Процесс обучения учащихся информатике в общеобразовательной школе в условиях инновационной образовательной среды

Разработка и обоснование системы обучения учащихся объектно-ориентированному программированию и технологии визуального проектирования в профильном курсе информатики на примере электронного образовательного ресурса "Delphi 7. Учимся на примерах".

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 02.05.2012
Размер файла 5,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Для завершения работы с редактором ресурсов и просмотра созданного готового ресурса достаточно щелкнуть мышью на ссылке Мои ресурсы в левой панели. Созданный ресурс появится в общем списке среди всех других имеющихся в этом разделе «портфеля» ресурсов.

Кроме создания единичных ресурсов, система программ «1С:Образование 4. Школа» предоставляет любому зарегистрированному в ней пользователю создавать коллекции ресурсов.

Для выполнения этой операции необходимо выбрать внизу левой панели раздела «Портфель» гиперссылку «Редактор курсов». Окно редактора (рис. 23) открывается в рабочей области и позволяет создавать и редактировать собственные рубрикаторы в дополнение к стандартным рубрикаторам оглавлений, изначально существующим или загруженным в Систему в составе коллекций.

Рисунок 23. Окно редактора курсов

Созданные с помощью этого редактора пользовательские курсы (рубрикаторы оглавлений, в том числе с «привязанными» к ним ресурсами) хранятся в подразделе Мои курсы раздела Портфель в виде соответствующего «дерева» вложенных папок (подразделов оглавления).

Цель работы с данным редактором - формирование древовидной структуры папок в рабочем поле окна редактора («дерево» оглавлений стандартного вида, с возможностью «раскрытия» и «свертывания» ветвей).

Создание новой папки (сначала «корневой», а затем - вложенных в нее) производится при помощи ссылки «Добавить» в правой панели редактора. При этом новая папка создается внутри той папки, которая перед этим была выделена (выбрана текущей).

Ссылка «Удалить» позволяет удалить выбранную папку (вместе со всеми вложенными в нее папками).

Ссылки «Переместить выше» и «Переместить ниже» дают возможность менять последовательность созданных подразделов в рубрикаторе.

После того как требуемая структура курса - его рубрикатор - создана, можно «привязывать» к ее соответствующим «ветвям» те или иные ЦОР, назначая в их атрибутивной карточке требуемую «ветвь» в группе Раздел классификации ЦОР.

Редактирование таблицы атрибутов ресурса в разделе Мои ресурсы

Работа с таблицей атрибутов ЦОР, хранящихся в разделе Мои ресурсы, имеет некоторые особенности. Здесь (в отличие от просмотра карточки ресурса в списке ЦОР, загруженных в Систему или найденных средствами поиска) для скопированных ресурсов доступна возможность изменения (редактирования) его таблицы атрибутов. Для раскрытия атрибутивной карточки ресурса необходимо выбрать гиперссылку «Карточка ресурса», расположенную под названием ресурса.

Рисунок 24. Атрибутивная карточка ресурса

Карточка атрибутов при этом выдается в полной ее форме. Пользователь может просмотреть и изменить в ней почти все предусмотренные атрибуты.

При этом редактирование информации о положении ресурса в рубрикаторах («привязка» ресурса к рубрикаторам) имеет свои особенности. Эта часть атрибутивной информации располагается в самом низу редактируемой таблицы атрибутов (необходимо воспользоваться вертикальной линейкой прокрутки) в группе Раздел классификации ЦОР (рис. 25).

Рисунок 25. Раздел классификации ЦОР

Справа выводится перечень всех доступных рубрикаторов, к которым может быть произведена «привязка» ЦОР. Слева располагается поле, содержащее перечень «ветвей» рубрикаторов, к которым «привязан» данный ЦОР (первоначально - пустое).

Для выполнения «привязки» ЦОР необходимо выбрать в правом списке нужный рубрикатор, раскрыть его как древовидную структуру и выбрать (выделить щелчком мыши) требуемую строку («ветвь»), а затем щелкнуть мышью на ставшей доступной кнопке - выбранная строка рубрикатора появится в левом поле.

В частности, именно путем «привязки» тех или иных ресурсов производится «наполнение» ресурсами рубрикатора разрабатываемого собственного курса, который создается в Редакторе курсов

Завершив редактирование таблицы атрибутов, необходимо щелкнуть мышью на расположенной в ее нижней части кнопке Сохранить, введенные изменения вступают в силу и далее отображаются при показе таблицы атрибутов данного ЦОР в полном или кратком ее виде, а также при показе названия данного ЦОР и пояснений к нему в списке ЦОР, хранящихся в разделе Мои ресурсы.

Реализация механизмов межсетевого взаимодействия при создании тестовой оболочки в Delphi

Взаимодействие по протоколу TCP/IP

Наша тестовая оболочка создана на базе протокола ТСР/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Он предназначен для установления соединения между двумя компьютерами в сети, обычно называемыми клиентом и сервером. Протокол TCP/IP определяет IP-адрес и номер порта. IP-адрес задает имя компьютера в сети. IP-адрес указывается или как числовой идентификатор компьютеру или при использовании сервера DNS как символьный псевдоним числового идентификатора. Локальный компьютер всегда адресуется как 127.0.0.1 или localhost.

При работе в Интернет все используемые IP-адреса уникальны. Поэтому для задания своему ПК некоторого IP-адреса следует получить его у провайдера. При работе без Интернет в локальной сети предприятия можно самостоятельно установить различные IP-адреса для каждого ПК. Например: 192.168.0.2; 192.168.0.3; 192.168.0.4.

Номер порта - это значение, однозначно идентифицирующее некоторый логический порт приложения, через который можно получать и посылать данные.

