Реферат
Дипломный проект 112 с., 10 рис., 9 табл., 17 источников, 2 прил.
ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ, ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК, СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ, HTML, JAVA SCRIPT, MACROMEDIA FLASH, КОМПАКТ-ДИСК, УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС, ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ, INTERNET,
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ, ТЕСТИРОВАНИЕ.
Объектом исследования являются средства разработки электронных курсов для дистанционного обучения.
Целью данной работы является разработка программного комплекса представляющего из себя интерактивный учебник по дисциплине «информатика» с теоретическими материалами и системой контроля знаний в виде тестов, ориентированной на студентов первого курса МИИТа, специальности «Управление и информатика в технических системах».
История интерактивных учебников и средств для их создания началась, когда Интернет не был еще распространен повсеместно, а учебные пособия в основном были только на CD-ROM. Инструменты для создания учебных материалов прошли со времени своего появления долгий путь.
В качестве средства разработки интерактивных обучающих программ использовался язык гипертекстовой разметки HTML, язык Web программирования Java Script и программный пакет Macromedia Flash MX.
В результате работы получен кросплатформенный электронный курс «Информатика» для дистанционного обучения, который содержит следующие разделы: интерактивный учебник, тесты, глоссарий, связь с разработчиком по электронной почте и программы (flash плееры, браузеры). Электронный курс записан на компакт-диск с поддержкой автоматического запуска.
Разработанный курс может быть использован в учебном процессе как раздаточный материал при чтении лекций и при выполнении лабораторных работ, а также курсового и дипломного проектирования. Электронный курс полностью функционирует на ЭВМ с установкой стандартного программного обеспечения. Его можно изучать как на индивидуальном персональном компьютере, так и локально или в сети и сети Internet.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. 6
1.1 Понятие дистанционного обучения 6
1.2 Обзор технологий дистанционного образования 8
1.3 Языки программирования(HTML, JAVA SCRIPT) 16
1.4 Программное обеспечение необходимое для работы комплекса 18
1.5 Минимальные системные требования, необходимые для работы комплекса 19
2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 19
2.1 Назначение программного комплекса 20
2.2 Логическая структура программного комплекса 20
2.3 Входные данные и требования к ним 22
2.4 Выходные данные и требования к ним 22
2.5 Вызов и загрузка 23
3 ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА 23
3.1 Разработка интерфейса 23
3.2 Разработка алгоритма 26
3.2.1 Разработка алгоритма для интерактивного тестирования с вводом правильного ответа 28
3.2.2 Разработка алгоритма для интерактивного тестирования с выбором варианта правильного ответа 32
3.3 Разработка программного обеспечения 33
3.3.1 Разработка программного обеспечения для лекционного материала 33
3.3.2 Разработка программного обеспечения для интерактивных вопросов 33
3.4 Документация для системного программиста 34
3.5 Документация для пользователя 37
3.6 Расчет пропускной способности локальной сети 37
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 44
4.1 Калькуляция сметной стоимости разработки программного обеспечения 45
4.2 Расчет экономической эффективности от использования программного комплекса 52
4.3 Расчет заработной платы преподавателя 53
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 57
5.1 Обеспечение оптимальных условий труда оператора ЭВМ 57
5.1.1 Анализ условий труда оператора ЭВМ 57
5.1.2 Организация рабочего места оператора ЭВМ 60
5.2 Влияние освещенности на условия и безопасность труда оператора ЭВМ, и нормирование освещенности в компьютерном классе 61
5.3 Выбор системы освещения, источников света, осветительной аппаратуры 62
5.4 Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока 63
5.5 Расчет уровня шума 67
5.6 Правила техники безопасности при работе компьютерном классе 69
5.7 Обеспечение пожарной безопасности в компьютерном классе 70
5.8 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 72
5.9 Выводы 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
Список использованных источников 76
ПРИЛОЖЕНИЕ А – ИСХОДНЫЕ КОДЫ ПРОГРАММ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 113
ВВЕДЕНИЕ
В последние несколько лет одним из приоритетных направлений развития современного российского образования является внедрение и повсеместное использование средств дистанционного обучения. Развитие этой технологии на Западе, ее относительная дешевизна и ряд других преимуществ привели к всплеску исследовательского интереса к данному виду обучения и спровоцировали рост предложений дистанционного обучения в России.
В настоящее время в мире накоплен значительный опыт реализации систем дистанционного обучения (ДО). Существенное место занимают системы, использующие компьютерные сети и системы дистанционного обучения с использованием современных телекоммуникационных технологий.
Предпосылкой возникновения и последующего развития дистанционного обучения стало расширение сферы использования Internet-технологий во всех сферах жизни и деятельности, в том числе и в образовании.
