Армавир
2007
Министерство образования и науки Российской Федерации
Армавирский государственный педагогический университет
Алгоритм проектирования модульного программно-методического обучающего комплекса
Разработчики:
А.А. Дикой
1. Функциональное назначение разработки, область применения, ее ограничения
Алгоритм проектирования модульного компьютерного программно-методического обучающего комплекса (Алгоритм) предназначен для студентов Вузов и учащихся Ссузов, изучающих программу Delphi и выполняющих курсовые и дипломные работы на созданию компьютерных обучающих программ по различным дисциплинам.
Алгоритм структурно состоит из пояснительной записки и основных этапов последовательного создания модульного компьютерного программно-методического комплекса:
1. Изучение общих сведений о программе Delphi.
2. Рассмотренные особенностей интегрированной среды разработки.
3. Алгоритм создания формы.
4. Создание обработчиков событий.
5. Организация интерфейса с базой данных.
6. Описание методики написания заданий и подключения их к комплексу.
7. Описание методики работы с программой пользователей (учащихся).
В пояснительной записки отмечается, что стремительное развитие информационных технологий и технических средств обработки и представления данных (прежде всего multimedia, Internet) и внедрение новых информационных технологий во всей сферы нашей жизни вызвало волну интереса у гуманитариев к компьютерному обучению. Обучающие продукты обрели привлекательный вид и элементы дружественности, которые ранее, скорее, декларировались, чем имели место в действительности. Эта привлекательность на какое-то время заставила забыть о другой чрезвычайно важной стороне - обеспечении качества и эффективности разрабатываемых программ.
Подавляющее большинство существующих обучающих программ малоэффективны, разработки, чаще всего, не удовлетворяют критериям научных школ.
Например, по данным американских специалистов, свыше 80% обучающих программ не удовлетворяют педагогическим требованиям. Более 85% существующих программ не обеспечивают достижения даже ближайших учебных целей. Оценка эффективности обучающих программ также оставляет желать лучшего. Основанием для такой оценки должны служить результаты практического использования программ. Однако многие из них, как правило, не апробируются. Не лучше обстоит дело и за рубежом. Многие созданные программы не апробированы и, судя по публикациям, разработчикам не ясна процедура оценивания эффективности программ.
По другим данным, как свидетельствуют зарубежные и отечественные педагогические исследования, 90% разрабатываемых программных средств для образования являются непригодными для использования в связи с их несоответствием, предъявляемым психолого-педагогическим и др. требованиям.
Общественно, что результативность компьютерного обучения зависит от:
- особой технологии разработки компьютерных обучающих программ (КОПР);
- качество каждой КОПР;
- наличия комплексного пакета педагогических программных средств (ППС);
- оптимального сочетания ППС с методами традиционного обучения.
В Армавирском государственном педагогическом университете на кафедре технологии и предпринимательства разработан модульный компьютерный программно-методический обучающий комплекс, в основу которой был положен описанный ниже алгоритм проектирования.
Компьютерная обучающая программа (КОПР) - это программное средство учебного назначения, используемое студентом при самостоятельном освоении учебного материала. Работа студента с КОПР должна строиться по принципу активного диалога с привлечением возможностей мультимедиа, гипертекста, использования телекоммуникаций, а также других программных, технических и методических приемов. Эти приемы призваны частично компенсировать отсутствие преподавателя при самостоятельной работе студента. Действительно, при дистанционном обучении имеет место весьма ограниченный контакт студента с преподавателем-консультантом (тьютором). Однако многовековой опыт учит, что для получения хорошего образования необходимы не только фундаментальные учебники, но и общение (диалог) студента с преподавателем.
КОПР не подменяют собой традиционные учебные материалы, имеющиеся в кейсе, а дополняют их, используя возможности современных компьютерных технологий, Так, помимо краткого изложения учебного материала, в состав КОПР по каждой дисциплине входят интерактивные иллюстрации и примеры, раскрывающие приведенные теоретические положения. Например, по математическим дисциплинам студент совместно с обучающей программой шаг за шагом проходит весь путь решения предложенной ему задачи. При неправильных действиях студента программа выдает ему подсказки, рекомендации или необходимые в данный момент фрагменты теоретического материала. В подобных сценариях взаимодействия студента с КОПР сконцентрирован опыт преподавателя, хорошо знающего, что может вызвать затруднения у студента и какие типичные ошибки он может допустить. Тем самым преподаватель как бы участвует в процессе изучения студентом материала дисциплины.
Возможности компьютера позволяют реализовать и развивающие ситуации типа «что будет, если...». Например, на экране дисплея может быть проиллюстрировано, как изменятся прямые регрессии, если к уже имеющейся выборке студент на графике добавит те или иные новые точки (КОПР при этом автоматически пересчитает уравнения регрессии).
По каждой теме студент должен выполнить включенные в состав КОПР задания для самоконтроля и контрольные тесты. Результаты выполнения контрольных заданий студенту не сообщается; их может проанализировать только преподаватель с помощью обособленного контролирующего модуля. Используя этот же программный модуль, преподаватель может ознакомиться с вопросами студентов, которые они заносили в специальный электронный блокнот при работе с КОПР и оперативно ответить на них. Таким образом, КОПР в системе обучения поддерживает двустороннее взаимодействие преподавателя и студента.
Мультимедийный характер КОПР позволяет студенту в ходе изучения материала просмотреть иллюстрирующие видео- и анимационные фрагменты, а при необходимости - прослушать запись установочного аудиоматериала по данной теме.
