РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОННОГО ПРАКТИКУМА ПО РЕШЕНИЮ
ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ
Сущность, предназначение и виды электронных учебных изданий
Электронное издание согласно ГОСТ 7.60-2003 – это издание, для использования которого необходимы средства вычислительной техники.
Согласно Концепции информатизации системы образования Республики Беларусь электронное средство обучения – программно-методическое обеспечение для использования обучающимися в образовательном процессе по конкретному учебному предмету образовательной области на всех этапах образовательного процесса [19, с. 256].
Электронное издание представляет собой совокупность текстовой, графической, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное учебное пособие может быть выполнено на любом электронном носителе или размещено в локальной или глобальной компьютерной сети. В зависимости от содержания, объема и полноты представления учебного материала электронные учебные издания делятся на электронные учебники, электронные учебные пособия, электронные задачники, электронные практикумы и т.д.
В настоящее время к электронным учебным изданиям предъявляются следующие требования: структурированность, удобство в обращении, наглядность изложенного материала.
Электронный вариант учебного издания вмещает в себе и средства контроля, так как контроль знаний является одной из основных проблем в обучении. Долгое время в отечественной системе образования контроль знаний, как правило, проводилось в устной форме. На современном этапе применяются различные методы тестирования. Многие, конечно, не разделяют этой позиции, считая, что тесты исключают такие необходимые навыки, как анализирование, сопоставление и т.д. В системах дистанционного обучения применение новых технологии дает возможность качественно по-новому решить проблему.
Электронные учебные издания (ЭУИ) – основные электронные учебные издания, созданные на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующие составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемые дидактическими единицами стандарта и программой.
Электронные учебные издания имеют ряд принципиальных отличий от учебника, изготовленного типографским способом:
- возможность мультимедиа;
- обеспечение виртуальной реальности;
- высокая степень интерактивности;
- возможность индивидуального подхода к обучающемуся.
Проведя анализ существующих ЭУИ, были выделены основные модели:
1. Электронный практикум – это виртуальный лабораторный или программно-технический лабораторный практикумы, в том числе с удаленным управлением лабораторным комплексом по сети [2, с. 14].
2. Тесты. Позволяют пользователю оценить уровень знаний. Тесты могут быть разных типов: выбрать правильный ответ из списка предоставленных, вписать нужное слово и т.д.
3. Тренажер. Это программа, которая позволяет студенту виртуально применить полученные знания, например при решении задач. Перед ним ставится задача, даются условия и предоставляются инструменты для её решения. Это эмитирует жизненную ситуацию и позволяет отработать навыки решения, что в дальнейшем поможет студенту справиться с ней в реальности.
Технология создания электронных учебных изданий включают следующие этапы:
1. Подготовительный этап (договорные, правовые аспекты). На этом этапе выбираются материалы, на основе которых будут создаваться ЭУИ, в электронном виде, а также согласовываются правовые вопросы с авторами источников.
2. Разработка модулей ЭУИ. При помощи комплекса программ создаются оглавление, предметный указатель, тесты, программируются тренажеры.
3. Тестирование ЭУИ. Проверка правильности созданных модулей и их работоспособности проводится в режиме обучения.
4. Выпуск готового ЭУИ. Создание дистрибутива электронных учебных изданий [10, с. 118].
В информационную часть электронных учебных изданий могут входить:
- представление авторов курса;
- методические рекомендации по изучению курса;
- четко структурированные учебные материалы;
- иллюстрации, представленные всем спектром мультимедиа (графика, анимация, звук);
- практикум для выработки умений и навыков применения теоретических знаний с примерами выполнения задания и анализом наиболее часто встречающихся ошибок;
- система диагностики и контроля (тестовые задания, задания для работы в группе и т.п.);
- дополнительные материалы (от контекстной расшифровки терминов до нормативной базы и электронной библиотеки);
- сервисные средства (справка по работе с учебником, словарь, глоссарий и т.п.).
Отличия электронных учебных изданий от традиционных курсов обучения:
- система управления процессом обучения, включающая средства нелинейного структурирования и оптимизации учебного материала, средства диагностики и коррекции знаний, разветвленную сеть обратной связи и т.п.;
- словесные методы, позволяющие значительно ускорить познавательные процессы;
- графические средства, обеспечивающие процессу обучения высокий уровень наглядности;
- средства мультимедиа, позволяющие организовать лабораторный практикум.
Электронные учебные издания позволяют решать следующие основные задачи:
- получать сведения об учебной программе и тематическом плане учебной дисциплины, последовательности занятий и логике изучения тем;
- индивидуально просматривать, изучать или повторять учебный, методический и информационно-справочный материал;
- осуществлять самоконтроль (с автоматизированным выставлением оценок) усвоения содержания учебных тем и т.д [2, с. 14].
Конечно, здесь перечислены не все задачи, которые составляли бы необходимый и достаточный уровень для электронных учебных изданий, но эти являются наиболее актуальными.
Достоинства электронных учебных изданий:
- повышается производительность труда преподавателя;
- работа с ЭУИ активизирует самостоятельное мышление студентов;
- индивидуальный темп обучения;
- существенное повышение эффективности обучения за счет использования информационных технологий;
- осуществление широкого контроля учебной деятельности, в том числе и самостоятельной работы обучающихся;
- приобщение к использованию современных информационных технологий как обучающихся, так и преподавателей;
- возможность быстро и эффективно тестировать или как-нибудь иначе проверять знания студентов;
- возможность организовывать самостоятельную работу студентов, давать подсказки, справки и многое другое [2, с. 15].
