Разработка мультимедийного учебного пособия по Borland Developer Studio с использованием Delphi for Win32

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Среда разработки Borland Developer Studio

1.1 Общие сведения

1.2 Возможности использования в практике дополнительного обучения

2. Электронный учебник

2.1 Требования к электронным образовательным ресурсам (ЭОР)

2.2 Технологии создания электронных учебно-методических комплексов

2.3 Подготовительный этап

2.4 Основной этап

2.5 Завершающий этап

3. Проблемы, возникающие при создании электронного учебного пособия. Пути их решения

3.1 Проблемы мультимедиа

3.2 Проблемы, возникающие при создании Электронного учебника

4. Основы визуального программирования

4.1 Объектно-ориентированная среда программирования Delphi

4.2 Структура программ Delphi

4.3 Структура проекта

4.4 Структура модуля

4.5 Элементы программы

4.6 Сфера применения программы

4.7 Системные требования и установка программы

4.8 Логическая структура программы

5 Руководство пользователя

5.1 Описание установки программного продукта

5.2 Описание интерфейса программы

6 Техника безопасности при работе за компьютером

6.1 Типовая инструкция по охране труда

6.2 Требование к помещениям

6.3 Требования к освещению

6.4 Мероприятия по защите от вредных и опасных факторов

7 Экспериментальная часть

7.1 Результаты исследования

7.2 Результаты психологической части исследования

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Актуальность темы дипломной работы обуславливается тем, что в современных условиях социально-экономического и научно-технического развития общества важное место занимает информатизация общества. Характерная черта развития образования в XXI веке - интенсивно развивающиеся процессы во всех его сферах. Все это привело к формированию новой информационной инфраструктуре и образовательной среды, которые связаны с новым типом общественных отношений, с новыми информационными технологиями различных видов деятельности с новыми технологиями обработки информации.

Современный мир предоставляет огромное количество информации совершенно разного характера и назначения. Большинство воспринимаемой нами информации является графической. Компьютерные технологии открывают широкие возможности в создании и представлении этой информации.

Постановка проблемы: в Казахстане недостаточно развиты информационные технологии в учебном процессе [1,2]. И очень мало качественных электронных учебников или обучающих комплексов. Тем более, электронных учебно-методических комплексов, сделанных средствами мультимедиа. Учителя не применяют новые технологии в процессе обучения. Это связано с недостаточным знанием учителями компьютерных и информационных технологий. Многие не имеют представления о возможностях применения их. У многих учителей сложилось превратное мнение об использовании таких новшеств в учебном процессе.

Те же, кто владеет этими технологиями, заняты в сферах рекламы и бизнеса. Поэтому кому, как не преподавателям потихоньку осваивать эти технологии, чтобы создавать качественный электронный обучающий материал для повышения уровня казахстанского образования?

Цель работы:

- Разработать электронное учебное пособие по теме «Borland Developer Studio».

Задача:

- Применить разработанное пособие на дополнительных занятиях по информатике. borland мультимедийное учебное пособие

- Экспериментально доказать эффективность применения пособия для изучения программного средства Borland Developer Studio.

Объект:

- Дополнительное образование учащихся 9 классов по программированию.

Предмет:

- содержательные и методические аспекты обучения школьников технологиям программирования.

Гипотеза:

Мы полагаем, что применение программного средства Borland Developer Studio, изученного посредством разработанного нами пособия, позволит повысить качество дополнительного обучения школьников программированию.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

Теоретические (анализ научной литературы по проблеме исследования, анализ нормативных документов, обобщение опыта педагогической деятельности, анализ, обобщение и систематизация результатов эксперимента).

Эмпирические (прямое и косвенное наблюдение, экспертная оценка, анкетирование, опрос, эксперимент, а так же методы математической статистики).

Базой исследования является кружок «Информатикон» на базе средней школы № 3 п. Затобольск, основной деятельностью которого является дополнительное обучение школьников программированию.

Научная новизна и степень самостоятельности исследования заключаются в систематизации разрозненной, порой противоречивой информации по дополнительному обучению программированию в процессе обучения.

1. Среда разработки Borland Developer Studio

1.1 Общие сведения

Borland Developer Studio - единая среда быстрой разработки приложений, поддерживающая четыре языка программирования [3]: 

1) C++ для разработки библиотек по обеспечению доступа к специальному оборудованию; 

2) Delphi для организации доступа к базам данных. (Delphi 2006 считается лучшей средой доступа к инструментам проектирования баз данных); 

3) C# - для создания приложений управления предприятием на платформе .Net от компании Microsoft; 

4) Java - для создания приложений управления предприятием на платформе CORBA/J2EE от компании Sun. 

Благодаря новой среде можно, не выходя из неё, создавать микс из программ, написанных на различных языках программирования. Цель данного программного продукта - улучшение качества совмещения различных средств отладки, улучшение производительности и повышение стабильности среды разработки и приложений, и, безусловно, повышение продуктивности всех разработчиков, работающих в этой среде программирования. 

Ниже приводятся отличительные особенности среды разработки Delphi 2006: 

- Локальный BackUp. В среде ведётся история разработки проекта до 99-ти версий, включая содержание форм; 

- Возможность рисования модели проекта в новой среде разработки Together; 

- Переработанный дизайнер форм (в частности облегчена проблема стартового размещения формы); 

- Изменённый функционал редактора кода: 

а) подсвечивание кода (подсветка изменений после последнего сохранения); 

б) свёртывание фрагментов кода; 

в) автоматическое составление списка локальных переменных; 

г) автоматическая глобальная замена идентификаторов переменных; 

д) автоматическая расстановка кавычек при вводе длинных значений для строковых переменных; 

е) быстрое комментирование кода; 

ж) подсветка/выделение ожидаемого ввода информации; 

з) возможность рефакторинга (автоматическое добавление новых переменных во все объявления глобальных функций); 

и) инспектирование отладочной информации на этапе отладки в форме всплывающих подсказок. - Возможность автоматически запускать системные задачи перед или после компиляции программы. 

