СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 10
I Аналитическая часть 13
1.1 Анализ информационных технологий и аналогов разрабатываемого
электронного устройства 13
1.2 Электронное устройство, как инструмент обучения на основе технологий
образования 17
1.3 Анализ аналогов ЭУ 22
1.3.1 Электронный учебник «Электроника и микропроцессорная техника» 22
1.3.2 Электронный учебник «Электрические машины» 24
1.3.3 Электронный учебник «Язык Pascal» 25
1.3.4 Электронный учебник «Инженерная графика» 28
1.4 Экспертная оценка аналогов разрабатываемого ЭУ методом анализа
иерархий 30
1.5 Выводы 40
II Проектная часть 41
2.1 Классификация средств создания электронных учебников 41
2.2 Средства проектирования и разработки электронного учебника 45
2.2.1Delphi 45
2.2.2 C++ Builder 47
2.2.3 HTML. CSS 48
2.2.4 Java 50
2.3 Реализация программного продукта 52
2.3.1 Диаграммы вариантов использования 52
2.3.2 Описание вариантов использования 53
2.3.3 Построение диаграммы анализа пригодности 55
2.3.4 Построение диаграмм последовательностей для вариантов использования
58
2.3.5 Сравнения аналога и электронного учебника «Электротехника и
Электроника» 59
2.4 Подготовка электронного учебника к эксплуатации 62
III Обоснование экономической эффективности проекта 68
9
3.1 Организационно-экономическое обоснование проекта 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
Приложение 1 80
Приложение 2 Ошибка! Закладка не определена.
10
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее время в России можно охарактеризовать как
процесс информатизации. Взяв за основу современные средства микропроцессорной
и вычислительной техники, а также разнообразные средства информационного
обмена можно осуществить сбор, накопление, продуцирование, обработку, хранение,
передачу и использование информации, являющейся доминирующим видом
деятельности, в сфере общественного производства и в этом заключается
исключительность глобального социального процесса, другими словами можно
сказать информатизация общества.
Информатизация общества:
Осуществляет активное использование постоянно расширяющейся
интеллектуальный потенциал общества, который представляет собой
сконцентрированный печатный фонд, и научный, производственный и другие
виды работ его членов;
дает возможность интегрировать информационные технологии с научными,
производственными, инициирующую усовершенствование всех сфер
общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;
высоким уровнем информационного обслуживания, доступностью любого
члена общества к источникам надёжной информации, визуализацию
представляемой информации, существенностью применяемых
данных[2.стр.44].
Для усовершенствования элементов регулирования общественным устройством,
для поддержки гуманизации и демократизации общества, повышения уровня
благосостояния его членов, необходимо применить открытые информационные
системы, рассчитанные на применение всего массива информации, которая будет
доступна в данный момент обществу в предназначенной его сфере. При
информатизации общества происходят процессы, которые влияют на создание
качественно новейшей информационной среды социума, обеспечивающей прогресс
творческих возможностей индивида, так же, они влияют на ускорение научно–
технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности.
11
Процесс информатизации современного общества, включает в себя так же
информатизацию образования, то есть внедрение средств новых информационных
технологий в систему образования.
Это сделает возможным:
взяв за основу использование автоматизированных банков данных научно –
педагогической информации, информационно-методических материалов, а
также коммуникационных сетей, можно усовершенствовать механизм
управления системой образования;
для того чтобы соответствовать задачам формирования личности учащегося в
сегодняшних критериях информатизации общества, необходимо
совершенствовать методологию и стратегию отбора содержания способов и
организационных видов обучения;
для осуществления разнообразных видов независимой работы по
обрабатыванию информации, информационно–учебной, экспериментально –
исследовательской деятельность, создание умений автономно получать знания,
необходимо создать методические системы обучения направленные на работу
интеллектуального потенциала обучаемого;
• создание и применение компьютерных тестирующих, диагностирующих,
контролирующих и оценивающих систем.
В выпускной квалификационной работе рассмотрена одна 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 проверяются возможности средств
ранее не известных информационных технологий, условия, необходимые для их
эффективного применения, рассматривается и анализируется прикладное
программное обеспечение надобное для создания и дальнейшего использования
электронных учебников. Кроме этого, описываются все этапы создания подобных
электронных приложений с учетом специфики конкретной учебной дисциплины.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы определяется
современными требованиями, связанными с широким использованием компьютерных
и информационных технологий в учебном процессе, необходимостью организации
лабораторных практикумов с использованием интерактивного обучения, элементами
12
моделирования и исследовательской деятельности по дисциплинам, требующим
реального лабораторного оборудования. Актуальность обусловлена также
отсутствием аналогичного электронного учебного пособия на рынке программных
продуктов учебного назначения для студентов вузов.
Цель работы: Повышение уровня учебно-методической дисциплины
«Электротехника и Электроника» путем создания электронного средства обучения.
Новизна работы: использование в учебном процессе при изучении
дисциплины «Электротехника и Электроника» новых форм и методов, позволяющих
повысить эффективность преподавания дисциплины, привить будущим специалистам
навыки самостоятельной исследовательской деятельности.