В Delphi соединение по протоколу TCP/IP может быть реализовано на базе технологии сокетов. Сокет представляет собой окончание сетевого соединения (уровень приложения) со стороны сервера или со стороны клиента. Обычно при соединении приложение-сервер открывает порт с некоторым номером и переходит в состояние ожидания. Приложение-клиент устанавливает соединение с сервером. После этого сокеты можно использовать как канал для передачи данных. Не трудно провести аналогию в работе сети с объектно-ориентированным программированием.

Создание серверной части сетевого теста

Сначала следует создать приложение-сервер. Для того чтобы создать сервер, использующий сокет TCP/IP для реализации сетевого соединения, выполните следующие действия:

Расположите на форме двенадцать компонентов TServerSocket со страницы Internet палитры компонентов (количество компонентов должно соответствовать количеству компьютеров в локальной сети). Этот компонент используется для реализации TCP/IP-соедмнения со стороны сервера.

Рисунок 26. Демонстрация ServerSocketa

1. Создайте объекты, используемые для хранения передаваемых и принимаемых значений. Расположите на форме двенадцать полей типа ТМеmо, для отображения хода и результатов тестирования; двенадцать компонентов TEdit, для отображения сведений о тестируемых; двенадцать компонентов TEdit, для отображения номеров портов.

Рисунок 27. Демонстрация работы сервера

Рисунок 28. Главное окно серверной части тестовой оболочки

2. В процедуре создания формы необходимо каждому порту присвоить определенное уникальное значение.

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

var i:integer;

begin

for i:=1 to 12 do ans[i]:=false;

Port1.Text:='1';

Port2.Text:='2';

Port3.Text:='3';

Port4.Text:='4';

Port5.Text:='5';

Port6.Text:='6';

Port7.Text:='7';

Port8.Text:='8';

Port9.Text:='9';

Port10.Text:='10';

Port11.Text:='11';

Port12.Text:='12';

activbtn.Click;

end;

3. Для того чтобы установить соединение, сервер первоначально должен находиться в режиме прослушивания соединения. Расположите на форме командную кнопку типа TButton, выполняющую открытие соединения. В обработчике события OnClick этой командной кнопки следует зарезервировать двенадцать портов для центрального компьютера и активизировать все двенадцать серверов:

procedure TForm1.ActivBtnClick(Sender: TObject);

begin

If ActivBtn.Tag=0 then

Begin

// запишем указанный порт в ServerSocket

ServerSocket1.Port:=StrToInt(Port1.Text);

ServerSocket2.Port:=StrToInt(Port2.Text);

ServerSocket3.Port:=StrToInt(Port3.Text);

ServerSocket4.Port:=StrToInt(Port4.Text);

ServerSocket5.Port:=StrToInt(Port5.Text);

ServerSocket6.Port:=StrToInt(Port6.Text);

ServerSocket7.Port:=StrToInt(Port7.Text);

ServerSocket8.Port:=StrToInt(Port8.Text);

ServerSocket9.Port:=StrToInt(Port9.Text);

ServerSocket10.Port:=StrToInt(Port10.Text);

ServerSocket11.Port:=StrToInt(Port11.Text);

ServerSocket12.Port:=StrToInt(Port12.Text);

// запускаем сервер

ServerSocket1.Active:=True;

ServerSocket2.Active:=True;

ServerSocket3.Active:=True;

ServerSocket4.Active:=True;

ServerSocket5.Active:=True;

ServerSocket6.Active:=True;

ServerSocket7.Active:=True;

ServerSocket8.Active:=True;

ServerSocket9.Active:=True;

ServerSocket10.Active:=True;

ServerSocket11.Active:=True;

ServerSocket12.Active:=True;

// изменяем тэг

ActivBtn.Tag:=1;

// меняем надпись клавиши

ActivBtn.Caption:='Отключить';

end

else

Begin

// закрываем сервер

ServerSocket1.Active:=False;

ServerSocket2.Active:=False;

ServerSocket3.Active:=False;

ServerSocket4.Active:=False;

ServerSocket5.Active:=False;

ServerSocket6.Active:=False;

ServerSocket7.Active:=False;

ServerSocket8.Active:=False;

ServerSocket9.Active:=False;

ServerSocket10.Active:=False;

ServerSocket11.Active:=False;

ServerSocket12.Active:=False;

// возвращаем тэгу исходное значение

ActivBtn.Tag:=0;

// возвращаем исходную надпись клавиши

ActivBtn.Caption:='Активировать сервер';

end;

end;

4. Создайте для компонентов ServerSocket обработчики событий OnClientConnect. Эти события будут инициализированы при подключении клиента. Введите в созданные обработчики событий код, информирующий об установлении соединения. Например:

procedure TForm1.ServerSocket1ClientConnect(Sender: TObject;

Socket: TCustomWinSocket);

begin

comp1.Font.Color:=clgreen;

end;

В данном случае об установлении соединения нас проинформирует изменение цвета текста компонента TLabel с чёрного на зелёный.

5. Создайте для компонентов ServerSocket обработчики событий OnClientDisconnect и введите в них код, информирующий о состоянии соединения. Например:

procedure TForm1.ServerSocket3ClientDisconnect(Sender: TObject;

Socket: TCustomWinSocket);

begin

comp3.Font.Color:=clblack;

end;

Если соединение разорвано, то цвет иконки становится чёрным.

Для того чтобы реализовать прием и передачу данных по установленному ТСР/IР-соединению, выполните следующие действия:

1. Используя объект типа TserverSocket, реализуйте передачу данных клиенту. Для передачи строки по установленному ТСР/IР-соединению используется метод SendText. Введите в созданный обработчик события следующий код для всех двенадцати сокетов:

if form1.ServerSocket1.Socket.ActiveConnections=1 then

a. form1.ServerSocket1.Socket.Connections[0].SendText(text);

2. После выполнения этих действий для приложения-клиента будет инициировано событие OnRead.