Таким образом, существует большое количество преимуществ электронных учебных изданий над печатными, поэтому проблема создания качественных электронных учебных изданий является актуальной в настоящее время проблемой. На сегодняшний день создано достаточно большое количество электронных тренажеров и практикумов, которые имеют ряд достоинств и недостатков.
3.2 Программирование в среде разработки С#
На сегодняшний момент язык программирования C# один из самых мощных, быстро развивающихся и востребованных языков в ИТ-отрасли. В настоящий момент на нем пишутся самые различные приложения: от небольших десктопных программок до крупных веб-порталов и веб-сервисов, обслуживающих ежедневно миллионы пользователей [3, с. 144].
По сравнению с другими языками C# достаточно молодой, но в, то же время, он уже прошел большой путь. Первая версия языка вышла вместе с релизом Microsoft Visual Studio.NET в феврале 2002 года. Текущей версией языка является версия C# 7.0, которая вышла 7 марта 2017 года вместе с Visual Studio 2017.
C# является языком с Си-подобным синтаксисом и близким в этом отношении к C++ и Java.
C# является объектно-ориентированным и в этом плане много перенял у Java и С++. Например, C# поддерживает полиморфизм, наследование, перегрузку операторов, статическую типизацию. Объектно-ориентированный подход позволяет решить задачи по построению крупных, но в тоже время гибких, масштабируемых и расширяемых приложений. И C# продолжает активно развиваться, и с каждой новой версией появляется все больше функций, как, например, лямбды, динамическое связывание, асинхронные методы и т.д.
Framework.NET представляет мощную платформу для создания приложений. Можно выделить следующие ее основные черты:
- Поддержка нескольких языков. Основой платформы является общеязыковая среда исполнения Common Language Runtime (CLR), благодаря чему.NET поддерживает несколько языков: наряду с C# это также VB.NET, C++, F#, а также различные диалекты других языков, привязанные к.NET, например, Delphi.NET. При компиляции код на любом из этих языков компилируется в сборку на общем языке CIL (Common Intermediate Language) – своего рода ассемблер платформы.NET. Поэтому можно создать отдельные модули одного приложения на отдельных языках.
- Кроссплатформенность.. NET является переносимой платформой (с некоторыми ограничениями). Например, последняя версия платформы на данный момент.NET Framework поддерживается на большинстве современных ОС Windows (Windows 10/8.1/8/7/Vista). А благодаря проекту Mono можно создавать приложения, которые будут работать и на других ОС семейства Linux, в том числе на мобильных платформах Android и iOS.
- Мощная библиотека классов.. NET представляет единую для всех поддерживаемых языков библиотеку классов. И какое бы приложение не требовалось написать на C# – текстовый редактор, чат или сложный веб-сайт – так или иначе будет задействована библиотеку классов.NET.
- Разнообразие технологий. Общеязыковая среда исполнения CLR и базовая библиотека классов являются основой для целого стека технологий, которые разработчики могут задействовать при построении тех или иных приложений. Например, для работы с базами данных в этом стеке технологий предназначена технология ADO.NET, для построения графических приложений с богатым насыщенным интерфейсом – технология WPF, для создания веб-сайтов – ASP.NET и т.д. [18, с. 356].
Для того чтобы создать приложение на языке C#, нам нужен текстовый редактор, в котором можно было бы напечатать код программы; компилятор, который бы скомпилировал набранный в текстовом редакторе код в приложение exe;.NET Framework, который требуется для компиляции и выполнения программы.
Чтобы облегчить написание, а также тестирование и отладку программного кода, обычно используют специальные среды разработки, в частности, Visual Studio.
При инсталляции Visual Studio 2010 на ваш компьютер программиста будут установлены все необходимые инструменты для разработки программ, в том числе.NET Framework 4.5.2.
Для создания проекта, нужно открыть Visual Studio 2010 и в меню Файл выбрать команду Создать проект. В списке Установленные шаблоны нужно выбрать C# или Visual Basic, а затем щелкнуть на значке Приложение Windows Forms (рисунки 6 – 7).
Рисунок 6 – Создание нового проекта
Рисунок 7 – Форма проекта
Наименование формы следует изменить на Тренажер решения транспортных задач с помощью свойства Text (рисунок 8).
Рисунок 8 – Свойства главной формы проекта
Следует перетащить элементы управления Label, WebBrowser, Panel, Button и ListBox с панели инструментов на главную форму и задать их свойства (рисунок 9). На главной форме будет представлен список задач и их условия. Код программы кнопки Button (Приступить к решению) представлен в приложении Б.
Рисунок 9 – Панель элементов
Далее добавляем новую форму проекта, где будет описано решение задачи. На вторую форму добавляем элементы управления Label, WebBrowser, Panel, Button1 и Button2 с панели инструментов на основную форму по решению задачи и задаем их свойства (рисунок 10). Код программы по решению задачи и кнопок Button1 (Помощь), Button2 (Далее) представлены в приложении Б.
Рисунок 10 – Основная форма проекта