Большинство функций автоматизации процесса редактирования кода выполняется “живыми шаблонами” и, либо выполняются анализатором кода на лету, либо вызываются из контекстного меню в пункте surround. Наборы “живых шаблонов” хранятся в XML-файлах. Эти файлы создаются и подключаются к контекстному меню без необходимости выходить из среды разработки [3]. 

Далее на рисунках 1-6 показаны некоторые этапы создания программы в среде программирования “Borland Developer Studio 2006?. 

Рисунок 1. Стартовое окно среды разработки “Borland Developer Studio 2006?

Чтобы создать новый проект под Win32, нужно в списке, находящемся в правом нижнем углу, выбрать пункт “VCL Forms Application”. 

Рисунок 2. Вид дизайнера форм.

Палитра компонентов находится в правом нижнем углу. 

Рисунок 3. Вид редактора кода программы.

В окне видны области со свёрнутым кодом, строки с последними изменениями, а также видна подсветка синтаксиса функции с выделенным именем. 

Рисунок 4. Применение “живых шаблонов” в действии.

На данном рисунке показано, как можно применить “живой шаблон” для комментирования выделенного участка кода. 

Рисунок 5. Вид окна модели проекта в стандарте языка моделей UML.

Рисунок 6. Вид окна для сравнения версий проекта.

1.2 Возможности использования в практике дополнительного обучения

Ученики, которые занимаются в нашем кружке «Информатикон» - очень разные по характеру и предпочтениям. У каждого из них есть свои «любимые» и не очень, языки программирования.

Некоторое время функционирования кружка, постоянно существовала проблема, возникшая вследствие этой разницы предпочтений.

Рассмотрим эту проблему подробнее.

Природа проблемы кроется в двух аспектах деятельности кружка:

Во-первых: задание на кружке всегда является групповым, так как в реальной практической деятельности программисту фактически не приходится работать по одиночке, работа происходит в творческих группах и коллективах. Но, в традиционных средах программирования очень затруднительно реализовать разработку программного микса, состоящего из множества модулей, написанных на разных зыках программирования. А писать всем только на одном языке - это равносильно ограничению творческой свободы, что в подростковом возрасте может свести к нулю все усилия по профессиональной ориентации и усилению учебной мотивации. Следовательно, проблему можно кратко сформулировать следующим образом: как написать качественный программный продукт группе программистов, работающих в разных инструментальных средах?

Во-вторых, используя некоторую универсальную среду разработки программного обеспечения, мы стимулируем желание ученика изучить не только один язык программирования, но и познакомиться с возможностями других языков программирования. Тем самым мы двигаем ученика к постоянному развитию, расширению своего кругозора и углублению изучения различных технологий и языков программирования, а порою, и различных его парадигм.

Проведя аналитический обзор программных сред, предлагаемых в свободном доступе и с учетом авторских прав и прав собственности фирм-изготовителей этих сред, мы остановились на средстве разработки программных продуктов - Borland Developer Studio.

Фактически, каждый кружковец имеет возможность полной творческой реализации, так как каждый модуль итоговой программы, может быть разработан на одном и четырех языков программирования. Кроме того, это не является обязательным условием, то есть, если вся творческая группа приходит к выводу, что условия технического задания на разрабатываемый программный продукт, могут быть реализованы средствами одного языка программирования, такая программа также может быть разработана в данной среде Borland Developer Studio.

Также, в дальнейшем, нами планируется рассмотреть возможность применения среды Borland Developer Studio в преподавании раздела «Программирование» на уроках информатики в общеобразовательной школе.

Вообще, развивая тему своей дипломной работы, мы пришли к выводу, что компьютер в школьном обучении может быть использован разнообразно, приведем краткий обзор этих возможностей:

1 Домашний компьютер используется без ведома учителя.

Компьютер исполняет роль домашнего репетитора. При этом учителя даже не подозревают (по крайней мере, на первых порах), что у ученика дома есть компьютер. Обучающая система в этом случае должна быть привязана к стабильным учебникам, задачникам, атласам, контурным картам и т.д [4]. Такая система ни в коем случае не должна вступать в противоречие со школьным учителем (имеется в виду добросовестный и квалифицированный педагог). Поэтому очень много будет зависеть от профессионализма автора, который должен быть опытным педагогом и методистом, глубоко понимать дидактику и особенности возрастной детской психологии. Именно педагог должен определять содержание и глубину проработки учебного материала. Система должна обеспечить консультацию по любому разделу школьного курса, в поддержку которого она создана. Обязательно наличие различных интерфейсов: для ребенка, для родителей, для педагога (различаются уровнями доступа к информационным ресурсам системы).

Учитель, не имея компьютера в классе, организует учебный процесс, исходя из того, что учащиеся будут выполнять домашнее задание с использованием компьютера.