Объект исследования – дисциплина «Электротехника и Электроника» и
применение в учебном процессе электронного учебного пособия.
Предмет исследования: электронное учебное пособие по дисциплине
«Электротехника и Электроника».
Задачи исследования:
исследовать рынок программных продуктов учебного назначения;
установить аналоги, дать их сравнительную характеристику;
выяснить перечень требований (учебно-методических, программных,
технических и др.) к создаваемому электронному учебному пособию,
установить его функциональные возможности;
выполнить проектирование программного продукта (электронного учебного
пособия);
обосновать информационную, функциональную и программную структуру
программного продукта;
реализовать электронный учебник;
дать экономическое обоснование;
изучить санитарные правила при работе с ЭВМ;
обобщить результаты, проанализировать полученные данные, сделать выводы.
13
I Аналитическая часть
1.1 Анализ информационных технологий и аналогов
разрабатываемого электронного устройства
С началом промышленного производства первого поколения компьютеров и их
появлением в образовательных учреждениях появилось новое направление в
преподавании связанное с обучением компьютерной техники. Первые системы
обучения Plato опирались на мощный компьютер компании "Control Data Corporation"
были изобретены в США в конце 50-х годов и совершенствовались на протяжении 20
лет [26]. Полноценное массовое создание и использование образовательных программ
началось в начале 80-х годов, когда возникли широко распространенные персональные
компьютеры. Поскольку образовательное использование компьютеров стало одним из
их основных приложений, наряду с обрабатыванием текстов и графикой, оттиснув на
второй план точные расчеты.
С возникновением примеров электронного обучения для создания
компьютерных учебных программ присоединились десятки тысяч преподавателей -
профессионалов в разнообразных областях знаний, часто в технических науках. При
разработки программ, необходимо опираться лишь главным образом на интуицию и
прикладной опыт, и осуществить свои соображения о преподавании определенных
дисциплин с поддержкой компьютеров. Педагоги-теоретики длительное время
оставались в стороне от этого нового направления в обучении. Ком¬пьютерные
обучающие программы на данный момент создают и применяют без достаточного
учета основ закономерностей обучения, так как не иметься общепризнанной
психолого-педагогической теории компьютерного обучения.
Современный персональный компьютер - это оригинальная обучающая машина,
обладающая конструктивными и функциональными особенностями. Он применяется в
обучении в самых разнообразных дисциплинах и служит основой для образования
огромного числа новых информационных способов обучения. Это не только какой-
нибудь одни режим персонального компьютера, а сочетание интерактивных режимов
работы (воздействие человека - отклик компьютера - человеческие действия и т. д.);
«персональность» «(малый размер и стоимость, что позволяет обеспечить
компьютеры с целым классом);
14
хорошие графические, иллюстративные возможности;
удобство записи и хранения информации об учебном процессе и учащихся, а
также возможность копирования и воспроизведения учебных программ;
легкости регистрации и хранения информации о процессе обучения и работе
учащегося, а также возможности копирования и размножения обучающих
программ.
Технические возможности компьютера, который применяется в качестве учебного
инструмента, позволяют:
повысить уровень учебного процесса;
учащимся возможность индивидуального обучения;
повысить наглядность при изложении материала;
Переместить акцент от теоретических знаний к практике;
поднять энтузиазм учащихся к обучению [20].
Активизация обучения, связанная с характером диалога рабочего компьютера, и
тот факт, что каждый ученик работает на своем компьютере. В традиционном
обучении в классе основным является понимание учащимися информации устно,
студент не часто должен быть активным в классе, и учитель неспособен
организовывать и держать под контролем деятельность каждого ученика на своем
рабочем месте.
Вследствие этого классическое обучение пассивное - многие учителя жалуются,
что урок активно работает 20-30% студентов. Если обучение было сделано в
компьютерном классе, то компьютер с помощью интерактивного характера
работы стимулирует учащегося к работе и обеспечивает контроль его
результатов.
Индивидуальные занятия с использованием компьютера, подразумевают под
собой интерактивную форму работы с компьютером, при наличии компьютеров на
рабочем месте: каждый обучающийся может теперь самостоятельно учиться и при
необходимости приостановить работу.
Наиболее основательный и тонкий учет личных качеств обучающихся может
осуществляться с помощью компьютерной программы, с которой проводится
обучение. С помощью первоначального теста, программа способна установить
15
уровень обучающегося и в соответствии с текущим уровнем предложить вопросы и
задания, а также теоретический материал, советы и помощь.
Для того что бы подготовить слабоуспевающих учеников, компьютерная
программа упрощает представление информации, теоретических вопросов и задач,
оказывая помощь виде подсказок.
Для подготовки сильных учеников программа предоставляет более сложный
уровень, теория подробно описана, даются творческие задачи, которые требуют
изобретательности и интуиции, компьютерная программа помогают косвенно - намек
или наводящий вопрос на размышления о правильном пути. Между этих двух
крайностей учебная программа может принять во внимание, более тонкую градацию
пригодности среди учеников.