3. Используя объект типа TserverSocket, реализуйте получение данных на стороне сервера. Для этого создайте для компонента ServerSocketl обработчик события OnClientRead. Это событие будет инициализировано при передаче по установленному соединению данных с клиента. Введите в созданный обработчик события код, принимающий передаваемые данные. Метод ReceiveText принимает данные, переданные объекту Socket. Например, следующий код отображает принимаемые данные в компоненте типа ТМеmо:

procedure TForm1.ServerSocket1ClientRead(Sender: TObject;

Socket: TCustomWinSocket);

var s:string;

begin

s:=ServerSocket1.Socket.Connections[0].ReceiveText;

if copy(s,1,2)='20' then

memo1.Lines.Add(copy(s,4,length(s))) else

if copy(s,1,2)='21' then

begin name1.Text:=copy(s,4,length(s));

memo1.Lines.Clear;

end;

4. Для загрузки теста из заранее написанного текстового документа была создана следующая процедура:

procedure TForm1.N2Click(Sender: TObject);

var s:string;

i,j1,j2:integer;

begin

getdir(0,s);

OpenDialog1.InitialDir:=s; //диалог открытия теста

if OpenDialog1.Execute then //если нажата кнопка ОК

begin

assignfile(FileTest,OpenDialog1.FileName);

reset(FileTest);// открытие файла теста для чтения

j1:=1;

j2:=0;

readln(FileTest,s); //чтение из файла

while not eof(filetest) do // пока файл не окончен

begin readln(FileTest,s); inc(j1); end; //счетчик записей в файле

closefile(filetest); // закрытие файла

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=0;//на основании j1 заполняется прогресбар

ProcessDlg.Label1.Caption:='Загрузка теста...';

ProcessDlg.Show;

ProcessDlg.Refresh;

SendTxt('10/'); //отправка сообщения клиенту о начале передачи теста

Ansved(); //получение ответа от клиента

reset(FileTest); //открытие файла для чтения

readln(FileTest,s); //чтение из файла

SendTxt('11/'+s); //отправка заголовка теста

inc(j2);

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=trunc(j2/j1*100);

readln(FileTest,s);

Ansved();

SendTxt('12/'+s); //отправка времени на ответ

inc(j2);

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=trunc(j2/j1*100);

readln(FileTest,s);

Ansved();

SendTxt('13/'+s); //отправка количества вопросов

inc(j2);

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=trunc(j2/j1*100);

while not eof(filetest) do //непосредственная отправка вопросов

begin

readln(FileTest,s);

Ansved();

SendTxt('14/'+s); //отправка вопросов и ответов

inc(j2);

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=trunc(j2/j1*100);

end;

Ansved();

SendTxt('15/'); //окончание теста

inc(j2);

ProcessDlg.ProgressBar1.Position:=trunc(j2/j1*100);

closefile(filetest); //закрытие файла теста

ProcessDlg.Hide; //закрытие диалога

end;

end;

На этом этапе создание сокета со стороны сервера завершено.

Создание клиентской части сетевого теста

Для того чтобы создать клиента, использующего сокет TCP/IP для реализации сетевого соединения, необходимо выполнить следующие действия:

1. Создайте новое приложение и расположите на главной форме компонент TClientSocket со страницы Internet палитры компонентов. Этот компонент используется для реализации TCP/IP-соединения со стороны клиента.

Рисунок 29. Главное окно клиентской части тестовой оболочки

2. Создайте объекты, используемые для хранения передаваемых и принимаемых значений. Расположите на форме пять полей типа ТМето (одно для отображения получаемых вопросов теста, остальные - для отображения получаемых вариантов ответа), четыре компонента CheckBox, две кнопки, компонент таймер, компонент MainMenu, компонент типа TXPManifest (для обеспечения совместимости интерфейса тестовой оболочки с интерфейсом операционной системы Windows XP), три компонента типа TLabel (один - для названия теста, второй - для текстового комментария о количестве оставшегося времени, третий - для числового выражения оставшегося на вопрос времени).

3. Создайте еще одну форму для активации клиента, используя стандартные диалоги.

Рисунок 30. Окно авторизации

4. Напишите код, выполняющий установление соединения с сервером. Сначала следует определить, открыто ли соединение, и если соединение открыто, то закрыть его. Если значение свойства Active сокета равно True, то соединение открыто. Открыть соединение можно, или установив это свойство равным True, или вызвав для объекта сокет метод Open. Закрыть соединение можно, или установив свойство Active равным False, или вызвав для объекта сокет метод Close. В обработчик события OnShow формы введите следующую процедуру:

procedure TNameDlg.FormShow(Sender: TObject);

var par: file of shortstring;

s: string;

p: shortstring;

begin

Label3.Visible:=false;

edit1.Text:=sname;

form1.ClientSocket1.Active:=false;

getdir(0,s);

assignfile(par,s+'\par.par'); // открытие файла параметров

reset(par); // открытие файла для чтения

read(par,p);

form1.ClientSocket1.Host:=p; // присвоение адреса сервера

form1.ClientSocket1.Address:=p; //присвоение адреса сервера

read(par,p);

form1.ClientSocket1.Port:=StrToInt(p);//присвоение номера порта

closefile(par);

form1.ClientSocket1.Active:=true; //активация клиента

end;

5. Далее следует создать форму с запросом IP-адреса подключаемого сервера и порта клиента.