Учитель с самого начала знает, что у ученика дома есть компьютер. В этом случае родители совместно с учителем определяют, какие программные продукты могут помочь ребенку при изучении конкретного курса. Это могут быть демонстрации, компьютерные энциклопедии, разного рода конструкторы, редакторы, тренажеры, тесты и т.д. Очень эффективными могут оказаться разного рода игры (их обычно называют дидактическими): ролевые, ситуационные, логические [5]. Возможно, как дополнение, использование видео материалов. Главное, в этой модели то, что учитель при организации учебного процесса в классе исходит из того, что часть заданий может выполняться дома с использованием компьютера. Естественно, это предполагает соответствующую специальную подготовку учителя. К сожалению, сегодня очень мало учителей имеют представление о возможностях компьютера. Поэтому реализация этой модели требует усилий не только со стороны родителей, но и со стороны школы. Со стороны родителей также нужна готовность помочь ребенку в освоении тех систем, которые будут использоваться при выполнении домашних заданий. С точки зрения программиста, подобные системы должны иметь унифицированный интерфейс для всех разделов курса. По сравнению с профессиональными системами их должна отличать повышенная надежность, устойчивость при ошибках ребенка или родителей.

Следует подчеркнуть, что реализация этой модели потребует соответствующей переподготовки учителей. Необходимо издание соответствующих методических материалов.

2 Единая среда школа-дом, предполагающая систематическое использование компьютера, как в классе, так и дома [6].

Эта модель предполагает, что компьютер используется и в классе и дома. Как правило, это требует кардинальной перестройки учебного процесса. Компьютер в классе может использоваться учителем при разного рода демонстрациях при объяснении нового материала, в качестве лабораторного стенда при проведении лабораторных работ, для выборочного или фронтального тестирования учащихся и для многого другого. Домашний компьютер в рамках этой модели оснащается теми же программами, что и в классе. Учебный процесс строится исходя из возможности двух фаз работы с одним и тем же программным продуктом. Например, учитель в классе демонстрирует и отрабатывает со школьниками выполнение лабораторной работы. Сама же работа выполняется ребенком дома, и он отчитывается с помощью протокола выполнения, представленном на съемном носителе. Наибольший эффект при реализации данной модели будет достигнут при объединении в единую сеть домашних и школьных компьютеров. В этом случае появляется возможность обеспечения контроля учителем не только работы в классе, но и выполнения домашних заданий. Родители в этом случае имеют доступ к школьному банку данных и могут получать оперативную и объективную информацию об успехах и проблемах ребенка. Несмотря на кажущуюся фантастичность этой модели, именно она сегодня наиболее методически и программно проработана. Уже сегодня она может быть реализована при изучении информатики, физики, математики, черчения, английского языка и в начальной школе.

3 Использование компьютера для дополнительного образования

Эта модель ориентирована на возможность получения дополнительного образования. Сюда можно отнести: подготовку к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения, самостоятельное изучение иностранных языков, получение начальной профессиональной подготовки, углубленное изучение отдельных школьных дисциплин. Соответствующие системы могут быть реализованы в форме так называемого электронного учебника, то есть единой компьютерной программы, обеспечивающей получение заданного уровня заданных знаний, навыков и умений. Другой вариант дополнительного образования с использованием компьютера может быть построен на основе классического учебного пособия, предполагающего работу читателя не только с книгой, но и с набором компьютерных программ, позволяющих выполнять упражнения, лабораторные работы, осуществлять самостоятельный контроль результатов обучения [7].

4 Домашнее образование ребенка, который по тем или иным причинам не может посещать школу.

Компьютер может оказаться практически незаменимым средством обучения в случае, когда ребенок по той или иной причине не может посещать школу. В этой ситуации помогут электронные учебники и методические пособия, привязанные к школьной программе и к стандартам образования. Соответствующая модель должна предполагать систематическую работу ребенка с компьютером под руководством родителей и с их участием. Большие возможности здесь открывает использование телекоммуникаций. В телекоммуникационной среде можно обеспечить работу с учителем, а также сделать возможным общение со сверстниками [8].

Вероятно, возможны и другие модели использования домашнего компьютера для образования детей школьного возраста. Перечисленные модели выделены из тех соображений, что они сегодня наиболее близки к реализации.

Таким образом, обучение по теме «Программирование» с основной на применении программной среды Borland Developer Studio, также практически не имеет границ.

2. Электронный учебник

Электронный учебник представляет собой программное средство, позволяющее представить для изучения теоретический материал, организовать апробирование, тренаж и самостоятельную творческую работу, помогающее учащимся и преподавателю оценить уровень знаний в определенной тематике, а также содержащее необходимую справочную информацию [9].

В чем электронный учебник, безусловно, вырывается вперед, так это в наглядности. Здесь его преимущество над традиционным "собратом" неоспоримо. Наглядность представления материала (видео, звук); Быстрая обратная связь (встроенные тест-системы обеспечивают мгновенный контроль учащихся за усвоением материала; интерактивный режим позволяет учащимся самим контролировать скорость прохождения учебного материала); возможность быстро найти необходимую информацию; восприятие нового учебного материала идёт через активизацию не только зрения (текст, цвет, статичные изображения, видео, анимация), но и слуха (голос диктора или актёра, музыкальное или шумовое оформление), что позволяет создать определённый, можно сказать, заданный эмоциональный фон, который повышает эффективность усвоения предъявляемого материала.

Электронный учебник, как правило, выполняется в формате, допускающем гипертекстовое представление материала и систему навигации, которые дают возможность обучаемому оптимально перемещаться по разделам учебника, по уровням учебного материала, быстро получать необходимый справочный материал, что активизирует их самостоятельную познавательную деятельность. Применение мультимедийных средств позволяют создавать дополнительные психологические структуры, оказывающие на учащегося положительное эмоциональное воздействие и способствующие восприятию и запоминанию материала. [10, 11]

Управленческие возможности могут быть реализованы через интерактивность обучения, предполагающую наличие практически мгновенной обратной связи, самоконтроль своей учебно-познавательной деятельности и осуществление функций самоменеджмента (выбор личного маршрута обучения).

Организационно-технологические возможности применения электронных учебников заключаются, прежде всего, в возможности работать с электронным учебником в разных режимах, в том числе дистанционно. При этом учащиеся занимаются в удобное для себя время, в удобном месте и удобном темпе, тем самым обеспечивается предъявляемые к обучающим системам требования комфортности и удобства работы с ними. Особенностью электронного учебника является и то, что он может быть и самоучителем, и тренажером, и репетитором. Важным моментом применения электронных учебником является интенсификация труда, как преподавателя, так и учащегося, например, за счет экономии времени при поиске нужного материала или при пользованной организации контроля знаний учащихся.

Максимальная реализация этих и других дидактических возможностей - представляет главную задачу, стоящую перед разработчиками электронного учебного средства [12].

2.1 Требования к электронным образовательным ресурсам (ЭОР) [13]

- Дидактические (научность, доступность, проблемность, наглядность, активизация, систематичность и последовательность, прочность усвоения, единство обучения, развития и воспитания)

- Специфические (адаптивность, интерактивность, визуализация, интеллектуальное развитие, системность, полнофункциональность, целостность и непрерывность)

- Методические (взаимосвязь и взаимодействие, разнообразие тренировки)

- Психологические (вербально-логическое и сенсорно-перцептивное восприятие, устойчивость и переключаемость внимания, память, теоретическое понятийное и практическое наглядно-действенное мышление, воображение, мотивация, учет возраста)

- Технические (надежные и универсальные ПК, периферия, ММ, устойчивые и защищенные ЭОР, простые, тестируемые, различные носители)

- Сетевые (архитектура «клиент-сервер»,телекоммуникации, сетевые ОС и Интернет-навигаторы, средства администрирования процесса обучения, коллективной работы, внешней обратной связи)

- Эргономические (дружественность, выбор темпа, последовательности, адаптация к индивидууму)

- Эстетические (упорядоченность, выразительность элементов, цвета, размера, расположения, сочетания возсту)

- Документация (полнота для эффективности эксплуатации, мобильности испольования компонентов)

- По уровням образования (общее - специальное, профессиональное, дополнительное) и типам занятий (лекции, семинары, лабораторные, консультации, аттестация).

2.2 Технологии создания электронных учебно-методических комплексов

Разработка электронных учебно-методических комплексов в среде мультимедиа является длительным и дорогостоящим процессом, поэтому важно хорошо представлять себе все основные этапы создания компьютерного учебного курса и возможные принимаемые на каждом этапе разработки решения. На предварительном этапе осуществляется выбор темы мультимедиа-издания для представления в среде мультимедиа [14]. Должны быть выявлены уже существующие мультимедиа-издания по данной дисциплине, определены предполагаемые затраты и время, необходимые для создания комплекса, а также его возможный тираж и аудитория, которой адресован курс. Тип аудитории позволяет определить общие требования к мультимедиа-изданию. Электронные учебно-методические комплексы должны учитывать особенности обучения, связанные с различным уровнем общей подготовки обучаемых и уровнем их компьютерных знаний, что может потребовать введения средств предварительного тестирования для оценки имеющихся знаний и подстройки системы для оптимального изложения. Мультимедиа-материал специального образования должен учитывать уровень подготовки, давать возможность не повторять уже известные темы, обеспечивать наличие самой последней информации в данной предметной области.

2.3 Подготовительный этап

Любой электронный учебно-методический комплекс должен содержать электронный учебник, основой которого является [15, 16]:

- текстовая информация;

- демонстрационный материал: изображение (фотографии, графики, диаграммы), анимацию (2D или 3D);

- системы проверки знаний: программы тренажеры (учебно-пробные), тесты (экзаменационно-проверочные).

Поэтому на подготовительном этапе предполагается написание текста курса, подбор иллюстративного и справочного материала, создание эскизов интерфейса и сценария обучающей программы, а также сценариев отдельных блоков (анимационных фрагментов, видеофрагментов, программ, реализующих компьютерное моделирование, блоков проверки знаний и т.п.).

На этом же этапе при желании (или необходимости) разрабатываются различные варианты представления учебного материала (как по форме, так и по содержанию) в зависимости от психологического типа обучаемого. В этом случае может оказаться необходимым проведение также и входного психологического тестирования.

При работе с текстом учебного курса необходимо выполнить его структуризацию с определением точного перечня всех необходимых тем, которые должны быть изложены в данном курсе, делением на главы, параграфы и т.п. Каждый раздел и весь учебный курс в целом достигнут цели, если изначально определено, какие знания и навыки ученик должен приобрести. Исходя из этого, целесообразно использовать разные мнемонические приемы, включая шрифтовые выделения, использование графики, рисунков и мультипликации. Для этой цели имеет смысл усилить обобщение выводов: включить сводку основных формул, сформулировать основные положения, составить таблицы. Текст желательно тщательно отредактировать, чтобы не вносить в него в дальнейшем больших изменений. Окончательно отредактированный текст преобразуется в гипертекст.

Параллельно с написанием текста курса проводится работа над сценарием мультимедиа составляющей курса. Сценарий мультимедиа подразумевает подробный перечень соответствующих компонентов и тем программы, а также предварительное описание его структуры, которая будет реализовываться в дальнейшем. Сюда относятся: описание анимационных, аудио- и видео фрагментов, иллюстраций, и т.п. Написание сценария производится с учетом возможностей выбранного программного обеспечения и имеющихся исходных материалов.

Полный сценарий программы подразумевает использование обычного текста и гипертекста со ссылками на связанные темы, разделы или понятия, на изображения, звуки, видеофрагменты, использование табличной информации, иллюстративного материала (графиков, схем, рисунков), анимированных рисунков, фотоматериалов, аудио- и видеофрагментов, компьютерных моделей.