Взгляд на обучение, как на интеллектуальный эксперимент с объектом -«обучаемый», диктует необходимость создания новых математических моделей, которые с одной стороны используют концепции дидактики и адекватно отображают когнитивные процессы, с другой стороны реализуют методы разработки мультимедийных компьютерных обучающих программ (МКОП).
Создание МКОП методом «прямого программирования» требует больших трудозатрат. В этой связи возникает необходимость предоставить в распоряжение пользователя инструментальные средства, не требующие от него квалификации программиста и дающие возможность работать в конкретной предметной области с учетом его профессионального кругозора Все это и определяет проблему объектно-ориентированного конструирования инструментальных сред, ориентированных на разработку компьютерных обучающих программ с гипермедийной структурой организации.
Решив эту проблему, можно создавать новые компьютерные обучающие программы в различных предметных областях. Отличительной особенностью рассматриваемого алгоритма является то, что разрабатываемые по этой технологии программные средства учебного назначения обладают следующими качествами:
легко модифицируемая инструментальная среда;
гибкий предметно-ориентированный интерфейс пользователя;
единый стиль представления информации;
возможность конструирования компьютерных обучающих программ без участия профессиональных программистов;
сокращение сроков создания обучающих программ;
обеспечение адаптивного характера процесса обучения.
Обучение с помощью компьютера осуществляется, либо под руководством преподавателя, либо полностью компьютерной обучающей программой. В зависимости от того, какой из двух вариантов обучения предполагается использовать, то и соответствующим образом необходимо строить всю систему диалогов. Т.е. в случае обучения с преподавателем диалог "компьютер-человек" должен быть более кратким, что позволяет сократить время на чтение информации с экрана и соответственно больше времени остается на анализ и принятие решения. Недостаток информации, в случае необходимости, может восполнить преподаватель. Для того чтобы у последнего не возникли непредвиденные осложнения, его необходимо об этом заранее предупредить, в виде подробной печатной инструкции (документации для использования обучающей программы). Рассматривая возможность индивидуального обучения (при отсутствии преподавателя) можно использовать двухуровневую систему диалогов, когда первый уровень аналогичен или чуть более подробный по сравнению с обучением, проводимым под руководством преподавателя, а второй уровень значительно подробнее, но при этом он должен вызываться только по требованию обучаемого.
Рассматривая «Общие сведения о программе Delphi» отмечается, что:
Delphi - это превосходное и всеобъемлющее средство разработки программного обеспечения. С его помощью можно создавать базы данных, приложения клиент-сервер, решения в области многозвенной архитектуры, интрасетей или Интернета.
Исходными особенностями Delphi являются: идеология форм, объектно-ориентированный подход, необычайно быстрый компилятор, прекрасные инструменты для работы с базами данных, тесная интеграция с программированием в среде Windows и технология компонентов. Но самой важной частью является язык Object Pascal, на фундаменте которого строилось все остальное. компьютерный обучение база данный
Delphi - прекрасный инструмент, но в то же время и сложная программная среда, состоящая из многих элементов. Она позволяет не только работать с уже существующими компонентами, но и разрабатывать свои собственные.
При описании интегрированной среды разработка рассматриваются особенности среды разработка (Integrated Development Environment, IDE), перечисляются составные части интегрированной среды:
1. Дизайнер форм (Form Designer).
2. Редактор исходного текста (Editor Window).
3. Палитра компонентов (Component Palette).
4. Инспектор объектов (Object Inspector).
5. Дерево объектов (Object Tree View).
В Алгоритме описывается функциональное назначения основных составляющих которые в большей степени используются при программировании: Дизайнер Форм, Окно Редактора Исходного Текста и Инспектор Объектов.
Информация в Инспекторе объектов меняется в зависимости от объекта, выбранного на форме. Каждый компонент является объектом и с помощью Инспектора объектов можно менять его вид и поведение.
Из палитры компонент выбираются компоненты, из которых можно строить приложения. Компоненты включают в себя как визуальные, так и логические компоненты. Такие вещи, как кнопки, поля редактирования - это визуальные компоненты; а таблицы, отчеты - это логические.
Понятно, что поскольку в Delphi визуальным образом строится программа, все эти компоненты имеют свои графические представления в поле форм для того, чтобы можно было бы ими соответствующим образом оперировать. Но для работающей программы видимыми остаются только визуальные компоненты.
Компоненты сгруппированы на страницах палитры по своим функциям. После запуска Delphi 7 появляются на экране монитора все составные части среды. В меню File выбираются компонент NEW. В результате появится форма Репозитария объектов, в которой выбирается компонент Application (Приложение). После чего в окне появится новая форма и откроется редактор исходного текста, который сохраняется в папке.
Производится изменение свойств новой формы:
На форме размещается компоненты: ActionManager1,ActionMenuBar1,CoolBar1,ImageList1,StatusBar1,XPColorMap1,ADOConnection1, ADOTable1, ADOTable2, DataSource1, DataSource2, Panel 1, Panel2, и SysRequirements. Далее изменяются свойства компонентов Panel1 и Panel2, отвечающие за внешний вид панели и динамическую привязку их их к раям формы, а также указываются размеры для использования в интегрированной среде. Затем на компоненты Panel2 размещается компонент Page Controll, добавляются 3 страницы путем выбора в контекстном меню компоненты PageControll пункта NEW Page и изменяется свойство Caption для всех листов, на которые добавляются компоненты Panel1, Panel2 и Panel3 выбранными свойствами.
После этого на листе «Теоретическая информация» выбирается компонент Panel3 и добавляется на него компонент WebBrowser со свойствами:
и компонент Panel 8 со свойствами:
Затем на компонент Panel8 добавляются Компонент ProgressBarl для индикации загрузки файла с теоретической информацией. Изменяются свойства этого компонента: