Практические задания. Целью включения в учебник практических заданий являлось:

Целью включения в учебник практических заданий являлось:

– выработка у студентов устойчивых навыков решения подобных заданий;

– закрепление на практике полученных теоретических знаний;

– оценка качества усвоения студентами нового материала;

– повторение и восстановление в памяти ранее изученного материала;

– выработка у студентов навыков компьютерного общения и самостоятельного решения задач в условиях ограниченного времени.

При подборе практических заданий учитывались следующие требования:

– всестороннее отражение в заданиях нового теоретического материала;

– сходность предлагаемых заданий с теми, что рассматривались ранее в виде решенных примеров;

– отсутствие примеров повышенной трудности или требующих нестандартного подхода;

– простота получаемых ответов и удобство их ввода и редактирования.

Ниже приводиться схема предлагаемых практических заданий:

1. По делимому а и остатку r найти делители b и соответствующие частные q, если:

а) a = 100; r = 6; б) а = 158; r = 37; в) a = 497; r = 16.

2. Найти наибольшее целое число, дающее при делении на b = 13 частное q = 17.

3. Найти НОД каждой из следующих систем чисел:

а) (120; 144); б) (424; 477); в) (299; 391; 667).

4. Найти НОК каждой из следующих систем чисел:

а) [120; 96]; б) [75; 114]; в) [118; 177;413].

5. Каким числом, рациональным или иррациональным, является значение выражения 8 - 5 х при х = 0,6; 1,2; -3,4?

6.Среди чисел ; 0; 0,(25); ; 3,14; ; 0,818118111811118... укажите рациональные и иррациональные.

7. Выполнить указанные действия:

а) (2 + 3 i) (4 - 5 i) + (2 - 3 i) (4 + 5 i); б) .

8. Найти тригонометрическую форму комплексного числа:

а) i; б) -2; в) 1 + i; г) .

9. Вычислить:

а) ; б) ; в) .

10. Извлечь корни:

a) ; б) ; в) ; г) ; д) .

11. Упростить:

а) ; б) .

Предложенные задачи студенты решают у себя в тетради, а потом вводят полученные ответы в компьютер. По окончанию редактирования ответов студенты закрывают сеанс решения практических заданий и система переходит в режим оценки полученных ответов. После анализа выставляется оценка, которая показывается студенту и заносится в ведомость вместе с входными данными студента. Преподаватель, периодически просматривая ведомости (скажем, в конце дня) получает список всех студентов проходивших обучение в этот день и их оценки, может оперативно оценить успешность изложения темы и, если необходимо, принять меры по корректировке учебного процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой дипломной работе рассматривалась тема разработки электронных обучающих систем на примере электронного учебника по математике. Сейчас, когда идет повсеместное внедрение средств новых информационных технологий в высшую школу и образовательный процесс вообще, остро ощущается нехватка программных средств. Для усиления эффективности этого процесса необходимо наличие развитого и многоцелевого программного обеспечения, на основе которого будут строится новые подходы к обучению с применением СНИТ. В этих условиях тема моей дипломной работы, предмет ее исследования представляется очень своевременным. Актуальность этого вопроса продиктована самой ситуацией на рынке программного обеспечения, когда есть люди готовые и стремящиеся внедрять новые программно-методические разработки, новые формы и методы обучения на практике, а несбалансированность российского рынка прикладного обеспечения не позволяет использовать целиком богатый потенциал, заложенный в СНИТ. Поэтому разработку компьютерного учебного пособия по математике, которое могло бы применятся в обучении студентов, считаю своей первостепенной задачей.

В данной дипломной работе передо мной были поставлены следующие цели:

– предоставить студентам, изучающим математику эффективное и легкодоступное средство обучения, которое включало бы в себя теоретический материал, вопросы и практические задания, и выполняло бы не только обучающую, но и контролирующую и оценивающую функции;

– провести анализ теоретического материала предлагаемого к компьютерной реализации с целью определения его пригодности к подобной реализации и степень ее эффективности;

– продолжить, и в чем то оживить, процесс внедрения средств новых информационных технологий в область преподавания математики, ускорить интеграцию математических и информационных дисциплин;

– предоставить нашему университету полноценное программное обеспечение, которое сможет применяться при обучении математике на младших курсах, и которым смогут пользоваться сотни студентов;

Для достижения поставленных целей и решения предложенной задачи мною, была проделана следующая работа:

– рассмотрено современная ситуация в процессе компьютеризации нашего общества и конкретно процесса образования в высшей школе;

– проведена классификация существующих на данный момент компьютерных обучающих систем по их назначению и целям применения в образовании;

– выделены основные условия успешного применения средств НИТ в учебном процессе;

– детально изучена методика создания компьютерных обучающих мультимедиа систем, которая была в дальнейшем использована при разработке собственного компьютерного приложения;

– рассмотрены принципы изложения информации с точки зрения современных теорий психологии и дизайна;

– досконально изучены наиболее популярные инструментальные средства разработки мультимедиа приложений: IBM LinkWay, Action 2.5, Multimedia ToolBook и среда программирования Borland Delphi 3.0;

– проведен сравнительный анализ этих инструментальных сред с целью выявления системы, наиболее отвечающей требованиям, предъявляемым при разработке учебника;

– проведен анализ теоретического материала предлагаемого к изучению студентам I курса отделения «информатика – иностранный язык» и выбран материал для первоочередной реализации в компьютерном учебнике;

– подобрана система контрольных вопросов для выявления уровня усвоения нового материала;

– подобрана система практических заданий предназначенных для закрепления изученного материала и выработке практических умений и навыков в решении подобных заданий;

– разработана система контекстно-вызываемых пояснений, призванная облегчить обучение студентов;

– разработан и реализован действующий фрагмент электронного учебника по математике, который может применяться при обучении студентов;

Практическую ценность своей работы вижу в том, что:

во-первых, мною был получен богатый опыт разработки обучающих компьютерных систем, в том числе освоены инструментальные средства разработки подобных систем;

во-вторых, и это главное, университет получит в свое распоряжение и сможет использовать в образовательном процессе новое электронное средство обучения – компьютерный учебник по математике.

ПРИЛОЖЕНИЕ А:

ТОЛКОВЫЙ СЛОВАРЬ СЛОВОСОЧЕТАНИЙ И ВЫРАЖЕНИЙ

База данных (БД) – именованная совокупность данных, которая отображает состояние объектов и их отношений в данной предметной области. БД обеспечивает использование одних и тех же данных в различных приложениях, допускает решение задач планирования, исследования, управления. Функционирование БД обеспечивается системой управления базами данных (СУБД).

База знаний (БЗ) – совокупность систематизированных основополагающих сведений, относящихся к определенной области знания, хранящихся в памяти ЭВМ, объем которых необходим и достаточен для решения заданного круга теоретических или практических задач. В системе управления БЗ используются методы искусственного интеллекта, специальные языки описания знаний, интеллектуальный интерфейс.

Видеокомпьютерная система – комплекс оборудования, позволяющий представлять пользователю различные виды воспринимаемой информации (текст, рисованная графика, видеофильм, движущиеся изображения, звук), обеспечивая ведение интерактивного диалога пользователя с системой.

Виртуальная реальность (VIRTUAL REALITY) - новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью комплексных мультимедиа – операционных сред иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном "экранном мире". Базовыми компонентами типичной системы "Виртуальная реальность" являются: перечни или списки с перечислением и описанием объектов, формирующих виртуальный мир, в субсистеме создания и управления объектами виртуального мира; субсистема, распознающая и оценивающая состояние объектов перечней и непрерывно создающая картину "местонахождения" пользователя относительно объектов виртуального мира; головной установочный дисплей (очки – телемониторы), вкотором непрерывно представляются изменяющиеся картины "событий" виртуального мира; устройство с ручным управлением, реализованное в виде "информационной перчатки" или "спейс – болл", определяющее направление "перемещения" пользователя относительно объектов виртуального мира; устройство создания и передачи звука.

Инструментальное программное средство (ИПС) - программное средство, предназначенное для конструирования программных средств (систем) учебного назначения, подготовки или генерирования учебно – методических и организационных материалов, создания графических или музыкальных включений, сервисных "надстроек" программы. Наполнение ИПС предметным содержанием позволяет создавать различные типы ПС учебного назначения или ПС "смешанного" назначения. В монографии рассматриваются ИПС прикладного назначения: инструментальные системы, предназначенные для разработки автоматизированных систем контролирующего, консультирующего, тренингового назначения, позволяющие свести к минимуму "бумажное" предъявление учебного материала, заменяя его "экранным"; авторские программные системы, предназначенные для конструирования программных средств (систем) учебного назначения; системы компьютерного моделирования (демонстрационного, имитационного); программные среды со встроенными элементами технологии обучения, включающие как предметную среду, так и элементы педагогической технологии для ее изучения; инструментальные программные средства, обеспечивающие осуществление операций по систематизации учебной информации на основе использования системы обработки данных; экспертные системы учебного назначения как средство представления знаний, предназначенные для организации диалога между пользователем и системой, способной по требованию пользователя представить ход рассуждения при решении той или иной учебной задачи в виде, приемлемом для обучаемого. Наполнение ИПС предметным содержанием позволяет создавать различные типы ПС учебного назначения или ПС "смешанного" назначения, объединяющие в себе функциональное назначение различных типов.

Интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с программной (программно – аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме, с использованием "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов); при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы.

Информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого – педагогических целей обучения, воспитания. Этот процесс инициирует, во – первых, совершенствование механизмов управления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно – педагогической информации, информационно – методических материалов, а также коммуникационных сетей; во – вторых, совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества; в – третьих, создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно – учебную, экспериментально – исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации; в – четвертых, создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня знаний обучаемых.

Информатизация общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также разнообразных средств информационного обмена.

Информационно – предметная среда со встроенными элементами технологии обучения - совокупность условий, способствующих возникновению и развитию процессов: активного информационного взаимодействия между преподавателем, обучаемым (обучаемыми) и СНИТ, ориентированного на выполнение разнообразных видов самостоятельной деятельности с объектами предметной среды, в том числе информационно – учебной, экспериментально – исследовательской деятельности, и осуществляемого оперированием компонентами CCO; функционирования организационных структур педагогического воздействия в рамках определенной технологии обучения. Информационно – предметная среда со встроенными элементами технологии обучения включает средства и технологии сбора, накопления, хранения, обработки, передачи учебной информации; средства представления и извлечения знаний; компоненты системы средств обучения, обеспечивая их взаимосвязь и функционирование организационных структур педагогического воздействия.

Информационно-учебная деятельность – это деятельность, основанная на информационном взаимодействии между обучаемым (обучаемыми), преподавателем и средствами новых информационных технологий, направленная на достижение учебных целей. При этом предполагается выполнение следующих видов деятельности: регистрация, сбор, накопление, хранение, обработка информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, передача достаточно больших объемов информации, представленной в различной форме; интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с программной (программно – аппаратной) системой, характеризующееся реализацией более развитых средств ведения диалога при обеспечении возможности выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы; управление реальными объектами; управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих; автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование.

Искусственный интеллект (ИИ) – искусственная (программная реализация) система, имитирующая решение человеком достаточно сложных задач в процессе его деятельности. Искусственный интеллект – направление современных научных исследований, сопровождающих и обуславливающих создание самих систем ИИ, разработанных на базе электронно – вычислительной, микропроцессорной техники и предназначенных для восприятия, обработки, хранения информации, а также формирования решений по целесообразному поведению в ситуациях, моделирующих состояния различных систем (например, природы, общества).

Компьютерная визуализация учебной информации: компьютерная визуализация изучаемого объекта - наглядное представление на экране ЭВМ объекта, его составных частей или их моделей, а при необходимости во всевозможных ракурсах, в деталях, с возможностью демонстрации внутренних взаимосвязей составных частей; компьютерная визуализация изучаемого процесса – наглядное представление на экране ЭВМ данного процесса или его модели, в том числе скрытого в реальном мире, а при необходимости – в развитии, во временном и пространственном движении, представление графической интерпретации исследуемой закономерности изучаемого процесса. Требование обеспечения компьютерной визуализации учебной информации, предъявляемой ППС, предполагает реализацию возможностей современных средств визуализации объектов, процессов, явлений (как реальных, так и "виртуальных"), а также их моделей, представление их в динамике развития, во временном и пространственном движении, с сохранением возможности диалогового общения с программой.

Контаминация – смешение, перетасовка информации, включающей текстовую, графическую, подвижные диаграммы, мультипликацию, видеоинформацию.

Мультимедиа-операционные среды, основанные на использовании технологии компакт – диска (CD – ROM), позволяют интегрировать аудиовизуальную информацию, представленную в различной форме (видеофильм, текст, графика, анимация, слайды, музыка), используя при этом возможности интерактивного диалога.