Дистанционное обучение позволяет решить ряд проблем, присущих традиционной методике обучения. Главное преимущество ДО заключается в решении проблемы доступности образования. Система дистанционного обучения позволила реализовать в российском образовательном пространстве идеологию открытого образования, означающего общедоступность образовательных ресурсов независимо от географического местоположения.
1ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. 1.1Понятие дистанционного обучения
Дистанционное обучение - является формой получения образования, при которой в образовательном процессе используются современные традиционные и инновационные методы, средства и формы обучения, основанные на компьютерных и телекоммуникационных технологиях.
Основу образовательного процесса при дистанционном обучении составляет самостоятельная работа обучаемого, который может учиться в удобном для себя месте, по индивидуальному расписанию, имея персональный компьютер с необходимым программным обеспечением, и при необходимости подключение к сети Internet.
Как правило, система дистанционного обучения представляет собой программный комплекс, состоящий из электронного учебного пособия и интерактивных вопросов по пройденному курсу.
Для дистанционного обучения характерны все присущие учебному процессу компоненты системы обучения: смысл, цели, содержание, организационные формы, средства обучения, система контроля и оценки результатов [1].
Благодаря экономичности оно становится очень популярным и востребованным способом обучения (не требуется затрат на аренду помещений, поездки). Дистанционное обучение — удобная форма обучения для заочников, экстернов, вечерников.
Система дистанционного обучения - это сложная, многокомпонентная система, имеющая тенденцию к непрерывному изменению и динамическому развитию.
При проектировании системы ДО необходимо рассматривать ряд моделей с целью наиболее полного представления о системе не только с точки зрения текущих требований и возможностей, но и перспектив развития.
В связи с этим представляется возможным выделить следующие "проекции" системы дистанционного обучения:
1) структурная
2) функциональная
3) информационно-технологическая
4) эволюционная
Структурная модель системы базируется на структуре организации, в которой она разработана и применяется. Компоненты системы соответствуют подразделениям, участвующим в процессе дистанционного обучения. Например, вуз, учебный отдел, кафедры [2].
Функциональная модель системы дистанционного обучения разбивает системы на компоненты по функциональным признакам. Например, обучение, тестирование, общение. Большинство коммерческих пакетов дистанционного обучения разрабатывается именно на основе функциональной модели.
Информационно-технологическая модель может относиться как к определению потоков информации в системе, так и к технологиям, используемым в процессе обучения и техническому построению системы.
Эволюционная модель отражает развитие системы во времени, а также перспективы развития системы в будущем.
Дистанционное обучение занимает всё большую роль в модернизации образования. Согласно приказу 137 Министерства образования и науки Российской Федерации от 06.05.2006 «Об использовании дистанционных образовательных технологий», итоговый контроль при обучении с помощью дистанционных образовательных технологий можно проводить как очно, так и дистанционно. Государственная Дума Российской Федерации рассматривает проект поправок к закону «Об образовании, связанных с дистанционным обучением» [1].
1.2Обзор технологий дистанционного образования
Одним из средств дистанционного образования являются электронные учебники.
Электронный учебник (ЭУ) – это комплекс информационных, методических и программных средств, который предназначен для изучения отдельного предмета и обычно включает тесты и задачи для самоконтроля и проверки знаний.
Электронные учебники могут быть использованы на всех уровнях
образования: в школах и колледжах, институтах и университетах, для повышения квалификации.
Средства создания электронных учебников можно разделить на группы, например, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с указанным критерием возможна следующая классификация:
Традиционные алгоритмические языки
Характерные черты электронных учебников, созданных средствами прямого программирования:
разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура ЭУ, способ подачи материала и т.д.);
сложность модификации и сопровождения;
большие затраты времени и трудоемкость;
отсутствие аппаратных ограничений, т.е. возможность создания ЭУ, ориентированного на имеющуюся в наличие техническую базу.
Инструментальные средства общего назначения
Инструментальные средства общего назначения предназначены для создания электронных учебников пользователями, не являющимися квалифицированными программистами. К таким средствам можно отнести, например, текстовые редакторы, текстовые процессоры, а так же графические редакторы, поставляемые вместе с операционной системой Windows. Они обеспечивают следующие возможности:
формирование структуры ЭУ;
ввод, редактирование и форматирования текста (текстовый редактор);
подготовка статической иллюстративной части (графический редактор);
К достоинствам инструментальных средств общего назначения следует отнести:
возможность создания ЭУ лицами, которые не являются квалифицированными программистами;
существенное сокращение трудоемкости и сроков разработки ЭУ;
невысокие требования к компьютерам и программному обеспечению.
