Анализ предметной области

РЕФЕРАТ

 

Пояснительная записка: 34 с., 6 рис., 3 источника, 4 прил.

Объектом разработки является учебное пособие с системой тестов.

Целью курсового проекта является разработка теоретического и проверочного материала в объеме одной лекции о семействе компьютеров Pentium в виде WEB страниц.

Учебник реализован на языке HTML с использованием скриптового языка JavaScript и стандарта хранения данных XML, что позволяет использовать его как справочный материал не только для одного пользователя.

Разработанный проект может быть использован в качестве учебного пособия студентами, изучающими курс «Архитектура компьютеров», для ознакомления с семейством компьютеров Pentium, а также для самостоятельного обучения.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1 Анализ предметной области

1.1 Основные положения и классификация электронных учебных материалов

1.2 Использование информационных технологий в создании и применении обучающих систем

1.3 Преимущества и недостатки компьютерных систем обучения

1.4 Этапы создания компьютерного учебного пособия

1.5 Обзор аналогов

2 Постановка задачи

2.1 Общая постановка задачи

2.2 Цель создания курсового проекта

2.3 Постановка задачи

3 Разработка компьютерного учебного пособия

3.1 Описание структуры компьютерного учебного пособия

3.2 Разработка интерфейса учебного пособия

4 Реализация компьютерного учебного пособия

4.1 Обоснование выбора языка программирования

4.2 Структурная схема взаимодействия HTML-документов

4.3 Методика тестирования

4.4 Методика поиска

Заключение

Перечень ссылок

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

 

МП - Микропроцессор

ПК -  Персональный компьютер

ЭВМ -  Электронно-вычислительная машина

ПП -  Программный продукт

БД -  База данных

HTML - Hyper Text Mark-up Language (язык разметки гипертекстов)

XML - Extended Mark-up Language (расширенный язык разметки

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В условиях повсеместной компьютеризации общества, проникновения компьютеров практически во все сферы человеческой жизни и деятельности, заметна тенденция применения компьютеров в целях обучения или приобретения определенных практических навыков в каком либо виде деятельности. Для этих целей уже довольно давно используются разнообразные программные средства: от электронных учебников до программ-симуляторов определенных процессов.

Следует отметить высокую эффективность применения вышеописанных средств обучения по сравнению с «классическими», материальными средствами, такими как обычные книги и тренажеры. Эта эффективность обусловлена следующими положительными чертами, присущими электронным средствам обучения:

- возможность динамического отображения материала (при помощи видеороликов, или анимации) предоставляет излагаемый материал более наглядно и удобно для человеческого восприятия;

- компактность и мобильность электронных средств обучения;

- удобство и быстрота поиска желаемой информации;

- возможность объективного контроля и оценки уровня знаний и навыков пользователя в изучаемой области, реализованная посредством тестирования с жестко предписанной системой оценивания;

- возможность связаться с разработчиком электронного средства обучения при помощи удобных электронных средств связи, что делает возможным другой вид обучения с использованием компьютера, не менее эффективный: дистанционное обучение.

В данном курсовом проекте необходимо создать электронное учебное пособие на тему «Семейство компьютеров Pentium. Для создания эффективного учебника следует не упустить из внимания все вышеперечисленные аспекты, и по возможности реализовав их, добиться следующих результатов:

- простота изложения материала; снабжение его графическим контентом;

- удобный и эффективный поиск по тексту лекций;

- система тестирования, дающая оценку знаниям пользователя;

- удобный интерфейс, приятный внешний вид.

 

Анализ предметной области

1.1 Основные положения и классификация электронных учебных материалов

 

Электронные текстовые документы – это не просто тексты в цифровом формате. Это удобство восприятия, возможность сверхбыстрого поиска информации, поддержка аудио, видео и анимации, интерактивные функции – все это имеет принципиальное значение для физической научной деятельности. Главное, что отличает электронные книги – экономичность, дешевизна, удобство их передачи, как на внешних носителях, так и по сети Интернет.

Изложение теоретического материала в свете возможностей цифровой обработки текстовой и графической информации получает принципиально новую форму. Наиболее часто используются электронные учебники, справочники, электронные лекции и книги. Рассмотрим более детально классификацию электронных учебных материалов. В современной медиапедагогике понятие «Электронный учебник» включает несколько форм:

1) Стандартные электронные учебники представляют собой электронный текст, оглавление которого является системой быстрого перехода на разделы и главы учебника. Каждая электронная страница дополнена графическими изображениями или анимацией, функциями пролистывания «вперед-назад» и «возврат к оглавлению». Это простейшая схема. В более сложных учебниках при помощи гиперссылок (переходов) реализована возможность быстрого перемещения на справочный материал или другие параграфы учебника, связанные с текущим. Это значительное функциональное удобство, с лихвой компенсирующее некоторый дискомфорт, возникающий при чтении текстов с экрана монитора.

2) Электронные энциклопедии – это электронные страницы с текстами и графическими изображениями классического энциклопедического характера. Главное преимущество такой энциклопедии перед обычными бумажными формами – мощная система поиска информации, основанная на специальных программных алгоритмах поиска, электронные каталоги, функция поиска связанной информации, поддержка видео и анимации, и безусловно небольшой физический объем. 50 томов книг-энциклопедий умещаются на одном CD-диске.