Технология Мультимедиа (Multimedia) – это совокупность приемов, методов,способов продуцирования, обработки, хранения, передачи аудиовизуальной информации, основанных на использовании технологии компакт – диска. Возможности систем Мультимедиа позволяют интегрировано представлять на экране компьютера любую аудиовизуальную информацию, реализуя интерактивный диалог пользователя с системой. При этом система обеспечивает возможность выбора по результатам анализа действий пользователя нужную линию развития представляемого сюжета или ситуации.

Объектно – ориентированные программные системы представляют собой программные системы, в основе которых лежит определенная модель объектного "мира пользователя".

Педагогическое программное средство (ППС) – программа, предназначенная для организации и поддержки учебного диалога пользователя с компьютером; функциональное назначение ППС – предоставлять учебную информацию и направлять обучение, учитывая индивидуальные возможности и предпочтения обучаемого. Как правило, ППС предполагают усвоение новой информации при наличии обратной связи пользователя с программой.

Представление знаний – способ формального выражения, представления всех видов знаний (представимых для машинной обработки), который используется для обработки знаний в системах искусственного интеллекта.

Программа прикладная – программа вычислительной машины: проблемная, функциональная, реализующая решение задачи, необходимой пользователю.

Программно – методическое обеспечение (ПМО) - учебно – воспитательного процесса – комплекс, в состав которого входят: программное средство учебного назначения или пакет программных средств учебного назначения; инструкция для пользователя программным средством учебного назначения или пакетом программных средств учебного назначения; описание методики (методические - рекомендации) по использованию программного средства учебного назначения или пакета программных средств учебного назначения.

Программное средство (ПС) учебного назначения – это программное средство, в котором отражается некоторая предметная область, в той или иной мере реализуется технология ее изучения, обеспечиваются условия для осуществления различных видов учебной деятельности. ПС учебного назначения предназначается для использования в учебно – воспитательном процессе, при подготовке, переподготовке и повышении квалификации кадров сферы образования, в целях развития личности обучаемого, интенсификации процесса обучения. Использование ПС учебного назначения ориентировано на: решение определенной учебной проблемы, требующей ее изучения и (или) разрешения (проблемно-ориентированные ПС); осуществление некоторой деятельности с объектной средой (объектно – ориентированные ПС); осуществление деятельности в некоторой предметной среде (предметно – ориентированные ПС).

Средства информатизации образования – это средства новых информационных технологий совместно (используемые вместе) с учебно – методическими, нормативно – техническими и организационно – инструктивными материалами, обеспечивающими реализацию оптимальной технологии их педагогически целесообразного использования.

Средства новых информационных технологий (СНИТ) – программно – аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современных средств и систем информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации. К СНИТ относятся: ПЭВМ; комплекты терминального оборудования для ЭВМ всех классов, локальные вычислительные сети, устройства ввода – вывода информации, средства ввода и манипулирования текстовой и графической информацией, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ЭВМ; устройства для преобразования данных из графической или звуковой формы представления данных в цифровую и обратно; средства и устройства - манипулирования аудиовизуальной информацией (на базе технологии Мультимедиа или систем "Виртуальная реальность"); современные средства связи; системы искусственного интеллекта; системы машинной графики, программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр.) и др.

Учебное, демонстрационное оборудование, сопрягаемое с ЭВМ, обеспечивает: управление с помощью компьютера объектами реальной действительности; сбор, обработку, передачу информации о реально протекающем процессе; визуализацию изучаемых закономерностей; автоматизацию процессов обработки результатов учебного эксперимента; графические построения. Состав учебного, демонстрационного оборудования, функционирующего на базе СНИТ: учебные роботы, управляемые ЭВМ, имитирующие промышленные устройства и механизмы; электронные конструкторы; комплект датчиков и устройств, обеспечивающих получение информации о регулируемом физическом параметре или процессе; средства пространственного ввода и манипулирования текстовой и графической информацией.

Формализация знаний – представление знаний в формализованной структуре средствами математической логики. Построение логических исчислений в математической логике позволяет применить ее средства к формализации целых областей науки. При этом области знания, формализованные средствами математической логики, приобретают вид формальных систем.

Экспертная обучающая система (ЭОС) является средством представления знаний, организует диалог пользователя с системой, обеспечивает: пояснение стратегии и тактики решения задач изучаемой предметной области; контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения и оценкой достоверности контроля; автоматизацию процесса управления самой системой в целом.