2.4 Основной этап

На основном этапе выполняются работы по непосредственному созданию Электронного пособия. Содержание при этом должно превалировать над формой его представления. Форма представления материала должна быть как можно более строгой [17].

Страница не должна содержать лишней информации (графической или текстовой), которая могла бы отвлечь внимание читающего. Фон должен быть монотонным, но необязательно белым. Предпочтительно использование светлого фона, при этом текст должен быть написан темным цветом, например, черным или темно-синим.

Не стоит использовать темный фон и светлый шрифт - это будет утомлять глаза читателя. При подборе гарнитуры шрифта следует исходить из того, что читаемость текста, написанного гарнитурой без серифов (засечек), выше, чем текста, написанного гарнитурой с засечками. При этом следует полностью отказаться от использования мелких размеров шрифтовых гарнитур.

При включении в программу графических изображений нужно учитывать, что страницы будут просматриваться в системах с разным графическим разрешением и глубиной цвета, и ориентироваться на аппаратные средства, доступные большинству потенциальных пользователей обучающей программы.

Использование графических форматов, поддерживающих сжатие изображения (GIF, JPEG и т.п.), позволит сократить общий объем обучающей программы. 

Анимация предоставляет практически неограниченные возможности по имитации ситуаций и демонстрации движения объектов, позволяющие передать зрителю визуальное выражение фрагментов текста и звука. Существует множество программных средств создания двухмерной (2D) и трехмерной (3D) анимации для разных компьютерных платформ: персональных компьютеров и графических станций. Для создания видеофрагментов используются программно-технические комплексы компьютерного видеомонтажа. При этом желательно заранее подготовить библиотеки изображений и звуков, которые могут понадобиться при монтаже [18].

Основную нагрузку по обеспечению качества монтажа несет программное обеспечение. Одним из элементов, активно влияющих на восприятие материала, является звук. Звук может присутствовать в виде фраз, произносимых диктором, диалога персонажей или звукового сопровождения видеофрагмента. Для работы со звуком используют различное программное обеспечение, позволяющее проигрывать, записывать, а также синтезировать звуки.

2.5 Завершающий этап

Создание различных элементов мультимедиа-курсов может осуществляться параллельно. Их объединение происходит на завершающем этапе. Курс распределяется на темы, формируется система гипертекстовых ссылок. Большие объемы информации, характерные для учебных мультимедиа курсов, станут доступными только при наличии продуманного интерфейса и системы навигации [19]. 

После проведения завершающего этапа происходит тестирование и доработка курса. Прошедший тестирование мультимедиа-курс должен быть зарегистрирован как интеллектуальная собственность.

3. Проблемы, возникающие при создании электронного учебного пособия. Пути их решения

3.1 Проблемы мультимедиа [20]

- При использовании мультимедиа не учитываются персонифицированные стили обучения. Иными словами, реальная индивидуализация обучения на основе использования мультимедиа происходит лишь при условии совпадения познавательного стиля автора мультимедиа-программ со стилем пользователя;

- Не учитываются коммуникативные или социально-познавательные аспекты обучения. Введение графики, видео- изображений и аудиоинформации не решает проблем обеспечения эффективной коммуникации, оказывающей существенное эмоциональное (а следовательно, и мотивационное) воздействие на обучаемого;

- Введение различных типов медиа-воздействия (среди которых звук, графика, видео, анимация) не всегда решает проблему улучшения восприятия, понимания и запоминания информации, а порой мешает за счет зашумления каналов восприятию обучаемых;

- Неподготовленность учителей к свободному использованию мультимедиа в образовании вследствие низкой мультимедиа- грамотности (умение осуществлять обоснованный выбор мультимедиа-средств для реализации педагогических целей, знание возможностей и современных тенденций развития мультимедиа, владение инструментальными средствами разработки мультимедиа учебного назначения для сборки мультимедиа-модулей);

- Проблема отторжения имеющихся программ и ресурсов, которое происходит по причинам неадекватности мультимедиа-программ реальному образовательному процессу;

- Использование мультимедиа как нового дидактического средства в традиционных системах обучения не позволяет оптимально реализовать образовательный и развивающий ресурс мультимедиа;

Очевидно, что все эти проблемы остро стоят не только перед учителями - информатики, но и учителями-предметниками, работающими в условиях информатизации образования и ориентации на открытое образование в течении всей жизни [21].

На мой взгляд, внедрение компетентностного подхода в практику преподавания может быть более эффективно, если у будущих учителей будут сформированы теоретические представления о возможностях мультимедиа- технологий и методика формирования на их основе «типичной ситуации» («виртуальной реальности»), в которой учащийся сможет отрабатывать навыки деятельности, определяемые данной компетенцией. При этом наибольшую эффективность будут иметь индивидуально-ориентированные продукты и технологии, которые включат в себя [22]:

- мультимедиа-программы, адаптируемые к индивидуальному образовательному стилю и потребностям обучаемого;

- поддержку активной роли обучаемых в образовательных процессах за счет многофункциональности и многообразия использования мультимедиа и гипермедиа и введения интеллектуальных виртуальных агентов в образовательные мультимедиа-ресурсы;

- отдельный курс «Мультимедиа в образовании» в рамках информационной и методической подготовки;

- контрольно-оценочный компонент профессиональной деятельности будущего учителя-предметника за счет использования мультимедиа в создании «Портфеля» ученика для самореализации и развитии рефлексии

3.2 Проблемы, возникающие при создании Электронного учебника

Во-первых, написание электронных мультимедийных учебников - труд коллективный, подобный снятию художественных телесериалов, при этом главной фигурой является программист. Поэтому, практически всем учителям, преподавателям, доцентам и профессорам (в компьютерной среде получившим название «неподготовленные пользователи») перекрывается творческий путь к созданию электронных учебников нового поколения.

