можно наследовать новый компонент из того , который уже храниться в библиотеке , и добавить ему новых свойств. Теперь , когда программирование стало заключаться в простом манипулировании компонентами и объектами , появляются шаблоны , которые даже эту задачу делают т ривиальной . Delphi оперирует четырьмя типами шаблонов : формами , приложениями , компонентами и кодами . Шаблоны формы , приложения и компонента дают возможность повторно использовать созданные ранее коллекции объектов либо в отдельных программах , либо в качест ве основы для новой программы . Шаблон кода – это новое средство , которое значительно уменьшает потребности во вводе повторяющихся фрагментов кода. У Delphi есть еще одно приятное отличие . Многие системы разработки приложений для Windows либо вовсе не генер ируют исполняемый код , либо генерируют код-полуфабрикат , или р-код , который не может быть выполнен процессором без дополнительной трансляции во время работы самой программы , что существенно снижает производительность компьютера . Потери времени процессора п ри преобразовании графических файлов просто трудно себе представить . Delphi же использует настоящий компилятор и компоновщик и генерирует стопроцентный машинный код . Такая реализация лишена непроизводительных затрат , что особенно важно для масштабных мульт имедийных программ сегодняшнего дня , которые требуют наличия высокопроизводительных систем. Использование стопроцентной компиляции дает еще одно преимущество , заключающееся в создании библиотек динамической компоновки ( DDL ), которые могут содержать любые к омпоненты из библиотеки компонентов . Затем эти библиотеки можно использовать в собственных приложениях Delphi или распространять как независимые компоненты для других программ. Нельзя не сказать и о новом подходе к обработке ошибок . Многим разработчикам , п рограммировавшим на других языках , приходилось сталкиваться с необходимостью обработки ошибок и защиты ресурсов . Прежний подход к решению этих задач состоял в выполнении функции с последующим анализом результата . В случае получения кода успешного завершен и я операции выполнялись некоторые действия и вновь анализировался результат . Этот процесс продолжался до тех пор , пока не исчерпывался исходный код программы . Delphi искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключите льных ситуаций . Вместо того чтобы работать в предположении , что каждый шаг может привести к сбою , потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Delphi позволяет писать программу , исходя из успешного выполнения всех ее операторов . В случае возникновения отказа Delphi вызывает исключительную ситуацию , которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций . Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой , причем от разработчика в этом случае треб уются минимальные усилия. Нельзя обойти стороной и то , как в Delphi представлены средства создания и управления базами данных . Статистика утверждает , что большинство приложений так или иначе связаны с базами данных . И это неудивительно , ведь где еще компью теру показать себя во всей красе , как не в области сбора , обработки и представления данных . Если данных много (или очень много ), разработчики используют для их хранения именно базы данных . Delphi предоставляет в распоряжение пользователя объекты и компонен ты , которые значительно уменьшают трудовые затраты на создание такого рода приложений . Убедительным примером этого служит тот факт , что с помощью Delphi можно создать программу ведения баз данных , не написав ни строки программного кода. 6. Обычно в этом пу нкте я перечислял недостатки и ограничения рассматриваемой среды или авторской системы , но в случае с Delphi нет ничего подобного . Дело не в том , что Delphi – самое последнее достижение на ниве визуального программирования , не в том , что целым рядом очень серьезных изданий она признана продуктом высшего качества , неоднократно награждена всевозможными наградами , и даже не в том , что сотни тысяч разработчиков и обычных пользователей единогласно выбирают эту систему программирования для создания собственных п р иложений . Дело , по-видимому , в том , что Delphi объективно лишена сколько-нибудь заметных недостатков . Мне таковых отыскать не удалось . Именно это обстоятельство явилось решающим при выборе средств реализации моего электронного учебника. Реализованные и п отенциальные возможности учебника Одним из важнейших этапов разработки любого программного продукта является планирование его возможностей , тех , которые будут реально доступны по окончанию разработки , и тех , которые не получат реального воплощения . Для по следних всегда должна существовать возможность их реализации в последующем , в новой версии программного продукта . Такие возможности получили название потенциальных – их , по разным причинам , нет в подготовленной редакции продукта , но они могут появиться в б удущем . С этой точки зрения мой электронный учебник ничем не отличается от любого другого проекта . В нем помимо реализованных возможностей заложены и несколько потенциальных. К реализованным возможностям относятся : · регистрация студентов , пользовавшихся