Рисунок 31. Окно параметров

Во избежание повторного ввода этих данных при следующем запуске приложения была создана процедура, в которой после первой записи IP-адреса центрального компьютера и номера порта происходит сохранение этих данных в файле (par.par) в текущем каталоге.

procedure TForm1.N4Click(Sender: TObject);

var par: file of shortstring;

s: string;

p: shortstring;

begin

ParDlg.ShowModal; //запуск окна параметров

if ParDlg.ModalResult=mrok then //нажата кнопка ОК

begin ClientSocket1.Active:=false;

getdir(0,s); //получение адреса текущей папки

assignfile(par,s+'\par.par');

rewrite(par);

p:=ParDlg.Edit1.Text;

write(par,p);

p:=ParDlg.Edit2.Text;

write(par,p);

closefile(par)

end;

end;

6. Создайте код, выполняющий получение данных на стороне клиента. Для этого создайте для компонента ClientSocket1 обработчик события OnRead, Метод ReceiveText принимает данные, переданные объекту Socket.

procedure TForm1.ClientSocket1Read(Sender: TObject;

Socket: TCustomWinSocket);

var s,st:string;

p,cm,n1,n2,m,k,l:integer;

begin

s:=Socket.ReceiveText;

delete(s,pos('//',s),length(s)); // удаление примечаний из

теста

cm:=strtoint(copy(s,1,2)); //присвоение первых двух символов из полученной строки

delete(s,1,3);

s:=trim(s); //удаление концевых и начальных пробелов

case cm of

10: begin nomq:=0;

if TestComplDlg.Showing then

begin TestComplDlg.ModalResult:=mrcancel;

TestComplDlg.Hide;

end;

if ResultDlg.Showing then

begin ResultDlg.ModalResult:=mrcancel;

ResultDlg.Hide

end;

cleaning;

end;

11: begin label3.Caption:=s end;

12: begin v:=strtoint(s) end;

13: begin kolvopr:=strtoint(s) end;

14: begin if copy(s,1,1)='>' then

begin inc(nomq);

noma:=0;

delete(s,1,1);

test[nomq].q:=trim(s);

for p:=1 to 5 do test[nomq].a[p]:='0';

end

else

begin inc(noma);

test[nomq].a[noma]:=s;

end;

end;

15: begin kol:=nomq;

randomize;

for p:=1 to 1000 do //перемешивание вопросов

begin n1:=random(kol)+1;

n2:=random(kol)+1;

test[0]:=test[n1];

test[n1]:=test[n2];

test[n2]:=test[0]

end;

for p:=1 to kolvopr do //перемешивание ответов в

каждом вопросе

begin m:=0; //вместе с кодами

правильности

for l:=1 to 5 do

if test[p].a[l]<>'0' then inc(m);

for k:=1 to 15 do

begin n1:=random(m-1)+1;

n2:=random(m-1)+1;

st:=test[p].a[n1];

test[p].a[n1]:=test[p].a[n2];

test[p].a[n2]:=st

end

end;

TestComplDlg.ShowModal; //запуск теста

if TestComplDlg.ModalResult=mrok then

begin zagrvopr(nomvop);

Timer1.Enabled:=true;

end;

end;

end;

ClientSocket1.Socket.SendText('ok');

end;

На этом этапе создание сокета со стороны клиента завершено. Для использования TCP/IP-соединения для передачи или приема данных сначала следует запустить приложение-сервер и перевести его в режим ожидания соединения с клиентом. Далее следует запустить приложение-клиент и указать IP-адрес сервера и номер порта клиента. При выполнении сервера и клиента на локальном компьютере следует вводить адрес 127.0.0.1.

2.3 Методика обучения ООП в условиях инновационной образовательной среды

Методические рекомендации для учителя по организации обучения объектно-ориентированному программированию с использованием электронного образовательного ресурса «Delphi 7. Учимся на примерах»

Интерактивные уроки являются одним из основных методов обучения по данной дисциплине. Главной задачей каждого урока является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания учащихся структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.

Содержание уроков определяется рабочей программой курса. Крайне желательно, чтобы каждый урок охватывал и исчерпывал определенную тему курса и представлял собой логически вполне законченную работу. Лучше сократить тему, но не допускать перерыва ее в таком месте, когда основная идея еще полностью не раскрыта.

Методика проведения лабораторных занятий. Целями проведения лабораторных работ являются:

· установление связей теории с практикой в форме экспериментального подтверждения положений теории;

· обучение учащихся умению анализировать полученные результаты;

· контроль самостоятельной работы учащихся по освоению курса;

· обучение навыкам профессиональной деятельности.

Цели лабораторного практикума достигаются наилучшим образом в том случае, если выполнению эксперимента предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому преподаватель обязан довести до всех учащихся график выполнения лабораторных работ с тем, чтобы они могли заниматься целенаправленной домашней подготовкой.

Перед началом очередного занятия преподаватель должен удостовериться в готовности учащихся к выполнению лабораторной работы путем короткого собеседования и проверки домашнего задания.

Контроль выполнения лабораторной работы может выполняться преподавателем посредством визуального отслеживания действий учащегося в процессе выполнения работы или на основании отчета о выполненной работе, заполненного учащимся.

Контроль знаний может выполняться в форме итогового контрольного тестирования. После изучения материала раздела и выполнения лабораторной работы учащийся должен продемонстрировать знание основных понятий и понимание действий, выполненных в лабораторной работе.

При самостоятельном изучении материала учащимися на установочном занятии необходимо обратить их внимание на конечный набор знаний, умений и навыков после освоения данного практикума. Можно оказать помощь в выстраивании плана прохождения практикума. Необходим промежуточный контроль знаний и умений.

Слабо успевающим или отстающим по причине пропуска занятий учащимся следует предложить повторение или изучение пропущенного материала в режиме самообразования.

Хорошо и отлично успевающим учащимся можно предложить дополнительные варианты заданий. Таким образом, преподаватель может выстроить индивидуальные траектории прохождения темы для учащихся с разной успеваемостью: отличной, хорошей, плохой.

Методические рекомендации по изучению модулей курса

Рекомендуемая последовательность прохождения разделов каждого модуля можно представить схематически (см. рис. 32).

Рисунок 32. Структурная схема взаимосвязи разделов модуля

Полный цикл проработки темы предполагает последовательное прохождение учащимся под контролем преподавателя всех разделов, начиная со знакомства с краткими сведениями по теме, и кончая знакомством с дополнительными источниками информации.

В условиях дистанционного или самообучения, хорошо подготовленный учащийся должен иметь возможность выбора только тех разделов, которые ему необходимы для успешного выполнения лабораторной работы.

Обязательными для выполнения при любой форме обучения являются следующие разделы: просмотр интерактивных уроков, входной тест, соответствующая лабораторная работа, итоговый контрольный тест. Прохождение этих трех этапов должно выполняться строго в указанном порядке.

Неудовлетворительная оценка за входной тест должна служить сигналом для преподавателя и самого учащегося о необходимости возврата к просмотру соответствующего интерактивного урока, а также о необходимости проработки "Кратких сведений по теме".

Методические рекомендации для учащихся по изучению дисциплины «Объектно-ориентированное программирование»

Успешное освоение дисциплины предполагает активное, творческое участие учащихся путем планомерной, повседневной работы.

Общие рекомендации

Изучение дисциплины следует начинать с проработки рабочей программы, особое внимание, уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.

Работа с интерактивными уроками

Если самостоятельно не удалось разобраться в материале, сформулируйте вопросы и обратитесь за помощью к преподавателю на консультации или ближайшей лекции. Регулярно отводите время для повторения пройденного материала, проверяя свои знания, умения и навыки по контрольным вопросам.

Выполнение лабораторных работ

На занятии получите у преподавателя график выполнения лабораторных работ.

Обзаведитесь всем необходимым методическим обеспечением.

Перед посещением лаборатории изучите теорию вопроса, предполагаемого к исследованию, ознакомьтесь с руководством по соответствующей работе и подготовьте протокол проведения работы, в который занесите:

· название работы;

· заготовки таблиц для заполнения экспериментальными данными наблюдений.

Выводы по второй главе

Основываясь на всем вышесказанном можно сделать вывод, что использование ИЭОР при изучении ООП позволяет добиться качественно нового уровня наглядности предлагаемого материала, расширить возможности включения в процесс обучения разнообразных по уровню сложности упражнений, а непрерывная обратная связь, подкрепленная продуманной системой коррекции результатов полученных знаний, оживляет учебный процесс.

Обучение объектно-ориентированному программированию учащихся старших классов целесообразно в условиях широкого использования объектно-ориентированных средств информационных технологий на современном этапе и с учетом тенденций к расширению их роли в различных областях (Web-технологии, объектно-ориентированные профессиональные среды и так далее).

В настоящее время ООП - единственная методология, позволяющая справиться со сложностью присущей большим системам. Хотелось бы также отметить, что ООП не рассматривается как замена сложившимся парадигмам программирования, а исполняет роль расширения позволяющего обеспечить модуляризацию сквозной функциональности.

Глава 3. Экспериментальная проверка эффективности использования интерактивного электронного образовательного комплекса «Delphi 7. Учимся на примерах»

3.1 Задачи и методика педагогического эксперимента

В течение первой и второй четверти учебного года мы провели основную экспериментальную проверку методической системы обучения учащихся объектно-ориентированному программированию.

Эксперимент условно можно разделить на три этапа: подготовительный, организационный, итоговый.

На подготовительном этапе определили базу экспериментальной работы. Основной базой исследования выбрали четыре десятых класса средней общеобразовательной школы. Была продуманна и осуществлена фиксация данных о ходе эксперимента, то есть нами была разработана карта контроля оценки результатов. В эту карту мы внесли список учащихся класса, а также основные знания, умения и навыки, над которыми предстоит работать.

Этап проведения эксперимента (организационный) включал изучение начального состояния всей системы. С этой целью был проведен контрольный срез в виде тестирования для выявления условий и специфики экспериментальной работы.

По итогам первого констатирующего среза были подобраны контрольный и экспериментальный классы. Выявленные на основе начального обследования показатели заносили в свободную таблицу. В первом констатирующем срезе в контрольном классе исследуемые параметры были выше, чем в экспериментальном.

I этап - пилотажное исследование. Оно было организованно в первой четверти (октябрь) учебного года с целью выявления уровня сформированности знаний по объектно-ориентированному программированию.

Для проверки полученных на занятиях по информатике знаний был составлен соответствующий компьютерный тест из 15 вопросов по теме «Основы объектно-ориентированного программирования» (см. Приложение 4). Данный тест был направлен на определение уровня знаний и интересов учащихся в области объектно-ориентированного программирования учащихся и информатики, а также на определение уровня компьютерной грамотности учащихся.

По результатам данного теста была составлена матрица тестовых результатов, в которой цифрой «1» обозначаются правильные ответы, а цифрой «0» - неправильные ответы испытуемых. В данной таблице номера вопросов теста представлены в формате «X+ номер вопроса теста».

Таблица 3. Результаты теста по теме «ООП»

ФИО

Номера вопросов теста

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

X10

X11

X12

X13

X14

X15

Аюпова А.Р.

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

Борисов Р.Н.

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

1

Дингизбаева А.Н.

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

Егорова Р.М.

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

Исмагилов Т.В.

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

1

Камышев С.П.

0

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

Корнилов А.С.

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

Максимов М.Ю.

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

Полуйко О.А.

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

Сенин Н.Н.

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

Фарихова Э.Р.