Во-вторых, профессия программиста очень трудная и интеллектуальная, по своей природе очень секретная. Поэтому программная архитектура электронных курсов закрытая, а соответственно, и закрыта их модернизация даже для самих авторов [23].

В-третьих, очень высоки затраты на разработку и на технические средства и т.д.

Как правило, создание такого мощного инструмента как «Электронный учебник», является трудом почти непосильным не только одному учащемуся, но и одному специалисту, имеющему определенный стаж работы в данной области. Разработка электронного учебника, предназначенного для изучения полного курса предмета, требует совместной работы группы специалистов компьютерных технологии, в составе которого должен быть обязательно программист и если учебник создается на основе какого-либо конкретного учебника, присутствие самого автора учебника или хотя бы предметника.

Поэтому в моем случае речь идет не о создании высоко профессиональных «Электронных учебников», а только о привитии навыков их создания и при этом, попытки создания, так называемых «Учебных Электронных учебников или макетов электронных учебников». Тем не менее, всему когда-то надо учиться, почему бы, это не начать прямо в стенах учебного заведения, где имеются опытные предметники, хорошая база компьютерной техники, необходимого программного обеспечения и учебных литератур [24].

При проектировании электронного учебника возникает ряд проблемы, которые можно разделить на следующее [25]:

- отсутствие прямого, а иногда и вообще любого контакта с преподавателем, и, как следствие, недостаток важной визуальной информации (настроение преподавателя, одобрение, неодобрение действий обучающегося, похвала и др.);

- быстрая утомляемость при восприятии информации с монитора, особенно, если требуется освоение больших объемов в малые сроки;

- проблема мотивации школьника -- сохранение интереса к получению знаний на протяжении всего курса.

В качестве возможных путей решения этих проблем можно предложить следующее:

Специальная, профессиональная разработка курса использование электронных учебных материалов.

Облегчение восприятия и запоминания информации путем максимального моделирования реальных условий восприятия, когда человек использует свои органы чувств, затем осмысливает информацию, адаптируя ее в сознании так, как ему наиболее понятно.

Снижение утомляемости путем выбора наименее раздражающего цвета, размера текста, оптимального количества информации, графики, анимации, звука.

Только теперь, с широким распространением новых информационных мультимедийных технологий и особенно Internet, появляется шанс если не устранить вовсе этот недостаток, то хотя бы свести его к минимуму. Центральной фигурой процесса обучения и в будущем останется учитель. Компьютер же будет играть важную, но вспомогательную роль; главной задачей использования мультимедиа и вообще любых новых технологий в образовании, является предоставление учителю и ученику максимальной свободы выбора форм и методов работы и облегчение передачи знаний от обучающего к обучаемому. Компьютер должен дополнять, а не подменять традиционные учебные пособия (в том числе привычный учебник) [26].

Из всего сказанного выше следует, что: преподавание - неизбежно сталкивается с проблемой интерпретации фактов, совпадения методологических позиций авторов учебника (не имеет значения - электронного или традиционного) и преподавателя, который, в сущности, является главной фигурой процесса обучения. Поэтому, принципиальной задачей становится обеспечение взаимодействия преподавателя с виртуальным учебником. А это возможно лишь, если учебники уйдут от традиционной назидательности, и будут строиться в соответствии с принципами позитивизма, оставляя простор для осмысления и анализа фактов самими учащимися. Если учебное пособие не будет сковывать преподавателя, а напротив, предоставит ему дополнительные степени свободы. Только тогда у любого преподавателя предметника появится необходимость использование электронных учебников на уроках, как правило, пока еще недостаточно оснащенных компьютерами в наших школах [27, 28, 29, 30].

4. Основы визуального программирования

4.1 Объектно-ориентированная среда программирования Delphi

Программирование в Delphi строится на тесном взаимодействии двух процессов: процесса конструирования визуального проявления программы (т. е. ее Windows-окна) и процесса написания кода, придающего элементам этого окна и программе в целом необходимую функциональность. Для написания кода используется окно кода, для конструирования программы - остальные окна Delphi и прежде всего - окно формы [31].

Между содержимым окон формы и кода существует неразрывная связь, которая строго отслеживается Delphi. Это означает, что размещение на форме компонента приводит к автоматическому изменению кода программы и наоборот - удаление тех или иных автоматически вставленных фрагментов кода может привести к удалению соответствующих компонентов.

Помня об этом, программисты вначале конструируют форму, размещая на ней очередной компонент, а уже только после этого переходят, если это необходимо, к написанию фрагмента кода, обеспечивающего требуемое поведение компонента в работающей программе.

4.2 Структура программ Delphi.

Любая программа в Delphi состоит из файла проекта (файл с расширением dpr) и одного или нескольких модулей (файлы с расширениями pas). Каждый из таких файлов описывает программную единицу Object Pascal [32].

4.3 Структура проекта

Файл проекта представляет собой программу, написанную на языке Object Pascal и предназначенную для обработки компилятором. Эта программа автоматически создается Delphi и содержит лишь несколько строк. Чтобы увидеть их, нужно запустить Delphi и щелкнуть по опции Project | View Source главного меню. Delphi покажет окно кода с закладкой Project1, содержащее следующий текст:

program Projecti;

uses

Forms, Unit1 in 'Unit1.pas' {fmExample};

{$R *.RES}

begin

Application.Initialize;

Application.CreateForm(TfmExample, fmExample);

Application.Run;

end.