учебником в последний сеанс обучения , с учетом имени и фамилии , специальности , группы и курса ; · ознакомительные страницы , разъясняющие пользователю назначение и структуру электронного учебника , методы навигации по его материалу ; · система линейного двус тороннего перемещения по материалу учебника – Панель Навигации ; · система нелинейного перемещения , реализованная в виде гипертекстовой системы поиска информации ; · система всплывающих подсказок и дополнительной информации по терминам и понятиям , способны м вызвать затруднения у студентов ; · полностью реализованный модуль по разделу “Числовые системы” ; · звуковое и голосовое сопровождение ; · использование графики высокого разрешения и богатой цветовой палитры ; · возможность ввода ответа на вопрос в форм е выбора из предложенных вариантов ответов и ввод конструированного ответа ; · музыкальное сопровождение ; · возможность прервать обучение в любой момент , перейти к ответам на вопросы и решению задач , или покинуть учебник и закрыть сеанс обучения ; · модул ь распознавания правильности ответов и выставления оценки ; · ведение ведомости , в которой отражены входные данные студентов и оценки за решение практических заданий ; · система подсвечивающихся меню , облегчающих выбор желаемого пункта. К не реализованным , но потенциально заложенным возможностям относятся следующие : · подключение новых модулей , содержащих теоретический материал , контрольные вопросы и практические задания по вновь добавляемой теме ; · поддержка сетевого режима , когда учебник запускается на выделенном сервере , а пользователи находятся на рабочих местах ; · использование анимации и видеоизображения в учебнике , для пояснения и наглядного изложения объясняемых понятий ; · использование электронного учебника непосредственно с CD-ROM ; · и некото рые другие. Вышеуказанные возможности должно обеспечить электронному учебнику простоту и удобство в работе , понизить утомляемость , повысить эффективность процесса обучения , предоставить студентам возможность использовать учебник как для непосредственного и зучения материала , так и в виде справочного и методического пособия. Глава III : Содержание электронного учебника Главы электронного учебника Задумывая идею компьютерного учебника по математике , преследовались несколько целей : во-первых , предос тавить 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 ; во-втор ых , провести анализ теоретического материала предлагаемого к компьютерной реализации с целью определения его пригодности к подобной реализации и степень ее эффективности ; в-третьих , продолжить , и в чем то оживить , процесс внедрения средств новых информацио нных технологий в область преподавания математики , ускорить интеграцию математических и информационных дисциплин ; и в-четвертых , хотелось предоставить нашему университету полноценное программное обеспечение , которое сможет применяться при обучении математи ке на младших курсах , и которым смогут пользоваться сотни студентов ; Исходя из перечисленных целей были рассмотрены и выбраны несколько тем наиболее пригодных для компьютерной реализации в виде электронного учебника . Среди них : – Тождественные преобразован ия ; – Элементы аналитической геометрии ; – Элементы логики и теории множеств ; – Числовые системы ; – Матрицы ; Все эти разделы входят в учебный план студентов I курса обучающихся на специальности “информатика – иностранный язык” и представляют большой интерес в смысле компьютерного представления именно для студентов этой специальности. Первой для переноса на компьютерную основу была взята тема “Числовые системы” . Выбор этой темы был обоснован мною ранее . На данный момент эта тема практически полностью реализов ана в электронном учебнике и может применяться на практике . Над разделами “Тождественные преобразования” , “Элементы аналитической геометрии” , “Элементы логики и теории множеств” , “Матрицы” сейчас ведется работа с целью скорейшего включения их в состав уче б ника. Из того что уже сделано , хочется выделить систему помощи и подсказок разработанную для “Числовых систем” . Она позволит студентам лучше ориентироваться в излагаемом материале , получать своевременную помощь в затруднительной ситуации , позволит избежать многих ошибок . Суть ее заключается в том что , видя новое определение или термин , студент может обратиться к этой системе и получить разъяснение или рекомендацию . Не обделялись вниманием те , на первый взгляд , простые моменты , на которых студенты чаще всег о ошибаются , где за видимой простотой скрывается более глубокий смысл . Практика показывает острую необходимость такого подхода к изложению нового материала. Теоретический материал электронного учебника После анализа нескольких учебников и методических пособий мною был отобран следующий теоретический материал . Совместно с моим научным руководителем Анатолием Константиновичем Рябогиным была разработана система контекстно-зависимых пояснений , которую я также привожу ниже. Этим знаком будут обозначаться фрагменты системы подсказок , относящиеся к подчеркнутому слову. ЧИСЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 1. Множество натуральных чисел Определение : Множество называется числовым , если е г о элементами являются числа. Известны следующие числовые системы : N - множество натуральных чисел ; Z - множество целых чисел ; Q - множество рациональных чисел ; R - множество действительных чис ел ; С - множество комплексных чисел. Между этими множествами установлены следующие отношения : N Z Q R C . В основе расширения числовых множеств лежат следующие принципы : если множество А расширяется до множества В , то : 1) А B ; 2) операции и отношения между элементами , выполнимые во м ножестве А , сохраняются и для элементов множества В ; 3) во множестве В выполняются операции , не выполнимы е или частично выполнимые во множестве А ; 4) множество В явля ется минимальным расширением мно ж ества А , обладающим свойствами 1 ) – 3). Минимальность расширения множества А обладающее свойст вами 1 – 3 понимается в том смысле , что : 1. выполняются свойства 1 – 3; 2. В – наименьшее множество для которого выполняются свойства 1 – 3 и для которого выполняется операция невыполнимая или частично выполнимая во множестве А. Множество натуральных чисел N с трого определяется с помощью аксиом Пеано. 1. Существует натуральное число 1, не следующее ни за каким натуральным числом (натуральный ряд начинается с 1). 2. Каждое натуральное число следует только за одним и только одним натуральным числом (в натуральном ряду нет повторений ). 3. За каждым натуральным числом следует одно и только одно натуральное число (натуральный ряд бесконечен ). 4. Аксиома индукции . Пусть М N . Если : 1) 1 М ; 2) а М множеству М принадлежит и следующий за а элемент а 1 то множество М совпадает с множеством натуральных чисел. Итак , множество N = 1, 2, 3, 4,... . На аксиоме 4 основан мет од математической индукции . Доказательство различных утверждений этим методом проводится от частного к общему , а затем делается вывод о справедливости данного утверждения. П р и м е р . Доказать методом математической индукции следующее равенство : Д о к а з а т е л ь с т в о. 1. Проверим справедливость данного утверждения для n = 1 : , т.е. 1 = 1. Проверка при n =1 ОБЪЯЗАТЕЛЬНА ! 2. Предположим , что данное равенство выполняется для k слагаемых , т.е . при n = k : 3. На основании предположения 2 докажем справедливость данного равенства д л я n = k + 1 : Ho , а потому , а так как , следовательно Теперь можно сделать вывод о том , что данное равенство справедливо n N . 2. Множество целых чисел Во множестве натуральных чисел выполняются операции сложе н ия и умножения , но не всегда выполняется операция вычитания . Расширяя множество N так , чтобы эта операция была выполнима , мы получаем множество целых чисел Z . Расширяя – определяя новую алгебраическую операцию. Поэтому Z = N 0, -1, -2,... или Z = . ..-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,... , т.е . множество целых чисел Z содержит множество натуральных чисел , число нуль и числ а , противоположные натуральным. Основную роль во всей теории целых чисел играют следующие факты. Т е о р е м а о д е л е н и и с о с т а т к о м . Для любого целого а и b > 0 существуют и притом единственные целые q и r , такие , что а = bq + r, 0 r < | b |. О п р е д е л е н и е . Натурал ь ное число р называется простым , если р > 1 и р не имеет положительных делителей , отличных от 1 и р. О с н о в н а я т е о р е м а а р и ф м е т и к и . Для каждого натурального числа n > 1 существует единственное разложение на простые множители : , где p 1 , p 2 , ..., p k – простые числа , а - натуральные числа . Разложение называется каноническим. Единственность разложения понимается с точностью до порядка следования сомножителей . Например . Если сказано , что простые числа расположены в порядке возрастания , то данная оговорка не нужна. О п р е д е л е н и е. 1) Общим делителем целых чисел а 1 , а 2 , ..., а n на зывается целое число d , такое , что a 1 : d, а 2 : d, ..., а n : d. 2) Наибольшим общим д е лителем целых чисел а 1 , а 2 , ..., а n называется такой положительный общий делитель чисел а 1 , а 2 , ..., а n , который д е лится на любой другой общий дел и т е ль этих чисел. Наибольший общий делитель – это наибольший из их общих делителей. Обознача ет ся : d = ( а 1 , а 2 , ..., а n ). Наибольший общий делитель целых чисел а и b может быть найден с помощью алгоритма Евклида , в основе которого лежит теорема о делении с остатком . Последний , отличный от нуля , остаток и будет наибольшим общим делителем чисел а и b . П р и м е р . Найти НОД чисел 1173 и 323. Последовательным делением на ходим : 1173 = 323 3 + 204; 323=204 1+119; 204=119 1+85; 119=85 1+34; 85=34 2 + 17; 34=17 2; так что (1173, 323) = 17. О п р е д е л е н и е . Наименьшим общим кратным целых чис е л а 1 , а 2 , ..., а n , отличных от нуля , назы в ается наименьшее положител ь ное число , кратное всем этим числам. Наименьшее общее кратное – это наименьшее из их общих кратных. Обозначают : m = [ а 1 , а 2 , ..., а n ]. Пусть а и b целые числа , тогда П р и м е р . Найти HOK чисел 1173 и 323. Т . к . (1173, 323) = 17, то [1173, 323] = 3. Множество рациональных чисел . Система действительных чисел Во множестве целых чисел выполняются операции сложения , вычитания и умножения , но не всегда выполняется операция деления . Расширяя множеств о Z так , чтобы эта операция была выполнима , получаем новое числовое множество - множество рациональных чисел Q , т.