3) Электронные справочники-комплексы справочной информации по некоторому разделу, оснащенные программными алгоритмами с различными схемами поиска : по оглавлению, ключевым словам и др. Часто справочники интегрируются в электронные учебники, тренажеры и другие образовательные ресурсы.

4) Электронные репетиторы представляют собой комплексы мультимедийных ресурсов, основу которых составляет электронный справочник. Главное отличие электронного репетитора от других электронных учебников – это его целевое назначение.

5) Электронные самоучители одно из самых эффективных средств самообразования. Основу самоучителя составляет электронный учебник, дополненный системой тренажеров и интерактивных тестов для самоконтроля. Как бы не были совершенны мультимедийные образовательные ресурсы, роль преподавателя в процессе обучения не становится менее значительной. Именно в самоучителе при помощи интерактивных мультимедийных средств максимально смоделированы функции контроля над обучением: схема допуска к следующему этапу по результатам тестирования, звуковое сопровождение, система подсказок и советов.

6) Терминологические словари – разновидность электронных словарей, получивших в последнее время очень широкое распространение. Представляет собой электронную базу данных определений из некоторой предметной области. Разнообразные системы быстрого поиска основной и дополнительной информации значительно облегчают работу с любым текстом. Терминологический электронный словарь может быть как отдельным модулем, так и интегрирован в другие мультимедийные ресурсы.

7) Мультимедийные курсы это комплексы самых разнообразных ресурсов по определенному разделу, связанных при помощи системы связей и переходов между собой в единый образовательный сценарий. Мультимедийный курс предполагает участие преподавателя, как координатора учебного процесса и, соответственно, может быть использован или на занятиях в аудиториях, оснащенных компьютерной техникой или в схеме дистанционного обучения.

8) Комплекты электронных лекций – разновидность электронных учебных материалов универсального характера, так как позволяет преподавателю дополнять и корректировать свои лекции, оформлять их графическими и видеоматериалами и интерактивным оглавлением, размещать в виде электронных методических пособий на сайте своего учебного заведения и использовать в дистанционном обучении.

 

1.2 Использование информационных технологий в создании и применении обучающих систем

 

Повышение эффективности обучения является одной из глобальных задач общества. Эффективность обучения, в свою очередь, связана с использованием информационных технологий и в значительной степени зависит от качества обучающих программ, степени их соответствия особенностям образовательного процесса. Таким образом, задача создания полноценных обучающих систем, имеющая тридцатилетнюю историю, остается актуальной.

Под словом "полноценная" обучающая программа имеется в виду система, способная взять на себя большую часть работы преподавателя по передаче знаний обучаемому и контролю полученных знаний. На сегодняшний день существует довольно много обучающих программ - электронных учебников, однако, большинство преподавателей относится к таким программам довольно скептически. Действительно, большинство электронных учебников, представленных на рынке не лишены недостатков, особенно если рассматривать их с точки зрения адаптивности и индивидуальности при работе с обучаемым.

Для эффективной работы в электронной системе обучения вне зависимости от задачи, особое значение приобретают методы визуализации исходных данных, промежуточных результатов обработки, обеспечивающих единую форму представления текущей и конечной информации в виде отображений, адекватных зрительному восприятию человека и удобных для однозначного толкования полученных результатов. Важным требованием интерфейса является его интуитивность. Следует заметить, что управляющие элементы интерфейса должны быть удобными и заметными, вместе с тем они не должны отвлекать от основного содержания. Навигационные средства электронного учебника должны присутствовать на всех страницах. Фактически, электронный учебник – это Web-ресурс, который можно использовать как в глобальной, так и в локальной сети или на компакт диске. В конце каждого раздела помещаются контрольные вопросы или различного рода тестовые задания по пройденному материалу. В конце электронного пособия возможно также обобщить все полученные оценки и выставить итоговую по пройденному курсу.

Разработка и применение интерактивных информационных обучающих систем в высшей школе это одна из составляющих компонент информатизации вуза. Главная цель информатизации в вузе - это повышение качества подготовки специалистов посредством внедрения в учебный и научный процессы новых информационных технологий, средств мультимедиа и телекоммуникаций. Проблема информатизации высшего образования состоит в том, что развитие и использование отдельных информационных технологий в вузе должно являться одним из составляющих частей поэтапного формирования и развития единой информационной среды высшего учебного заведения.

Учебный процесс специфицируется по видам занятий, специальностям и предметным областям или дисциплинам, в этой связи приоритетность разработки и внедрения информационных технологий и объектов учебного и учебно-методического назначения имеет первостепенное значение.

 

1.3 Преимущества и недостатки компьютерных систем обучения

 

Многочисленные исследования подтверждают успех систем обучения с использованием компьютерных технологий. Установлено, что внимание обучаемых во время работы с обучающей интерактивной программой на базе мультимедиа, как правило, удваивается, поэтому время, необходимое для изучения конкретного материала, сокращается в среднем на 30%, а приобретенные знания сохраняются в памяти значительно дольше.