Вместе с тем инструментальные средства общего назначения имеют ряд недостатков, таких как:
не всегда удобный и понятный интерфейс;
меньшие, по сравнению с мультимедиа и гипермедиа системами, возможности;
отсутствие возможности создания программ дистанционного обучения.
Средства мультимедиа
Мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт.
Мультимедийные обучающие системы позволяют гармонично объединить лекцию с демонстрацией учебного материала, практикум в виде компьютерного имитатора, тестирующую систему и все дополнительные материалы в едином интерактивном компьютерном учебнике.
Мультимедийный учебник не просто разгружает преподавателя от каждодневных рутинных функций, но значительно повышает интерес обучаемых к предмету, ускоряет обучение и обеспечивает лучшее усвоение знаний. Но мультимедийные системы обучения требуют соответствующей аппаратной поддержки, занимают большие объемы памяти, что несколько ограничивает область их применения.
Аудиоинформация включает в себя речь, музыку, звуковые эффекты. Наиболее важным вопросом при этом является информационный объем носителя. По сравнению с аудио видеоинформация представляется значительно большим количеством используемых элементов. Прежде всего, сюда входят элементы статического видеоряда, которые можно разделить на две группы: графика (рисованные изображения) и фото. К первой группе относятся различные рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме. Ко второй - фотографии и сканированные изображения.
Динамический видеоряд практически всегда состоит из последовательностей статических элементов (кадров). Здесь выделяются три типовых элемента: обычное видео (около 24 кадров в секунду) и анимация(6-12 кадров в секунду). Использование видеоряда в составе мультисреды предполагает более высокие системные требования, чем использование аудио.
Характерным отличием мультимедиа продуктов от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объем.
Гипертекстовые и гипермедиа средства
Гипертекст – это способ нелинейной подачи текстового материала, при котором в тексте имеются каким-либо образом выделенные слова, имеющие привязку к определенным текстовым фрагментам. Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т.е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук.
Использование гипертекстовой технологии удовлетворяет таким предъявляемым к учебникам требованиям, как структурированность и удобство в обращении.
Благодаря бурно развивающейся технологии средства мультимедиа и гипермедиа становятся достаточно дешевыми и популярными, чтобы устанавливать их на большинство персональных компьютерах. Кроме того, мощность и быстродействие аппаратных средств позволяют использовать вышеупомянутые средства на всех современных персональных компьютерах.
В настоящее время создано довольно большое количество автоматизированных обучающих систем и средств их создания. По виду представления учебного материала их можно разделить на три основных вида - в виде простого, мультимедийного или гипертекстового документов.
Системы на основе линейного текста
Представление материала в виде обычных документов, то есть линейного текста, подразумевает наличие некоторого текстового материала, разбитого на темы и страницы, может быть, содержащего некоторые рисунки. Ознакомление обучаемого с данным текстом идет в заранее определенной последовательности, которую он не может изменить. В лучшем случае подобная система предлагает вернуться на шаг назад или к начать обучение с самого начала.
Системы с подобной организацией данных обычно не предполагают каких-либо тестовых программ, а если таковые имеются, то все на что они способны, это вернуть обучаемого к предыдущей пройденной теме или выставить ему оценку за прочитанный материал. Именно прочитанный, а не изученный.
Как видно из вышеизложенного, системы подобного типа мало подходят для реализации задач обучения.
Следует отметить, что электронный учебник должен не просто повторять печатные издания, а использовать все современные достижения компьютерных технологий.
Специализированное программное обеспечение
В связи с ростом популярности дистанционного обучения на рынке программного обеспечения в последние годы появилось достаточно много разнообразных программных продуктов для создания электронных учебников и интерактивных тестирований. Данное программное обеспечение многофунционально, удобно в использовании, не требует навыков программирования и дизайна, но имеет достаточно высокую стоимость.
Многие ВУЗЫ имея потребность в дистанционном обучении создают свое программное обеспечение. Оно как правило распространяется бесплатно, но ориентированно на учебную программу и специфику обуения только данного образовательного учреждения.
Например в НИИ образовательных технологий МЭСИ разработана бесплатная программная оболочка «АСТ-ТЕСТ» - адаптивная среда тестирования. Адаптивное тестирование — это широкий класс методик тестирования, предусматривающих изменение последовательности, содержания и сложности предлагаемых заданий в самом процессе тестирования с учетом ответов испытуемого.
К недостаткам данной оболочки можно отнести то, что она может работать только с тестами предусмаривающим выбор правильного ответа из нескольких вариантов. И не имеет возможности создавать тестирования где требуется ввод правильного ответа и расчеты внутри самой программы.