е. Q = r | r= , m, n Z, n 0 . Множество рациональ ных чисел можно еще определить как множество бесконечных периодических десятичных дробей. Десятичная дробь называется периодической , если начиная с некоторого k одна или несколько цифр (группа цифр ) повторяются. Если же число нельзя п редставить в виде отношения двух целых чисел , то его называют иррациональным числом. К необходимости введения понятия иррационального числа приводит рассмотрение многих задач , в частности - задачи измерения некоторых отрезков (например , длины диагонали ква драта со стороной , равной единице ). Иррациональное число представляется непериодической бесконечной десятичной дробью . Например , рациональные числа и представляются следующими десятичными дробями : = 0,75; = 0,333 ... = 0,(3). Иррациональные числа и представляются непериодически ми бесконечными дробями : = 1,414...; = 3,14159.... Непериодическими бесконечными дробями также являются : 0,101001000100001..., и другие. Множество , состоящее из всех рациональных и всех иррациональных чисел , называется множеством де йствительных чисел R . Геометрически действительные числа изображаются точками числовой прямой . Отметим , что между множеством действительных чисел и множеством точек числовой прямой установлено взаимно однозначное соответствие. Имеется в виду что каждой точке на прямой соответствует число из множества R , и наоборот , каждому числу из множества R соответствует точка на прямой. 4. Система комплексных чисел Однако действительных чисел недоста точно для того , чтобы решить любое квадратное уравнение с действительными коэффициентами . Например , уравнение вида х 2 + 1= 0 действительных корней не имеет . А это означает , что система действительных чисел нуждается в расширении. О п р е д е л е н и е . Мно жество чисел вида а + bi, а , b R , i 2 = - 1, называется системой комплексных чисел С . Подчеркнем , что в отличие от множества действительных чисел ( R ), множество комплексных чисел ( С ) с операциями определенными на нем не обладает свойством упорядоченности , так как имеется элемент , в частности , нельзя определить понятие быть положительным. а - действительная часть комплексного числа , bi - мнимая часть комплексного числа, i = - мнимая единица , b - коэффициент при мнимой единице . Запись числа в виде z = а + bi называется алгебраической . Комплексное число z = а + bi равно нулю тогда и только тогда , когда а = 0 и b = 0. Два комплексных числа z 1 = а 1 + b 1 i и z 2 = а 2 + b 2 i называются равными , если а 1 = a 2 , и b 1 = b 2 , в этом случае пишут : z 1 = z 2 . Число = а - bi называется сопряженным для числа z = а + bi , при этом числа z и называются взаимно сопряженными . Наприм ер , числа z = 2 + i и z = 2 - i ; z = -5 - i и z = -5 + i , z = i и z = -i буд ут взаимно сопряженными. Арифметические действия над комплексными числами проводятся по следующим правилам . Пусть z 1 = а 1 +b 1 i z 2 = а 2 + b 2 i . Тогда : ; ; . Таким образом , видим , что если z= a+bi и =a-bi , то z = a 2 +b 2 . П р и м е р ы . Выполнить действия : 1 . (2 + 3 i ) + (8 - 5 i ) = 10 - 2 i . 2. (-1 - i ) - (2 + 3 i ) = -3 - 4 i . 3. (10 - i )(2 + i ) = 21+8 i . 4. . Геометрически комплексные числа можно изображать точками плоскости , абсциссами кот орых служат действительные части , а ординатами - коэффициенты при мнимой единице . Таким образом , если z= a+bi , то на плоскости ХОУ это будет точка М ( а , b ). Так как любой вектор плоскости с началом в точке O (0,0) определяется координатами конца , то комплексные числа также изображают радиус – векторами (рис. 1). Рис. 1 Кроме алгебраической формы комплексное число может быть записано с помощью тригонометрической формы . Введем следующие определения. О п р е д е л е н и е . Модулем комплексного числа z = а + b i называется арифметический квадратный корень из суммы квад ратов его действительной части и коэффициента при мнимой единице : |z| = r = . О п р е д е л е н и е . Аргументом комплексного числа z = а + bi называется число , для которого . Возьмем на плоскости точку М (а , b ) , пусть ей соответствует комплексное число z = а + bi . Обозначим через угол , который образует радиус – вектор ОМ с положительным напра влением оси ОХ . Из ОМА (рис .2) AO = OM cos , AM = ОМ sin , но ОМ = = г , ОА =а ; AM =b ; тогда z = а + bi = rcos + ir sin = r(cos + isin ). Запись чи сла z = r(cos + isin ) называется тригонометрической формой комплексного числа. С геометрической точки зрения , модуль комплексного числа представляет собой длину радиус-вектора , который это число изображает , а аргумент - это угол , который образует данный радиус-вектор с положительным направлением оси ОХ . П р и м е р . Найти модуль , аргумент и записать число z = 1- i в тригонометрической форме. Имеем r = = ; cos = ; sin = ; тогда = и . Используя тригонометрическую форму комплексного числа , умножение и деление комплексных чисел можно выполнять так : если , , то z 1 z 2 = r 1 r 2 [cos ( 1 + 2 ) + i sin ( 1 + 2 ) ], . Операции