Интерфейс электронного практикума был построен в соответствии с основными требованиями заказчика проекта.
Основные идеи при разработке дизайна были следующие: простота, наглядность и удобство при работе, приятные цвета, которые не раздражают при чтении и не утомляют глаза.
В настоящее время к электронному практикуму предъявляются следующие требования: структурированность, удобство в обращении, наглядность изложенного материала. Электронный вариант практикума вмещает в себе и средства контроля, так как контроль знаний является одной из основных проблем в обучении. Таким образом, можно надеяться, что применение новых информационных технологий способствуют повышению эффективности обучения, а также являются незаменимым инструментом при самостоятельной подготовке обучающегося.
Известно, что для активного овладения конкретной предметной областью необходимо не только изучить теорию, но и сформировать практические навыки в решении задач. Для этого нужно научиться строить математические модели изучаемых процессов и явлений, проектировать алгоритмы решения и реализовывать их в виде программ.
Любой серьезный проект должен начинаться с предварительного проектирования. Интерфейс обучающего средства спроектирован таким образом, чтобы студенты могли без труда самостоятельно им воспользоваться, повторяя и закрепляя материал после практического занятия. Перед студентом последовательно возникают экранные окна, в поля которых ему нужно вводить числовые данные. Затем программа проверяет правильность расчетов и правильность введенных данных. Работа студента с электронным практикумом полностью повторяет процесс решения задачи на практическом занятии под руководством преподавателя [10, с. 118].
Практикум разработан с помощью объектно-ориентированного языка программирования C# для использования локально, на каждом компьютере в компьютерном классе для самостоятельной работы студентов.
Преимущества использования программы как электронного средства обучения при изучении учебной дисциплины «Высшая математика»:
- электронный практикум позволяет студенту индивидуально просматривать, изучать и повторять учебный материал;
- осуществлять самоконтроль;
- студент занимается в удобное для себя внеаудиторное время;
- студент имеет возможность решить столько задач, сколько ему необходимо для выработки устойчивого навыка для решения задач этого типа;
- повышается качество обучения по учебной дисциплине.
Таким образом, электронный практикум полностью выполняют свою педагогическую цель в образовательном процессе: отрабатывать умения и вырабатывать навыки при изучении темы «Транспортная задача».
Электронный практикум включает в себя пошаговое решение транспортной задачи, которая состоит из множества таблиц и ячеек для ввода числовых данных. Пользователь имеет возможность выбора варианта задачи, после чего он сможет нажать на выбранный вариант для дальнейшего решения задачи (рисунок 11).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 11 – Главное окно программы
После выбора конкретной задачи, появляется окно, где пользователю предлагается ввести первоначальный план перевозок (рисунок 12). Все задачи, предлагаемые к решению, являются закрытыми, поэтому нет необходимости вводить фиктивного поставщика или потребителя.
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 12 – Начальный план перевозок
В случае перехода по кнопке Далее на следующую форму, при этом не заполнив данные ячеек, появится сообщение о том, что необходимо произвести решение или воспользоваться кнопкой Помощь (рисунок 13). Переход на следующую форму не возможен, так как данный этап решения задачи не выполнен.
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 13 – Ошибка ввода данных при заполнении
Первоначальный (опорный) план должен быть построен методом «минимального элемента». Если все элементы были расставлены верно, то, следовательно, можно переходить к следующему этапу решения (рисунок 14).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 14 – Начальный план перевозок правильный
Если один из элементов указан неверно, то переход к следующему этапу решения невозможен, до тех пор, пока ошибка не будет исправлена (рисунки 15 – 16). В данном случае можно воспользоваться кнопкой Помощь.
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 15 – Начальный план перевозок неправильный
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 16 – Введены неверные данные
Переходим на следующий этап решения задачи, на котором необходимо задать потенциалы для занятых клеток (рисунок 17). Если все потенциалы будут определены и записаны верно, то можно будет перейти на следующий этап решения задачи (рисунок 18).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 17 – Потенциалы занятых клеток
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 18 – Правильное определение потенциалов
Если один из потенциалов будет определен неверно, то переход на следующий этап решения задачи не возможен, до тех пор, пока не будет исправлена ошибка (рисунок 19). В данном случае можно воспользоваться кнопкой Помощь.
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 19 – Неправильное определение потенциалов
На следующем этапе решения задачи нужно рассчитать оценки свободных клеток (рисунок 20 – 21). Если же оценки свободных клеток рассчитаны неверно, то переход на следующий этап решения задачи не возможен, до тех пор, пока не будет исправлена ошибка (рисунок 22). В данном случае можно воспользоваться кнопкой Помощь.
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 20 – Оценки свободных клеток
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 21 – Оценки свободных клеток рассчитаны верно
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 22 – Оценки свободных клеток рассчитаны неверно
Так как один из элементов Sij < 0, то план является неоптимальным. Необходимо определить и рассчитать новый план перевозок, новые потенциалы и новые оценки свободных клеток (рисунки 23 – 28).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 23 – Новый план перевозок определен правильно
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 24 – Новый план перевозок определен неверно
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 25 – Правильное определение потенциалов занятых клеток
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 26 – Неправильное определение потенциалов занятых клеток
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 27 – Оценки свободных клеток нового плана перевозок рассчитаны верно
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 28 – Оценки свободных клеток нового плана перевозок рассчитаны не верно
Так как все оценки Sij свободных клеток положительны (Sij ≥ 0), то построенный план перевозок является оптимальным и единственным. Переходим на следующий этап решения задачи. На данном этапе нужно рассчитать общую стоимость всех перевозок (рисунок 29). Если же стоимость рассчитана неверно, то необходимо исправить ошибку (рисунок 30).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 29 – Общая стоимость всех перевозок рассчитана верно
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 30 – Общая стоимость всех перевозок рассчитана неверно
Так как при решении задачи было совершено 2 ошибки, программа выставила соответствующую оценку по окончанию решения задачи (рисунок 31).
Примечание «Источник»: собственная разработка
Рисунок 31 – Результат решенной задачи