Существенные положительные факторы, которые говорят в пользу обучения с использованием технологии мультимедиа, следующие:

- лучшее и более глубокое понимание изучаемого материала;

- мотивация обучаемого на контакт с новой областью знаний;

- возможность самостоятельного выбора последовательности изучения предметов и темпа работы;

- экономия времени из-за значительного сокращения времени обучения;

- полученные знания остаются в памяти на более долгий срок и впоследствии легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения.

Эти и другие возможности информационных средств естественным образом активизируют процессы обучения на всех его этапах усвоения знаний.

Применение интерактивных информационных обучающих систем повышает динамику и содержательность учебных заданий, процесса их выполнения, а также самоконтроля, самооценки и оценки успешности обучения. Компьютеризация и информационные технологии, будучи мощным дополнением мастерства преподавателя, являются вместе с тем новым источником и стимулом его самосовершенствования.

Анализ и практика показывают, что положительные эффекты информатизации обучения наиболее отчетливо проявляются при:

- изучении базиса дисциплины, ее сложных закономерностей и алгоритмов, динамических процессов;

- реализации игр и имитаций;

- организации исследовательских и тренирующих процессов;

- автоматизации самоконтроля, контроля, оценки обучения;

- оперативном документировании наиболее существенных результатов.

К недостаткам можно отнести:

- вредное воздействие монитора на глаза человека при длительном чтении текстов;

- отсутствие личного контакта обучаемого и преподавателя, что ведет к невозможности быстрого уточнения возникших вопросов обучаемого с преподавателем.

 

1.4 Этапы создания компьютерного учебного пособия

 

При разработке любого компьютерного учебного пособия можно выделить следующие основные этапы:

1) предварительный этап: осуществляется выбор курса для его представления в среде мультимедиа, далее выявляются уже существующие курсы по данной проблематике, определяются предполагаемые затраты и время, необходимые для создания курса, а также его возможный тираж и аудитория, которой адресован курс;

2) написание текста курса: текс представляет собой главный компонент учебного курса, поэтому производится тщательный отбор источников информации (книги, журналы, статьи), после чего из них выделяются наиболее важные фрагменты и объединяются в единое целое; при этом важно учитывать последовательность и полноту изложения материала;

3) разработка интерфейса: по типу организации интерфейса можно выделить обучающие мультимедиа курсы с обратной связью с пользователем (интерактивные) и без нее. Курсы без обратной связи предназначены только для изложения материала определенными способами по предусмотренным сценариям. Интерактивные курсы предполагают учебный процесс, основанный на взаимодействии с обучаемым.

4) завершающий этап – создание медиаэлементов, курс распределяется на темы, формируется семантическая сеть гипертекстовых ссылок. Обработанные исходные материалы и формируются специальные файлы, которые представляют собой готовый мультимедиа курс.

5) тестирование – испытание разработанного приложения, проводится серия тестов с целью выявить ошибки программирования, таких как: «мертвые» ссылки, отсутствие доступа к разделам, неправильная работа системы тестов и др;

6) внедрение и эксплуатация: происходит внедрение полностью законченной компьютерной системы обучения в образовательные учреждения и глобальную сеть Интернет. Разрабатывается план занятий с использованием этой системы и начинается ее эксплуатация.

 

1.5 Обзор аналогов

 

В ходе работы над данным проектом был проведен поиск аналогов. Были найдены как электронные статьи по отдельным темам, содержащие поверхностный материал, так и достаточно полные и широкие, с детальным описанием семейства компьютеров Pentium. Ни один из найденных аналогов не содержал систему тестирования, что не дает пользователю возможности проверить свои знания.

Постановка задачи

 

2.1 Общая постановка задачи

В рамках данного курсового проекта необходимо изучить методы построения компьютерных учебных пособий, разработать учебное пособие на тему «Семейство компьютеров Pentium».

Можно выделить следующие задачи разрабатываемого КП:

1) изучить методы и этапы построения компьютерных учебных пособий;

2) подобрать теоретический и иллюстрационный материал по заданной теме;

3) составить техническое задание на курсовой проект;

4) разработать подсистему проверки усвоения материала темы;

5) изучить рекомендации по эстетическому оформлению WEB страниц;

6) изучить и применить современные средства разработки WEB страниц.

 

2.2 Цель создания курсового проекта

 

Основной целью создания курсового проекта является разработка теоретического и тестового материала по заданной теме в виде HTML-документа. В рамках данного проекта необходимо разработать интерактивную обучающую систему «Семейство компьютеров Pentium», которая позволила бы быстро и эффективно изучить учебный материал, а также самостоятельно проверить полученные знания.

 

2.3 Постановка задачи

 

Компьютерное пособие по данной теме содержит следующие разделы:

- теоретические данные;

- тестирование;

- поиск;

- сведения о разработчике.

Тестирование и поиск реализовано на DHTML – Dynamic Hyper Text Mark-up Language (динамический HTML) при помощи сценария JavaScript. База вопросов и ответов хранится во внешнем файле и недоступна пользователю из браузера, что позволяет исключить возможность просмотра правильных ответов.