же возведения в целую степень и извлечения корня удобнее проводить в тригонометрической форме . Так , для возведения в целую степень n комплексного числа z = r( cos + i sin ) известна формула Муавра : z n = r n ( cos n + i sin n ). Отметим , что возведение комплекс ных чисел в натуральную степень можно выполнять и в алгебраической форме , просто перемножая число само на себя или воспользовавшись биномом Ньютона. П р и м е р . Найти (2 + 2 i ) 5 . Если z = 2 +2i , то r = , cos = , sin = , = . Тогда , а . Для извлечения корня степени n N из комплексного числа z = = r (cos + isin ) используется следующая формул а : , k = 0, 1, 2, ..., n-1. П р и м e p. Найти . Найдем тригонометрическую форму подкоренного выражения : ; ; ; ; . , k = 0, 1, 2, 3. ; ; ; . Контрольные вопросы После ознакомления с теоретическим материалом студентам предлагается ответить на несколько вопросов по данной теме . Это делается с целью закрепления нового материала и контроля его усвояемости . Форма ввода ответа на вопросы предполагает использование как классической кроудеровской системы , так и возможность ввода конструированного ответа , когда студент конструирует свой ответ из предложенных фрагментов . Система вопросов подбиралась с учетом следующих требований : – широкий ох ват нового теоретического материала ; – разноплановость в смысле возможных вариантов ответов ; – отсутствие вопросов предполагающих ответы типа “да” – “нет” и ответов требующих пояснения. Блок ответов на контрольные вопросы устроен таким образом , что дав отв ет на первый вопрос , студенты могут перейти к последнему , затем вернуться назад и исправить первый ответ . Ответ , данный на вопрос , не исчезает , он остается доступным для редактирования и по прошествию некоторого времени . Во время ответа на вопросы доступ к теоретическому материалу не возможен . После получения ответов на все вопросы студентам предлагается закрыть сеанс ответов на вопросы и перейти к решению практических заданий . После этого момента вернуться к вопросам и что-либо исправить уже нельзя . По ок о нчанию сеанса работы с учебником система проанализирует полученные ответы на предмет их правильности и полноты и выставит оценку по пятибальной шкале. Ниже приводится схема вопросов предлагаемых студентам : 1. Дайте определение числового множества. 2. Каки е числовые системы вам известны ? 3. Какие принципы лежат в основе расширения числовых множеств ? 4. Как определяется множество натуральных чисел ? 5. Что собой представляет метод математической индукции ? 6. Дайте определение множества целых чисел. 7. Какие о сновные факты теории целых чисел вам известны ? 8. Как определяется множество рациональных чисел ? 9. Дайте определение множества действительных чисел. 10. Дайте определение системы комплексных чисел. 11. Какие формы употребляются для записи комплексных чисе л ? 12. Какова геометрическая интерпретация комплексного числа , его модуля и аргумента ? 13. Как умножаются , делятся и возводятся в степень комплексные числа , заданные в тригонометрической форме. 14. Как извлечь корень n -й степени из комплексного числа ? Каж дый из вопросов предполагает только один правильный ответ , ответ , не совпадающий с правильным , считается неправильным. После завершения ответов на вопросы студенты переходят к решению практических заданий. Практические задания Целью включения в учебник п рактических заданий являлось : – выработка у студентов устойчивых навыков решения подобных заданий ; – закрепление на практике полученных теоретических знаний ; – оценка качества усвоения студентами нового материала ; – повторение и восстановление в памяти ран ее изученного материала ; – выработка у студентов навыков компьютерного общения и самостоятельного решения задач в условиях ограниченного времени. При подборе практических заданий учитывались следующие требования : – всестороннее отражение в заданиях нового теоретического материала ; – сходность предлагаемых заданий с теми , что рассматривались ранее в виде решенных примеров ; – отсутствие примеров повышенной трудности или требующих нестандартного подхода ; – простота получаемых ответов и удобство их ввода и реда ктирования. Ниже приводиться схема предлагаемых практических заданий : 1 . По делимому а и остатку r найти делители b и соответствующие частные q , если : а ) a = 100; r = 6; б ) а = 158; r = 37; в ) a = 497; r = 16. 2 . Найти наибольшее целое число , дающее при де лении на b = 13 частное q = 17. 3 . Найти НОД каждой из следующих систем чисел : а ) (120; 144); б ) (424; 477); в ) (299; 391; 667). 4 . Найти НОК каждой из следующих систем чисел : а ) [120; 96]; б ) [75; 114]; в ) [118; 177;413]. 5 . Каким числом , рациональным или иррациональным , является значение выражения 8 - 5 х при х = 0,6; 1,2; -3,4? 6.Среди чисел ; 0; 0,(25); ; 3,14; ; 0,818118111811118... укажите рациональные и иррациональные. 7 . Выполнить указанные действия : а ) (2 + 3 i ) (4 - 5 i ) + (2 - 3 i ) (4 + 5 i ); б ) . 8 . Найти тригонометрическую форму комплексного числа : а ) i; б ) -2; в ) 1 + i ; г ) . 9 . Вычислить : а ) ; б ) ; в ) . 