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

На данном этапе были получены результаты, позволяющие сделать следующие выводы:

1. все учащиеся экспериментальных групп имеют пользовательские навыки работы с компьютером;

2. все учащиеся экспериментальных групп имеют представление о программировании вообще и о структурном программировании в частности, некоторые имеют не очень четкие представления об ООП, но навыков работы в объектно-ориентированных средах не имеет практически никто, за исключением нескольких человек;

3. многие интересуются работой в пользовательских средах, но лишь некоторые программированием, что облегчает преподавателю задачу обеспечения мотивации изучения именно объектно-ориентированной среды, поскольку большинство современных пользовательских сред созданы на объектно-ориентированном языке программирования.

По полученным результатам были выделены гомогенные группы, которые участвовали в эксперименте.

II этап исследования. Пилотажное исследование, проведенное в первой четверти учебного года показало правомерность наших предположений. Подготовив на первом этапе базу, мы приступили к формирующему эксперименту. Выдвинули нулевую гипотезу, и дальнейшее исследование направили к обоснованию выдвинутого нами предположения. Нулевую гипотезу сформулировали так: методика обучения объектно-ориентированному программированию, основанная на применении интерактивных уроков в профильном курсе информатики, позволит повысить уровень усвоения основ объектно-ориентированного программирования и эффективность развития мыслительной деятельности школьников.

3.2 Анализ результатов эксперимента

Экспериментальная работа проводилась в течение двух месяцев. Формирующий эксперимент начали в 10 «Б» классе, а 10 «А» выделили как контрольный. Аудиторная работа в классе началась с изучения основ объектно-ориентированного программирования путем демонстрации интерактивных уроков. После чего было проведено промежуточное тестирование, по итогам которого были внесены соответствующие оценки умений по первой главе в карту контроля оценки результатов. Следующее заполнение карты было проведено после изучения главы посвященной среде визуальной разработки приложений - Delphi 7. Результаты фиксировались по ходу выполнения лабораторных работ. Последний срез был получен в конце II четверти по завершению данного курса.

Оценку при контроле мы осуществляли баллами:

0 баллов - полное отсутствие умения;

1 балл - есть представление, ознакомление;

2 балла - есть представление, из каких действий слагается умение;

3 балла - есть представление, из каких действий слагается умение и частичное развитие умения;

4 балла - умение развито частично, с определенными усилиями используется в несложных ситуациях;

5 баллов - умение развито, но есть затруднения в применении его в массовых ситуациях.

6 баллов - умение развито, обдуманно применяется в любой ситуации.

При этом по карте контроля мы можем отследить уровень достижений каждого ученика, в целом по классу и отдельно по конкретному умению. Таким образом, мы получили таблицу оценки результатов экспериментального класса.

образовательный визуальный программирование

Таблица 4. Карта контроля оценки результатов экспериментального класса

Фамилия учащегося

устойчивое представление об основных понятиях ООП, знание трех основных принципов ООП: наследование, инкапсуляция, полиморфизм

умение грамотно формулировать задачи в терминах языка Delphi

знание основных визуальных и невизуальных, их основных свойств и событий

знание типов данных, умение объявлять переменные, массивы и константы

умение правильно интерпретировать получаемые результаты в ходе тестирования и отладки программных продуктов

умение настраивать окружение интегрированной среды в соответствии с решаемой задачей

умение работать с видео и аудиофайлами в объектной среде Delphi

умение самостоятельно вести разработку программных продуктов различного назначения среднего уровня сложности

ЗУН в области ООП

1

Аюпова А.Р.

5

4

5

4

5

5

4

4

4,5

2

Борисов Р.Н.

3

5

3

4

5

4

5

4

4,1

3

Дингизбаева А.Н.

4

4

3

3

4

4

4

5

3,9

4

Егорова Р.М.

5

4

5

6

5

4

5

4

4,8

5

Исмагилов Т.В.

5

3

4

3

4

4

4

5

4,0

6

Камышев С.П.

3

4

4

5

4

5

4

4

4,1

7

Корнилов А.С.

4

4

3

5

4

5

4

5

4,3

8

Максимов М.Ю.

3

4

4

6

4

5

4

4

4,3

9

Полуйко О.А.

5

3

4

4

5

5

4

6

4,5

10

Сенин Н.Н.

5

4

4

5

5

4

6

4

4,6

11

Фарихова Э.Р.

5

4

4

5

3

5

4

5

4,4

Определив средний показатель ЗУН в области ООП каждого школьника, нетрудно найти показатель среднего развития класса. Для нашего экспериментального класса он равен 4,3.

На основании проведенного тестирования в контролирующем классе, мы получили следующую карту контроля оценки результатов

Таблица 5. Карта контроля оценки результатов контрольного класса

Фамилия учащегося

устойчивое представление об основных понятиях ООП, знание трех основных принципов ООП: наследование, инкапсуляция, полиморфизм

умение грамотно формулировать задачи в терминах языка Delphi

знание основных визуальных и невизуальных, их основных свойств и событий

знание типов данных, умение объявлять переменные, массивы и константы

умение правильно интерпретировать получаемые результаты в ходе тестирования и отладки программных продуктов

умение настраивать окружение интегрированной среды в соответствии с решаемой задачей

умение работать с видео и аудиофайлами в объектной среде Delphi

умение самостоятельно вести разработку программных продуктов различного назначения среднего уровня сложности

ЗУН в области ООП

1

Аглямова Г.И.

2

2

3

2

3

3

2

2

2,4

2

Баринова У.Ю.

1

4

2

3

3

3

3

3

2,8

3

Болдырева М.М.

2

4

2

3

4

3

5

5

3,5

4

Гусев А.В.

1

2

3

5

3

2

4

4

3,0

5

Горбунов А.Ю.

2

1

3

2

3

3

3

4

2,6

6

Данилова Ю.С.