Каждый обучающийся сталкивается с трудностями в процессе обучения
индивидуального характера, в связи с присутствием недочетов в знаниях или
способов мышления. При подготовки учеников используется компьютерная
программа обучения, которая позволяет распознать недочеты в знаниях учащегося,
его персональные характеристики и на основании этого выстраивать занятия в
соответствии с ними.
Наличие графических возможностей монитора в персональных компьютерах и
гибкие языки программирования дают возможность выполнить обучение по
использованию компьютера очень понятным. Во сем мире в настоящее время каждый
ученик имеет телевизор - дисплей на экране которого иметься язык
программирования, с помощью которого можно без каких - либо съемок отобразить
геометрические фигуры и конструкции, стилизованные изображения реальных вещей,
ЭСТ. - и все это статически (т. е. неподвижный) и динамически, в движении. С
поддержкой компьютерной графики есть возможность отобразить или как говорят,
воспроизвести такие явления и процессы, которые не могут быть замечены в
реальности, но вы можете создать понятный образ того, что в действительности не
имеет никакого видения (например, эффектов теории относительности и и законы
численных оценок и т. д.).
На этом потенциале компьютера базируется, так именуемая, когнитивная
компьютерная графика - специальное назначение использования компьютеров в
16
научных изысканиях, когда иллюстративные способности компьютера употребляются
для исследования всевозможных закономерностей[17].
Традиционное обучение в основном теоретическое. При использовании
классно-урочной формы обучения, она постепенно, неприметно направляет каждого
преподавателя в отдельности и всю систему образования в целом к усилению
теоретической стороны обучения во вред практической преподавательской
деятельности. Фактически, любой преподаватель, излагая теоретические сведения у
доски и требующий чтобы ученики воспроизводили данные сведения- намного
проще, чем организовать практическую работу студентов.
Если мы хотим продолжать учиться через компьютер, то это приобретает
прикладной характер: интерактивный характер работы с компьютером, возможности
компьютерного моделирования предрасполагают обучение в виде решения проблем
(таких как - практические задачи).
Важным условием для успеха является заинтересованность студентов в
изучаемом предмете, курсу обучения и его результатам. Этот интерес объясняется
многими факторами: содержание темы исследования, уровня сложности и
организацией процесса обучения, системой наград и санкций, используемым
преподавателем и личные знания самого преподавателя (его мастерством и
интересом к этой теме), и системы ценностей студентов, его окружения, родителей,
взаимоотношений в классе, социальным заказом в подготовке по направлению науки,
представленной в этой теме. В последнее десятилетие наблюдается очень сильный
социальный заказ на все, что связано с компьютерами (в подготовке профессионалов в
области вычислительной техники и их использование, в формировании компьютерных
технологий, в распространении компьютерной грамотности - искусству применять
компьютер для решения всевозможных прикладных задач в всевозможных областях
профессиональной деятельности).
Секрет работы социальной системы заключается с возникновением огромной
доли "компьютерных " дарований и гениев. Сфера деятельности связана с
компьютером, работать непосредственно на самом компьютере имеет
соблазнительные черты, и это привлекает в это людей. Есть даже своеобразный
класс людей ("хакеры"), которые увлекаются сложным и специфическим вопросам
управления компьютера, компьютерным программированием с различными
17
эффектами. В отдельных вариантах можно даже говорить о появлении психической
зависимости человека от компьютера - стимулирующее воздействие компьютера
настоль огромно.
Компьютерная технология увеличивает энтузиазм к обучению дисциплинам,
которые не связанны с информатикой. Новое в образовательном процессе с
использованием компьютера, само усовершенствование характера занятия учащегося
на занятии, содействует увеличению заинтересованности к учебе. В то же время,
использование более деликатных способностей компьютера разрешает распоряжаться
мотивацией учащихся, через обучение по использованию компьютера. Это относится, в
первую очередь, к стимулированию учеников программами обучения, то есть фраза
о том, что учебная программа дает оценку работе воспитанника и побуждает к
последующей учебе. Эти фразы обладают неофициальным характером с оттенком
юмора и создают уютную атмосферу эмоций во время использования компьютера.
Значительное важность имеют компоненты игры конкуренции по использованию
компьютера (например, записывать и сравнивать различные достижения учеников) или
голосовые и визуальные действия (звучание музыкальных тонов и цвета на экране
монитора).
Вот неполный арсенал компьютерных средств, которые делают его очень
многообещающим для применения в учебном процессе в качестве средства обучения.
Неприемлемо использовать компьютер для занятья (да и в других сферах тоже) сам
по себе, отдельно от:
а) программного оснащения - педагогических программных средств;
б) организационных конфигураций применения компьютеров.
В нынешнее время присутствует большее количество обучающих программ на
различные темы, ориентированная на разные группы обучающихся, включая с
состава детских садов и заканчивая штатом атомных станций.
1.2 Электронное устройство, как инструмент обучения на основе
технологий образования
Электронная книга является центральной дидактической частью
информационно-коммуникационной технологии преподавания для подготовки