1 0 . Извлечь корн и : 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 ре шения 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 ведомос т и (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 в ообще , 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 усл о виях 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-методич е ские 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 матем а тике , 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 о пределения 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 сис тем 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 п ри 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 ; – прове ден 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 , призванна я 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 оп ыт 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 сред ство 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 дипл омным 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 ж е 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 , от носящихся 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 язы к и описания знаний , интеллектуальный интерфейс. Видеокомпьютерная система – комплекс оборудования , позволяющий представлять пользователю различные виды воспринимаемой информации (текст , рисованная графика , видеофильм , движущиеся изображения , звук ), обеспечи вая ведение интерактивного диалога пользователя с системой. Виртуальная реальность (VIRTUAL REALITY) - новая технология неконтактного информационного взаимодействия , реализующая с помощью комплексных мультимедиа – операционных сред иллюзию непосредственног о 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 " б умажное " предъявление учебного материала , заменяя его "экранным "; авторские программные системы , предназначенные для конструирования программных средств (систем ) учебного назначения ; системы компьютерного моделирования (демонстрационного , имитационного ); п рограммные 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 учебн о й 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 представи т ь 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 у чебного материала , режима работы. Информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных информационных технологий , ориентированных на реализацию психолого – педагогич еских целей обучения , воспитания . Этот процесс инициирует , во – первых , совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно – педагогической информации , информационно – методических м атериалов , 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 информати з ации общества ; в – третьих , создание методических систем обучения , ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого , на формирование умений самостоятельно приобретать знания , осуществлять информационно – учебную , экспериментально – иссл е довательскую 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 , осуществл я емые 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 возни кновению 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 информац и онно – учебной , экспериментально – исследовательской деятельности , и осуществляемого оперированием компонентами CCO; функционирования организационных структур педагогического воздействия в рамках определенной технологии обучения . Информационно – предметна я 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 взаимо с вязь 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 протекающи х , 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 п р и 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 ; автоматизированны й 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 визуализац ия 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 визуализ ация 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 исс л едуемой закономерности изучаемого процесса . Требование обеспечения компьютерной визуализации учебной информации , предъявляемой ППС , предполагает реализацию возможностей современных средств визуализации объектов , процессов , явлений (как реальных , так и "ви р туальных "), а также их моделей , представление их в динамике развития , во временном и пространственном движении , с сохранением возможности диалогового общения с программой. Контаминация – смешение , перетасовка информации , включающей текстовую , графическую , подвижные диаграммы , мультипликацию , видеоинформацию. Мультимедиа-операционные среды , основанные на использовании технологии компакт – диска (CD – ROM), позволяют интегрировать аудиовизуальную информацию , представленную в различной форме (видеофильм , текст , графика , анимация , слайды , музыка ), используя при этом возможности интерактивного диалога. Технология Мультимедиа (Multimedia) – это совокупность приемов , методов, способов продуцирования , обработки , хранения , передачи аудиовизуальной информации , основан ных на использовании технологии компакт – диска . Возможности систем Мультимедиа позволяют интегрировано представлять на экране компьютера любую аудиовизуальную информацию , реализуя интерактивный диалог пользователя с системой . При этом система обеспечивае т возможность выбора по результатам анализа действий пользователя нужную линию развития представляемого сюжета или