1

2

2

3

3

3

3

2

2,4

7

Кадыркаева Э.Р.

2

3

2

5

3

4

3

3

3,1

8

Крюкова Д.А

2

1

2

3

2

4

2

2

2,3

9

Портнова К.А.

3

3

4

4

5

5

4

5

4,1

10

Рожина Л.Ю.

2

2

2

4

4

2

5

4

3,1

11

Соколов А.А.

2

3

1

4

2

5

2

5

3,0

Показатель среднего развития контрольного класса равен 2,9.

Проанализировав таблицы можно выявить коэффициент корреляции для экспериментального класса.

Таблица 6. Коэффициент корреляции для экспериментального класса

Фамилия учащегося

ЗУН в области ООП

Коэффициент корреляции

1

Аюпова А.Р.

4,5

0,77

2

Борисов Р.Н.

4,1

0,82

3

Дингизбаева А.Н.

3,9

0,65

4

Егорова Р.М.

4,8

0,71

5

Исмагилов Т.В.

4,0

0,62

6

Камышев С.П.

4,1

0,79

7

Корнилов А.С.

4,3

0,76

8

Максимов М.Ю.

4,3

0,64

9

Полуйко О.А.

4,5

0,65

10

Сенин Н.Н.

4,6

0,67

11

Фарихова Э.Р.

4,4

0,64

По итогам данной таблицы можно построить корреляционную кривую.

Рисунок 33. Коэффициент корреляции для экспериментальной группы

Среднее значение коэффициента корреляции равно 0.7, что демонстрирует наличие высокой линейной связи, то есть применение эксперимента привело к общему увеличению успеваемости.

В заключение курса, нами было проведено анкетирование в экспериментальной группе направленное на выявление качества разработанной нами образовательной программы. Данное анкетирование позволило проанализировать работу школы в соответствии с критериями качества по ряду позиций. Результаты анкетирования представлены ниже.

Оценка степени новизны содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе профильного обучения.

Рисунок 34. Степень новизны

1. Почти весь материал является для меня новым = 93%

2. Значительная часть материала интерактивных уроков уже знакома мне по книгам, журналам, телепередачам и другим источникам = 7%

3. Большая часть материала интерактивных уроков изучалась уже мною на школьных уроках = 0%

Оценка межпредметной связи содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 35. Оценка межпредметной связи

1. Материал интерактивных уроков в основном относится только к данному предмету (например, к физике, или математике, или химии и всё) = 83%

2. Материал интерактивных уроков нередко охватывает широкий круг вопросов из разных областей знаний = 17%

Оценка доступности изложения материала интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 36. Оценка доступности изложения

1. Все понятно = 88 %

2. Материал излагается сложно и непонятно = 0 %

3. Часть изучаемого материала требует дополнительных объяснений = 13%

Оценка степени научности интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

Рисунок 37. Оценка степени научности

1. Я узнал(а) много новых понятий и терминов = 38%

2. Я научился (научилась) решать задачи повышенной сложности = 14 %

3. Я пополнил(а) и углубил(а) свои знания по ряду тем = 33%

4. Интерактивные уроки помогли мне систематизировать и упорядочить школьные знания = 15%

Оценка последовательности изложения материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 38. Оценка последовательности изложения материала

1. Материал излагается четко и последовательно = 94%

2. Преподаватели бывают непоследовательны в рассуждениях, перескакивая с одного на другое = 6%

Оценка целостности содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 39.Оценка целостности содержания интерактивных уроков

1. Уроки в целом являются законченными по своему содержанию = 100%

2. Уроки кажутся незаконченными и требующими продолжения, которого, как правило, не бывает = 0%

Оценка использования наглядного материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 40.Оценка использования наглядного материала

1. Интерактивные уроки используются преподавателями и помогают лучше усвоить содержание материала = 83%

2. Преподаватели используют недостаточно иллюстративного материала для более полного усвоения и понимания материала = 17%

3. Используемый преподавателями иллюстративный материал кажется лишним и отвлекает от сути урока = 0%

Оценка в целом качества наглядного электронного материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах».

Рисунок 41.Оценка в целом качества наглядного электронного материала

1. Хорошее = 91%

2. Удовлетворительное = 9%

3. Неудовлетворительное = 0%

Таблица 7. Эффективность интерактивного курса "Delphi 7. Учимся на примерах"

Вопросы теста

Хорошо (в %)

Удовлетворительно (в %)

Неудовлетворительно (в %)

Оценка степени новизны содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе профильного обучения

93

7

0

Оценка межпредметной связи содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

17

83

0

Оценка доступности изложения материала интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

88

13

0

Оценка степени научности интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

100

0

0

Оценка последовательности изложения материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

94

6

0

Оценка целостности содержания интерактивных уроков учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

100

0

0

Оценка использования наглядного материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

83

17

0

Оценка в целом качества наглядного электронного материала учащимися общеобразовательной школы по программе «Delphi 7. Учимся на примерах»

91

9

0

По итогам данной таблицы можно построить следующий график.

В результате проведенных мониторинговых исследований качества созданного нами ИЭОР «Delphi 7. Учимся на примерах» можно сделать выводы представленные ниже.

1. Просмотренные лекции помогли значительному количеству школьников систематизировать и упорядочить уже имеющие знания, а также пополнить и углубить свои знания по ряду тем. Многие учащиеся отметили, что узнали много новых понятий и терминов, а некоторые школьники научились решать задачи повышенной сложности.

2. Значительная часть опрошенных сходятся во мнении, что интерактивные уроки излагаются доступно, понятно, последовательно и являются законченными по содержанию.

3. Большая часть учащихся школы пришли к выводу, что слайды, электронные тексты, иллюстрации, видеовставки, используемые преподавателями, помогают лучше усвоить содержание материала.