В окне кода жирным шрифтом выделяются так называемые зарезервированные слова, а курсивом - комментарии (так же выделяются зарезервированные слова и комментарии в книге). Текст программы начинается зарезервированным словом program и заканчивается словом end с точкой за ним. Сочетание end со следующей за ней точкой называется терминатором программной единицы: как только в тексте программы встретится такой терминатор, компилятор прекращает анализ программы и игнорирует оставшуюся часть текста [32].

Зарезервированные слова играют важную роль в Object Pascal, придавая программе в целом свойство текста, написанного на почти естественном английском языке. Каждое зарезервированное слово (а их в Object Pascal несколько десятков) несет в себе условное сообщение для компилятора, который анализирует текст программы слева направо и сверху вниз. Комментарии, наоборот, ничего не значат для компилятора, и он их игнорирует.

Комментарии важны для программиста, который с их помощью поясняет те или иные места программы. Наличие комментариев в тексте программы делает ее понятнее и позволяет легко вспомнить особенности реализации программы, которую вы написали несколько лет назад. В Object Pascal комментарием считается любая последовательность символов, заключенная в фигурные скобки. В приведенном выше тексте таких комментариев два, но строка

{$R *.RES}

на самом деле не является комментарием. Этот специальным образом написанный фрагмент кода называется директивой компилятора (в нашем случае - указание компилятору на необходимость подключения к программе так называемого файла ресурсов). Директивы начинаются символом $, который стоит сразу за открывающей фигурной скобкой.

В Object Pascal в качестве ограничителей комментария могут также использоваться пары символов (*, *) и //. Скобки (*...*) используются подобно фигурным скобкам т. е. комментарием считается находящийся в них фрагмент текста, а символы // указывают компилятору, что комментарий располагается за ними и продолжается до конца текущей строки:

{Это комментарий}

(*Это тоже комментарий*)

//Все символы до конца этой строки составляют комментарий

Слово Program со следующим за ним именем программы и точкой с запятой образуют заголовок программы. За заголовком следует раздел описаний, в котором программист (или Delphi) описывает используемые в программе идентификаторы [33]. Идентификаторы обозначают элементы программы, такие как типы, переменные, процедуры, функции (об элементах программы мы поговорим чуть позже). Здесь же с помощью предложения, которое начинается зарезервированным словом uses (использовать) программист сообщает компилятору о тех фрагментах программы (модулях), которые необходимо рассматривать как неотъемлемые составные части программы и которые располагаются в других файлах. Строки

uses

Forms, Unit1 in 'Unitl.pas' {fmExample};

указывают, что помимо файла проекта в программе должны использоваться модули Forms И Unit1. модуль Forms является стандартным (т. е. уже известным Delphi), а модуль Unit1 - новым, ранее неизвестным, и Delphi в этом случае указывает также имя файла с текстом модуля (in 'uniti.pas') и имя связанного с модулем файла описания формы {fmExample}.

Собственно тело программы начинается со слова begin (начать) и ограничивается терминатором end с точкой. Тело состоит из нескольких операторов языка Object Pascal. В каждом операторе реализуется некоторое действие - изменение значения переменной, анализ результата вычисления, обращение к подпрограмме и т. п. В теле рассматриваемой программы - три исполняемых оператора:

Application.Initialize;

Application.CreateForm(TfmExample, fmExample);

Application.Run;

Каждый из них реализует обращение к одному из методов объекта Application. Объектом называется специальным образом оформленный фрагмент программы, заключающий в себе данные и подпрограммы для их обработки. Данные называются полями объекта, а подпрограммы - его методами. Объект в целом предназначен для решения какой-либо конкретной задачи и воспринимается в программе как неделимое целое (иными словами, нельзя из объекта “выдернуть” отдельное поле или метод). Объекты играют чрезвычайно важную роль в современных языках программирования. Они придуманы для того, чтобы увеличить производительность труда программиста и одновременно повысить качество разрабатываемых им программ. Два главных свойства объекта - функциональность и неделимость - делают его самостоятельной или даже самодостаточной частью программы и позволяют легко переносить объект из одной программы в другую. Разработчики Delphi придумали для нас с вами сотни объектов, которые можно рассматривать как кирпичики, из которых программист строит многоэтажное здание программы. Такой принцип построения программ называется объектно-ориентированным программированием (ООП) [33]. В объекте Application собраны данные и подпрограммы, необходимые для нормального функционирования Windows-программы в целом. Delphi автоматически создает объект-программу Application для каждого нового проекта. Строка

Application.Initialize;

означает обращение к методу Initialize объекта Application. Прочитав эту строку, компилятор создаст код, который заставит процессор перейти к выполнению некоторого фрагмента программы, написанного для нас разработчиками Delphi. После выполнения этого фрагмента (программисты говорят: после выхода из подпрограммы) управление процессором перейдет к следующей строке программы, в которой вызывается метод CreateForm и т. д.

4.4 Структура модуля

Модули - это программные единицы, предназначенные для размещений фрагментов программ [34]. С помощью содержащегося в них программного кода реализуется вся поведенческая сторона программы. Любой модуль имеет следующую структуру: заголовок секция интерфейсных объявлений секция реализации терминатор Заголовок открывается зарезервированным словом Unit за которым следует имя модуля и точка с запятой. Секция интерфейсных объявлений открывается зарезервированным словом Interface, a секция реализации - словом implementation. Терминатором модуля, как и терминатором программы, является end с точкой. Следующий фрагмент программы является синтаксически правильным вариантом модуля:

unit Unit1;

interface

// Секция интерфейсных объявлений

implementation

// Секция реализации

end.