ситуации. Объектно – ориентированные программные системы представляют собой программные системы , в основе которых лежит определенная модель об ъектного "мира пользователя ". Педагогическое программное средство (ППС ) – программа , предназначенная для организации и поддержки учебного диалога пользователя с компьютером ; функциональное назначение ППС – предоставлять учебную информацию и направлять обуч ение , учитывая индивидуальные возможности и предпочтения обучаемого . Как правило , ППС предполагают усвоение новой информации при наличии обратной связи пользователя с программой . Представление знаний – способ формального выражения , представления всех видов знаний (представимых для машинной обработки ), который используется для обработки знаний в системах искусственного интеллекта. Программа прикладная – программа вычислительной машины : проблемная , функциональная , реализующая решение задачи , необходимой польз ователю. Программно – методическое обеспечение (ПМО ) - учебно – воспитательного процесса – комплекс , в состав которого входят : программное средство учебного назначения или пакет программных средств учебного назначения ; инструкция для пользователя программн ым средством учебного назначения или пакетом программных средств учебного назначения ; описание методики (методические - рекомендации ) по использованию программного средства учебного назначения или пакета программных средств учебного назначения. Программно е средство (ПС ) учебного назначения – это программное средство , в котором отражается некоторая предметная область , в той или иной мере реализуется технология ее изучения , обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности . ПС уче бного назначения предназначается для использования в учебно – воспитательном процессе , при подготовке , переподготовке и повышении квалификации кадров сферы образования , в целях развития личности обучаемого , интенсификации процесса обучения . Использование П С учебного назначения ориентировано на : решение определенной учебной проблемы , требующей ее изучения и (или ) разрешения ( проблемно-ориентированные ПС ); осуществление некоторой деятельности с объектной средой ( объектно – ориентированные ПС ); осуществление д еятельности в некоторой предметной среде ( предметно – ориентированные ПС ). Средства информатизации образования – это средства новых информационных технологий совместно (используемые вместе ) с учебно – методическими , нормативно – техническими и организацион но – инструктивными материалами , обеспечивающими реализацию оптимальной технологии их педагогически целесообразного использования. Средства новых информационных технологий (СНИТ ) – программно – аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе мик ропроцессорной , вычислительной техники , а также современных средств и систем информационного обмена , обеспечивающие операции по сбору , продуцированию , накоплению , хранению , обработке , передаче информации . К СНИТ относятся : ПЭВМ ; комплекты терминального об о рудования для ЭВМ всех классов , локальные вычислительные сети , устройства ввода – вывода информации , средства ввода и манипулирования текстовой и графической информацией , средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудо в ание современных ЭВМ ; устройства для преобразования данных из графической или звуковой формы представления данных в цифровую и обратно ; средства и устройства - манипулирования аудиовизуальной информацией (на базе технологии Мультимедиа или систем "Вирту альная реальность "); современные средства связи ; системы искусственного интеллекта ; системы машинной графики , программные комплексы (языки программирования , трансляторы , компиляторы , операционные системы , пакеты прикладных программ и пр .) и др. Учебное , де монстрационное оборудование , сопрягаемое с ЭВМ, обеспечивает : управление с помощью компьютера объектами реальной действительности ; сбор , обработку , передачу информации о реально протекающем процессе ; визуализацию изучаемых закономерностей ; автоматизацию п роцессов обработки результатов учебного эксперимента ; графические построения . Состав учебного , демонстрационного оборудования , функционирующего на базе СНИТ : учебные роботы , управляемые ЭВМ , имитирующие промышленные устройства и механизмы ; электронные кон с трукторы ; комплект датчиков и устройств , обеспечивающих получение информации о регулируемом физическом параметре или процессе ; средства пространственного ввода и манипулирования текстовой и графической информацией. Формализация знаний – представление знани й в формализованной структуре средствами математической логики . Построение логических исчислений в математической логике позволяет применить ее средства к формализации целых областей науки . При этом области знания , формализованные средствами математическо й логики , приобретают вид формальных систем. Экспертная обучающая система (ЭОС ) является средством представления знаний , организует диалог пользователя с системой , обеспечивает : пояснение стратегии и тактики решения задач изучаемой предметной области ; контр оль уровня знаний , умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения и оценкой достоверности контроля ; автоматизацию процесса управления самой системой в целом. Экспертные системы (ЭС ) – класс систем искусственного интеллекта , предназначенных для получения , накопления , корректировки знания , предоставляемого экспертами из некоторой предметной области , для получения нового знания , позволяющего решать определенные задачи , относящиеся к классу неформализованных, слабоструктурированных, объясняя ход их решения . Экспертные системы ориентированы на использование неформальных знаний , например , в таких областях , как медицина , геология , фармакология , образование и т.