4. Все без исключения опрошенные школьники высказались, что записи преподавателя на интерактивной доске понятны, наглядны и являются необходимым "приемом", позволяющим усилить усвоение материала урока.

5. Видеолекции позволяют систематизировать учебный материал, акцентируя внимание на основных и сложных вопросах, формировать терминологический запас по предмету, расширить знания, систематизировать уже имеющиеся знания, полученные на школьных уроках и в процессе чтения учебников и другой литературы. Технология представления материала в интерактивных уроках способствует активизации внимания, повышению наглядности и соответственно доступности и информативности, что напрямую влияет на уровень понимания и усвоения. Индивидуальный режим просмотра позволяет в любое время остановить интерактивный урок и просмотреть еще раз непонятные места и прослушать материал, что способствует более глубокому усвоению новых знаний.

III заключительный этап

Как показали данные проведенного нами эксперимента, применение разработанной нами программы “Delphi7. Учимся на примерах” оказалось эффективным в практической деятельности учителя школы. Надежность и обоснованность этого вывода обеспечивалась: 1) соответствующей обработкой анкетных вопросов; 2) сопоставлением данных результатов, полученных с помощью используемых методов исследования; 3) тщательным анализом результатов педагогического эксперимента; 4) использованием методов математической статистики при обработке результатов тестирования профессионально-технологических карт.

Средние показатели общего развития знаний, умений и навыков учащихся в области ООП экспериментального и контрольного классов (в %)

Таблица 8. Показатели общего развития ЗУН в области ООП

Класс

Средние показатели ЗУН в области ООП

Экспериментальный

65

Контрольный

51

Выводы по третьей главе

Результаты проведенного эксперимента показали, что уровень знания синтаксиса языка Object Pascal повысился у 71% учащихся экспериментального класса, что является обязательным условием грамотного программирования. Уровень сформированности умения описать алгоритм создаваемой программы возрос на 57%. В связи с этим время затрачиваемое учащимися экспериментального класса на написание и отладку программ уменьшилось в 1,5-2 раза. Умение учащихся воспринимать содержащиеся в программах учебные элементы в целом и во взаимосвязи проявилось в повышении на 38% уровня сформированности навыков тестирования и отладки программы. Уровень знания принципов объектного программирования повысился у 78% учащихся, что позволяет сделать вывод о приобретении знаний по технологии проектирования и тенденциях современного программирования. Выбор перечня учебных уроков и их содержание оказались удачными. Уровень знания принципов разработки программ в среде Delphi увеличился на 73%, а ориентация на язык программирования Object Pascal в качестве основного языка программирования позволила учащимся освоить основные методы и приемы программирования в объектной среде.

Помимо вопросов, оценивающих знания школьников, в тестах присутствовали вопросы, направленные на выявление интересов в области информатики. Данные вопросы также задавались до и после обучения. Результаты показали, что интересы учащихся, изучавших данный спецкурс, лежат в области программирования, что облегчало задачу мотивации изучения объектного проектирования. В ходе эксперимента было показано, что практическое изучение объектно-ориентированного проектирования школьниками способствует повышению уровня их знаний в области разработки программного обеспечения и повышает интерес к изучению систем разработки.

Заключение

В ходе выполнения данной работы было проведено теоретическое обоснование использования объектно-ориентированного проектирования в процессе обучения информатике. На основании результатов была разработана методика обучения объектно-ориентированному программированию, а также разработан интерактивный образовательный ресурс "Delphi 7. Учимся на примерах".

Нами была обоснована целесообразность изучения школьниками основ объектно-ориентированного программирования с использованием визуального проектирования в профильном курсе информатики, а также определены основные принципы построения методической системы обучения учащихся объектно-ориентированному программированию и технологии визуального проектирования.

Были изучены и изложены преимущества метода мультимедийных уроков при изучении раздела «Основы ООП и технологии визуального проектирования» и возможности его применения для успешного усвоения учебного материала.

Был разработан необходимый учебно-методический материал, который включает в себя комплекс интерактивных уроков по изучаемой теме, примерное содержание, поурочное планирование, методические рекомендации для реализации разработанной методики, рабочую тетрадь для учащихся, сетевую тестовую оболочку.

Была проведена экспериментальная проверка результативности предложенной методики обучения и статистическая обработка результатов эксперимента и их анализ. По итогом, которого, предложенную нами методику можно считать эффективной при изучении объектно ориентированного программирования в Delphi.

Подводя итог изложенного, можно утверждать, что ООП раскрывает широкие возможности для программирования на Delphi. Это обусловлено рядом преимуществ:

1. Объектно-ориентированные системы позволяет справляться со сложностью. Первое важное преимущество объектно-ориентированных систем вытекает из природы их связи с реальным миром. Разработчик может спроектировать физическую систему в программную, первоначально задав все важные физические объекты и соответствующие им программные объекты. Группы взаимосвязанных физических объектов отображаются в классы, которые можно организовать в иерархию, начиная с общих классов и добавляя к ним специализированные подклассы. Процедуры, общие для нескольких классов, находятся в их общем суперклассе и наследуются ими. Объектно-ориентированный подход уменьшает концептуальный разрыв между реальным миром и компьютерной моделью. Он позволяет аналитикам и проектировщикам ясно понимать структуру системы. Поэтому сегодня объектно-ориентированные системы используются для моделирования сложных физических систем на производстве, в телекоммуникациях, а также в военном и оборонном комплексах.

2. Объектно-ориентированные системы предназначены для изменений. Второе преимущество объектно-ориентированных систем обусловлено способом взаимосвязи объектов через сообщения. Гибкость объектно-ориентированных систем является неоспоримым преимуществом для пользователей в быстро меняющихся средах, например, в технологии программирования.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.