Экспертные системы (ЭС) – класс систем искусственного интеллекта, предназначенных для получения, накопления, корректировки знания, предоставляемого экспертами из некоторой предметной области, для получения нового знания, позволяющего решать определенные задачи, относящиеся к классу неформализованных, слабоструктурированных, объясняя ход их решения. Экспертные системы ориентированы на использование неформальных знаний, например, в таких областях, как медицина, геология, фармакология, образование и т.п.

Список использованной литературы:

Борк A "История" новых технологий в образовании / Российский открытый университет - М., 1990.

Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. - Ставрополь: СГПУ, 1995.

Выявление экспертных знаний / О.И. Ларичев, А.И. Мечитов, Е.М. Мошкович, Е.М. Фуремс. - М.: Наука, 1989.

Инструментальные средства для конструирования программных средств учебного назначения: (Обзор) / Институт проблем информатики АН CCCP; (Отв. ред.: Г.Л. Кулешова). - М., 1990.

Интеллектуализация ЭВМ / (E.C. Кузин, А.И. Ройтман, И.Б. Фоминых, Г.К. Хахалин). - М.: Высшая школа, 1989.

Информационная технология: Вопросы развития и применения. - Киев: Наук. думка, 1988.

Концепция информатизации образования // Информатика и образование. - 1990. - № 1.

Концепция использования новых информационных технологий в организационно-методическом обеспечении учебного заведения / Российский Центр информатизации образования - М., 1992.

Кузнецов А.А. Сергеева Т.А. Компьютерная программа и дидактика // Информатика и образование. - 1986. - N 2.

Куликова М.Ф., Михалюк Э.В., Введение в математику: Методическое пособие. - Ставрополь: Издательство СГУ, 1996.

Куприенко В.Д., Мещерин И.В. Педагогические программные средства: Методические рекомендации для разработчиков ППС. / Омский ГПИ им. А.М. Горького. - Омск, 1991.

Материалы IV Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании" (Троицк, 24 - 26 июня 1993 г.) / - Троицк, 1993.

Методические рекомендации по проектированию обучающих программ / Институт психологии Министерства просвещения УССР; - Киев, 1986.

Методические рекомендации по созданию и использованию педагогических программных средств: (Сб. ст.) / НИИ средств обучения АПН CCCP - М., 1991.

Мирская А, Сергеева Т. Обучающие программы оценивает практика // Информатика и образование. 1987. - 6.

Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1985.

Основы информатики н вычислительной техники: Методические рекомендации для слушателей / НИИ школьного оборудования и технических средств обучения АПН CCCP - М., 1988.

Периферийное оборудование комплекта учебной вычислительной техники и демонстрационное оборудование кабинета вычислительной техники / НИИ школьного оборудования и технических средств обучения АПН СССР - М., 1989.

Положение о порядке аттестации и сертификации педагогического программного продукта (ППП): Методические рекомендации / Российский центр информатизации образования. - M., 1992.

Представление и использование знаний / Под редакцией Х. Уэно, М. Исидзука. - М.: Мир, 1989.

Рубенкинг Нейл Дж. Delphi 3 для «чайников». - Киев, Диалектика, 1997.

Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 1989.

Словарь по кибернетике / Под редакцией В.С. Михалевича. - Киев, 1989.

Соломатин Н.М. Информационные семантические системы. - М.: Высшая школа, 1989.

Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM РС / Под редакцией У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. - М.: Мир, 1992.

Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники / А.П. Ершов, Н.М. Шанский, А.П. Окунева, Н.В. Баско. - М.: Просвещение, 1991.

Технология сертификации программных средств учебного назначения (ПС УН) / Рос. центр информатизации образования (РОСЦИО) / Под редакцией А.И. Галкина, В.К. Мороз. - М., 1993.

Тодд Миллер, Дэвид Пауэл. Использование Delphi 3 / специальное издание. - М.-Киев, Диалектика, 1997.

Уваров A.IO. Компьютерная коммуникация в учебном процессе // Педагогическая информатика. - 1993. - № 1.

Хейес-Рот Ф., Уотермен Д., Ленат Д. Построение экспертных систем. - М.: Мир, 1987.

Цивенков Ю.М., Семенов Е.Ю. Компьютеризация в образовании развитых капиталистических стран: (Средства обучения в высшей школе) НИИ Высшая школа - М., 1989.

Экспертные системы: Принципы работы и примеры / Под редакцией Р. Форсайта. - М.: Радио и связь, 1987.