Рассмотрим некоторые элементы электронного учебника:
1. Электронный учебник должен содержать только минимум текстовой информации, в связи с тем, что длительное чтение текста с экрана приводит к значительному утомлению и как следствие к снижению восприятия и усвоения знаний. Существенное значение имеет размер и начертание шрифта. В отношении печатных учебных пособий исследования показывают, что наклонные шрифты (курсив) могут использоваться для акцента или в исключительных случаях для дополнительного текста. Электронный вариант учебника позволяет выделить отдельные слова или фразы цветом и фоном, что с одной стороны улучшает наглядность, позволяет акцентировать внимание на главном, но с другой стороны, излишняя "пестрота" или недостаточная контрастность могут рассеивать внимание или затруднить чтение.
2. Такие учебники должны содержать большое количество иллюстрированного материала.
3. Использование видеофрагментов позволяет передать в динамике процессы и явления. Несмотря на большие размеры файлов, применять их целесообразно, т.к. восприятие и заинтересованность студентов повышаются и как следствие, улучшается качество знаний.
4. В традиционном обучении преобладают вербальные средства при предъявлении нового материала. В связи с этим применение аудио фрагментов в электронном учебнике позволяет не только приблизить его к привычным способам предъявления информации, но и улучшить восприятие нового материала, при этом активизирует не только зрительные, но и слуховые центры головного мозга.
5. Электронный учебник должен содержать гиперссылки по элементам учебника и возможно иметь ссылки на другие электронные учебники и справочники. Желательно иметь содержание с быстрым переходом на нужную страницу.
6. Исключительное дидактическое значение имеет компоновка текстового, графического и другого материала. Качество восприятия новой информации, возможность обобщения и анализа, скорость запоминания, полнота усвоения учебной информации в значительной мере зависят как от расположения информации на странице (экране компьютера), так и от последовательности идущих друг за другом страниц. Ведь, в отличие от печатного издания, в котором можно одновременно "заглядывать" в две страницы, держа промежуточные страницы в руках, в электронном учебнике это сделать невозможно. Но в связи с вышесказанным, электронный учебник должен позволять делать закладки в любом месте, отображать список закладок, отсортировав их в любом порядке.
7. В электронном учебнике должен быть список рекомендованной литературы, изданной традиционным, печатным способом. Как отмечалось выше, электронный учебник может быть адаптирован к конкретному учебному плану ВУЗа и поэтому в списке литературы можно предусмотреть указание имеющегося в библиотеке количества книг или других изданий.
Несмотря на то, что сообщающее обучение недостаточно развивает творческие способности обучаемых и не обеспечивает индивидуализации, но этот вид обучения занимает достаточно большой процент времени. Информационно-иллюстративное обучение способствует усвоению большого по объему и достаточно сложного материала. Электронный учебник, включающий в себя не только текстовую и графическую информацию, но также звуковые и видеофрагменты позволяет индивидуализировать обучение, а в отличие от обычного (печатного) учебника обладает интерактивными возможностями, т.е. может предъявлять необходимую информацию по запросу обучаемого, что приближает его (электронный учебник) к обучению, проводимому под руководством преподавателя.
Применение электронных учебников целесообразно только в комплексе с другими обучающими системами, при этом, не отрицая, а, взаимно дополняя печатные издания.
Получив учебные материалы в электронном и/или печатном виде с использованием телекоммуникационных сетей, студент может овладевать знаниями дома, на рабочем месте, или в специальном компьютерном классе.
1.3Языки программирования(HTML, JAVA SCRIPT)
HTML (от англ. HyperText Markup Language — «язык разметки гипертекста») — стандартный язык разметки документов в сети Internet. Все веб-страницы создаются при помощи языка HTML (или XHTML). Язык HTML интерпретируется браузером и отображается в виде документа, в удобной для человека форме [3].
Текстовые документы, содержащие код на языке HTML (такие документы традиционно имеют расширение «html» или «htm»), обрабатываются специальными приложениями, которые отображают документ в его форматированном виде. Такие приложения, называемые браузерами или интернет-обозревателями, обычно предоставляют пользователю удобный интерфейс для запроса веб-страниц, их просмотра (и вывода на иные внешние устройства) и, при необходимости, отправки введённых пользователем данных на сервер. Наиболее популярными на сегодняшний день браузерами являются Internet Explorer, Firefox, Safari, Google Chrome и Opera.
Документ HTML - это текст, оформленный в специальные элементы разметки, заключенные в угловые скобки. Такие элементы разметки называются тегами. Теги бывают одиночными, открывающими и закрывающими. Структура HTML документа рассмотрена в таблице 1.
Таблица 1- Структура HTML документа
|
Начало документа
|
Название документа
|
Название документа
|
|
Заголовок документа
|
|
Закрывающий тег – заголовок документа
|
|
Открывающий тег - тело документа
| | | |