В секции интерфейсных объявлений описываются программные элементы (типы, классы, процедуры и функции), которые будут “видны” другим программным модулям, а в секции реализации раскрывается механизм работы этих элементов. Разделение модуля на две секции обеспечивает удобный механизм обмена алгоритмами между отдельными частями одной программы. Он также реализует средство обмена программными разработками между отдельными программистами. Получив откомпилированный “посторонний” модуль, программист получает доступ только к его интерфейсной части, в которой, как уже говорилось, содержатся объявления элементов. Детали реализации объявленных процедур, функций, классов скрыты в секции реализации и недоступны другим модулям.

Если щелкнуть по закладке Unit1 окна кода, появится такой текст:

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls,

Forms, Dialogs, StdCtrls, Buttons, ExtCtrls;

type

TfmExample = class(TForm)

Panel1: TPanel;

bbRun: TBitBtn;

bbClose: TBitBtn;

edinput: TEdit;

IbOutput: TLabel;

mmOutput: TMemo;

private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

var

fmExample: TfmExample;

implementation

$R *.DFM}

end.

Весь этот текст сформирован Delphi, но в отличие от файла проекта программист может его изменять, придавая программе нужную функциональность. В интерфейсной секции описан один тип (класс - fmExample) и один объект (переменная fmExample).

Вот описание класса:

type

TfmExample = class(TForm)

Panell: TPanel;

bbRun: TBitBtn;

bbClose: TBitBtn;

edinput: TEdit;

IbOutput: TLabel;

mmOutput: TMemo;

private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

Классы служат основным инструментом реализации мощных возможностей Delphi. Класс является образцом, по которому создаются объекты, и наоборот, объект - это экземпляр реализации класса. Образцы для создания элементов программы в Object Pascal называются типами, таким образом, класс TfmExamplel -это тип. Перед его объявлением стоит зарезервированное слово type (тип), извещающее компилятор о начале раздела описания типов [34].

Стандартный класс TForm реализует все нужное для создания и функционирования пустого Windows-окна. Класс TfmExamplel порожден от этого класса, о чем свидетельствует строка

TfmExample = class(TForm)

в которой за зарезервированным словом class в скобках указывается имя родительского класса. Термин “порожден” означает, что класс TfmExample унаследовал все возможности родительского класса TForm и добавил к ним собственные в виде дополнительных компонентов. Перечень вставленных компонентов и составляет значительную часть описания класса.

Свойство наследования классами-потомками всех свойств родительского класса и обогащения их новыми возможностями является одним из фундаментальных принципов объектно-ориентированного программирования.

От наследника может быть порожден новый наследник, который внесет свою лепту в виде дополнительных программных заготовок и т. д.

В результате создается ветвящаяся иерархия классов, на вершине которой располагается самый простой класс TObject (все остальные классы в Delphi порождены от этого единственного прародителя), а на самой нижней ступени иерархии - мощные классы-потомки, которым по плечу решение любых проблем.

Объект fmExampie формально относится к элементам программы, которые называются переменными. Вот почему перед объявлением объекта стоит зарезервированное слово var (от англ. variables - переменные).

Текст модуля доступен как Delphi, так и программисту. Delphi автоматически вставляет в текст модуля описание любого добавленного к форме компонента, а также создает заготовки для обработчиков событии; программист может добавлять свои методы в ранее объявлённые классыйнаполвять обработчики событий конкретным содержанием, вставлять собственные переменные, типы, константы и т. д.

Совместное с Delphi владение текстом модуля будет вполне успешным, если программист будет соблюдать простое правило , он не должен удалять или изменять строки которые вставлены не им, а Delphi.

4.5 Элементы программы

Элементы программы - это минимальные неделимые ее части, еще несущие в себе определенную значимость для компилятора. К элементам относятся [34]:

- зарезервированные слова;

- идентификаторы;

- типы;

- константы;

- переменные;

- метки;

- подпрограммы;

- комментарии.

Зарезервированные слова это английские слова, указывающие компилятору на необходимость выполнения определенных действий. Зарезервированные слова не могут использоваться в программе ни для каких иных целей кроме тех, для которых они предназначены.

Например, зарезервированное слово begin означает для компилятора начало составного оператора.

Программист не может создать в программе переменную с именем begin, константу begin, метку begin или вообще какой бы то ни было другой элемент программы с именем begin.

Идентификаторы - это слова, которыми программист обозначает любой другой элемент программы, кроме зарезервированного слова, идентификатора или комментария.

Идентификаторы в Object Pascal могут состоять из латинских букв, арабских цифр и знака подчеркивания. Никакие другие символы или специальные знаки не могут входить в идентификатор.

Из этого простого правила следует, что идентификаторы не могут состоять из нескольких слов (нельзя использовать пробел) или включать в себя символы кириллицы (русского алфавита).

Типы - это специальные конструкции языка, которые рассматриваются компилятором как образцы для создания других элементов программы, таких как переменные, константы и функции. Любой тип определяет две важные для компилятора вещи: объем памяти, выделяемый для размещения элемента (константы, переменной или результата, возвращаемого функцией), и набор допустимых действий, которые программист может совершать над элементами данного типа.

Любой определяемый программистом идентификатор должен быть описан в разделе описаний (перед началом исполняемых операторов). Это означает, что компилятор должен знать тот тип (образец), по которому создается определяемый идентификатором элемент.

Константы определяют области памяти, которые не могут изменять своего значения в ходе работы программы. Как и любые другие элементы программы, константы могут иметь свои собственные имена. Объявлению имен констант должно предшествовать зарезервированное слово const (от англ. constants - константы). Например, можно определить константы