п. Список использованной литературы : 1. Борк A "История " новых технологий в образов ании / Российский открытый университет - М ., 1990. 2. Брановский Ю.С . Введение в педагогическую информатику . - Ставрополь : СГПУ , 1995. 3. Выявление экспертных знаний / О.И . Ларичев , А.И . Мечитов , Е.М . Мошкович , Е.М . Фуремс . - М .: Наука , 1989. 4. Инструм ентальные средства для конструирования программных средств учебного назначения : (Обзор ) / Институт проблем информатики АН CCCP; (Отв . ред .: Г.Л . Кулешова ). - М ., 1990. 5. Интеллектуализация ЭВМ / (E.C. Кузин , А.И . Ройтман , И.Б . Фоминых , Г.К . Хахалин ). - М .: Высшая школа , 1989. 6. Информационная технология : Вопросы развития и применения . - Киев : Наук . думка , 1988. 7. Концепция информатизации образования // Информатика и образование . - 1990. - № 1. 8. Концепция использования новых информационных технологи й в организационно-методическом обеспечении учебного заведения / Российский Центр информатизации образования - М ., 1992. 9. Кузнецов А.А . Сергеева Т.А . Компьютерная программа и дидактика // Информатика и образование . - 1986. - N 2. 10. Куликова М.Ф ., Мих алюк Э.В ., Введение в математику : Методическое пособие . - Ставрополь : Издательство СГУ , 1996. 11. Куприенко В.Д ., Мещерин И.В . Педагогические программные средства : Методические рекомендации для разработчиков ППС . / Омский ГПИ им. А.М . Горького . - Омск , 19 91. 12. Материалы IV Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании " (Троицк , 24 - 26 июня 1993 г .) / - Троицк , 1993. 13. Методические рекомендации по проектированию обучающих программ / Институт психологии Министерства просвещения УССР ; - Киев , 1986. 14. Методические рекомендации по созданию и использованию педагогических программных средств : (Сб . ст .) / НИИ средств обучения АПН CCCP - М ., 1991. 15. Мирская А , Сергеева Т . Обучающие программы оценивает практика // Инф орматика и образование . 1987. - 6. 16. Нильсон Н . Принципы искусственного интеллекта : Пер . с англ . - М .: Радио и связь , 1985. 17. Основы информатики н вычислительной техники : Методические рекомендации для слушателей / НИИ школьного оборудования и техниче ских средств обучения АПН CCCP - М ., 1988. 18. Периферийное оборудование комплекта учебной вычислительной техники и демонстрационное оборудование кабинета вычислительной техники / НИИ школьного оборудования и технических средств обучения АПН СССР - М ., 19 89. 19. Положение о порядке аттестации и сертификации педагогического программного продукта (ППП ): Методические рекомендации / Российский центр информатизации образования . - M., 1992. 20. Представление и использование знаний / Под редакцией Х . Уэно , М . Исидзука . - М .: Мир , 1989. 21. Рубенкинг Нейл Дж . Delphi 3 для “чайников” . - Киев , Диалектика , 1997. 22. Свириденко С.С . Современные информационные технологии . - М .: Радио и связь , 1989. 23. Словарь по кибернетике / Под редакцией В.С . Михалевича . - Киев , 1989. 24. Соломатин Н.М . Информационные семантические системы . - М .: Высшая школа , 1989. 25. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM РС / Под редакцией У . Томпкинса , Дж . Уэбстера . - М .: Мир , 1992. 26. Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники / А.П . Ершов , Н.М . Шанский , А.П . Окунева , Н.В . Баско . - М .: Просвещение , 1991. 27. Технология сертификации программных средств учебного назначения (ПС УН ) / Рос . центр информатизации образования (РОСЦИО ) / П од редакцией А.И . Галкина , В.К . Мороз . - М ., 1993. 28. Тодд Миллер , Дэвид Пауэл . Использование Delphi 3 / специальное издание . - М.-Киев , Диалектика , 1997. 29. Уваров A.IO. Компьютерная коммуникация в учебном процессе // Педагогическая информатика . - 199 3. - № 1. 30. Хейес-Рот Ф ., Уотермен Д ., Ленат Д . Построение экспертных систем . - М .: Мир , 1987. 31. Цивенков Ю.М ., Семенов Е.Ю . Компьютеризация в образовании развитых капиталистических стран : (Средства обучения в высшей школе ) НИИ Высшая школа - М ., 198 9. 32. Экспертные системы : Принципы работы и примеры / Под редакцией Р . Форсайта . - М .: Радио и связь , 1987.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Почему ты не хочешь купить мне квартиру? В конце концов, в моих жилах течёт твоя кровь!
- Больной, отстаньте от донора, дайте ему спокойно уйти!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, диплом по педагогике "Разработка электронного учебника по математике для студентов I курса, отделения "информатика - иностранный язык"", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru