Исследование эффективности компьютерных обучающих программ

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем информационном обществе роль информационных технологий чрезвычайно важна, они занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры. Их широкое использование в самых различных сферах деятельности человека диктует целесообразность наискорейшего ознакомления с ними, начиная с ранних этапов обучения и познания.

Применение мультимедиа в сфере образования уже идет достаточно успешно и имеет множество направлений, таких как: видеоэнциклопедии, интерактивные путеводители, тренажеры, компьютерные обучающие программы, системы самотестирования знаний обучающегося и т.д.

Конечно, компьютерная обучающая программа не может полностью заменить учителя, но она может дополнить и усовершенствовать деятельность педагога, способствовать развитию самостоятельности, творческого мышления, формированию навыков работы на компьютере у детей.

Подводя итоги вышеизложенного можно отметить: проблема исследования эффективности компьютерных обучающих программ является актуальной на данной стадии развития общества. В рамках курсового проекта автором была создана компьютерная обучающая программа. В нашей выпускной квалификационной работе будем исследовать эффективность использования данной программы на уроках информатики.

Исследование эффективности КОП происходило в три этапа: подготовительный, исследовательский и аналитический. К подготовительному этапу относится создание исследуемой КОП, разработка методов исследования и подборка классов для проведения исследования. В ходе исследовательского этапа в двух классах были использованы следующие методы: контрольная работа и тест-опросник. В одном классе обучение происходило при помощи КОП «Компьютерная графика», в другом - традиционными методами обучения. Контрольная работа позволяет нам судить о том, насколько качественно был усвоен материал в обоих классах, а так же сравнить ее результаты по каждому классу. Тест-опросник поможет сформировать картину того, целесообразно ли использование КОП на уроках. Тест-опросник состоит из ряда вопросов, на которые учащиеся должны ответить одним из трех вариантов ответа. В ходе аналитического этапа происходит анализ полученных на предыдущем этапе результатов. Итогом аналитического этапа является вывод об эффективности или неэффективности компьютерной обучающей программы «Компьютерная графика».

Объектом данной выпускной квалификационной работы является компьютерная обучающая программа «Компьютерная графика». Предметом - эффективность компьютерной обучающей программы «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Автором была сформулирована цель - исследование эффективности компьютерной обучающей программы «Компьютерная графика» на уроках информатики. Из цели вытекает ряд задач:

1) Познакомиться с определением, сущностью и эволюцией компьютерных обучающих программ.

2) Изучить особенности языков HTML, JavaScript.

3) Разработать компьютерную обучающую программу «Компьютерная графика».

4) Исследовать и проанализировать целесообразность применения КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Данная работа носит опытно-практический характер, которому соответствует следующая структура работы: введение, первая глава, раскрывающая теоретические основы исследуемого объекта, вторая глава - анализ практической части с описанием возможностей средств создания, третья глава - исследование объекта ВКР и анализ результатов, заключение, библиографический список и приложение.

1. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ПРОГРАММЫ

1.1 История развития компьютерных обучающих программ

Известно, что возможности применения компьютеров в учебном процессе весьма многообразны. Он может служить для моделирования изучаемых явлений или систем, для реализации учебных игр, применяться для выполнения вычислений, для редактирования текстов, в качестве различного рода тренажеров, а также как инструмент автоматизации проектирования, программируемого управления экспериментами, как информационно-поисковая или экспертная система, наконец, как средство практического обучения самой компьютерной технике и программированию. Вместе с тем, особый интерес представляет использование компьютера в качестве дидактического инструмента общего назначения, применимого для обучения любым знаниям [12, с. 47].

Идея обучения с помощью компьютера появилась давно. Первые попытки относятся к концу 50-х годов. В то время уже имелась возможность «общения» человека с компьютером посредством используемого в качестве устройства ввода/вывода телеграфного аппарата-телетайпа. Надлежащим образом запрограммированный компьютер заносит в свою память набираемый человеком на клавиатуре телетайпа текст запроса, а по окончании ввода этого текста производит некоторый анализ его и печатает на телетайпе заранее заготовленный, или конструируемый из подходящих элементов текста ответ. Или проще - компьютер выдает на телетайп текст вопроса или условия задачи и ждет ввода с клавиатуры ответа, который затем сверяется с имеющимся эталоном, чтобы выдать оценку: верно/неверно. С тех пор во всем мире ведутся непрерывные научные поиски решения проблемы эффективного и дешевого способа обучения с помощью компьютера.

программа обучающий компьютерный информатика

Проблему дороговизны попробовали решить в 70-е годы специалисты Иллинойского университета. Их силами была создана поражавшая своими техническими возможностями суперсистема PLATOIY. Каждому учащемуся здесь был предоставлен уже не телетайп, а комфортабельный терминал с плазменным дисплеем, обеспечивающим выдачу произвольного текста, графики и цветных кадров с микрофишей в сопровождении звука. Расчеты на низкую стоимость системы не оправдались, и после проведенных испытаний в условиях обучения школьным предметам выявилась сложность, дидактическая неэффективность и трудоемкость подготовки учебных материалов. Создание компьютерных систем обучения приняло широкий размах и в связи с этим говорили о революции в образовании. Но в действительности существенного влияния на практику обучения разрабатываемые системы не оказали, и ни одна из них не получила сколько-нибудь значительного применения: системы создавались сами по себе, а обучение людей производилось с помощью книг и лекций. С появлением массового производства недорогих и удобных в использовании микрокомпьютеров, компьютеризация в настоящее время в количественном выражении идет высокими темпами.

В конце 80-х годов проблемной лабораторией электронных вычислительных машин Московского государственного университета была создана микрокомпьютерная система обучения «Наставник». Эта система предназначена для обучения предметам теоретического характера в вузах, техникумах, профессионально-технических училищах, общеобразовательных школах, центрах подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров на предприятиях. Типовой вариант системы рассчитан на обучение одновременно до 32 учащихся, обслуживаемых одним микрокомпьютером. Система проста и удобна в управлении, не требует специальной подготовки преподавателей и удобна для обучаемых. Все общение с компьютером происходит по подсказкам и контролем с его стороны. В состав аппаратуры системы входит микрокомпьютер общего назначения, дисплей с клавиатурой, гибкий магнитный диск или магнитная лента, принтер, специализированное оборудование для связи учащихся и преподавателя с компьютером, включающее мини терминалы, источники электропитания мини терминалов и контроллер для сопряжения их с микрокомпьютером, систему кабелей. Программное обеспечение системы состоит из пяти частей. Три части: «Обучение», «Экзамен», «Тест» обеспечивают возможность проведения соответствующих занятий. Существуют еще две служебные подсистемы - подготовки управляющей информации и обработки протоколов. Программное оснащение реализовано и функционирует в диалоговой системе структурированного программирования, которая после ее начальной загрузки, обеспечивает всю дальнейшую работу. По вводимым с клавиатуры командам производится дозагрузка требуемой подсистемы и ввод управляющей информации. Далее система работает, не обращаясь к внешней памяти. И только в конце занятия согласно вводимым командам производит распечатку и (или) запись в архив протокола. Алгоритмы функционирования основных подсистем разработаны так, что обеспечивают управление обучением и проведение экзаменов или тестов независимо от конкретного содержания учебных материалов, т.е. пригодны для автоматизированных занятий по любым предметам. Работа подсистемы «Обучение» заключается в предоставлении учебных материалов, разбитых на секции, и назначении упражнений по каждому разделу, в случае неверных ответов обучаемому выдается справка, поясняющая суть ошибки и отсылающая к необходимому абзацу инструктивного текста. В отдельных случаях назначаются дополнительные упражнения. В случае успешного ответа на все вопросы по разделу обучаемый переходит к изучению следующей секции. В случае неверного ответа - возврат в предшествующую секцию или отправка к преподавателю. Подсистемы «Экзамен» и «Тест» предназначены для контроля знаний и умений. В режиме «Экзамен» обучаемый получает от преподавателя набор секций, в которых получает определенное преподавателем число упражнений с ограниченным числом попыток ответов. Верные ответы подтверждаются, а неверные отрицаются, однако справки не выдаются. «Тест» отличается от «Экзамена» тем, что каждый учащийся отвечает на все имеющиеся в учебном материале вопросы, причем попытка ответа предоставляется только одна. Ответы не подтверждаются и не отрицаются. Вся работа учащегося протоколируется. Учебно-методическое оснащение наименее фиксировано и наиболее открыто для наращивания и развития. Жестко определены только форматы и правила оформления учебных материалов. Никаких ограничений по тематике и содержанию учебных материалов, равно как и методик или дидактических приемов, кроме необходимости выражаться в форме множественного выбора, нет.

В период с 1991 по 1994 годы Российским НИИ информационных систем по заданию государственного комитета высшей школы России были проведены четыре конкурса «Электронный учебник». В результате этих конкурсов в фонде РосНИИ ИС накоплено более 150 компьютерных обучающих программ готовых к распространению на IBM PC и совместимых с ними. Среди этих программ можно выделить следующие основные группы: инструментальные системы, прикладные пакеты, учебные пакеты. Инструментальные среды предназначены для создания компьютерных обучающих программ. Они сокращают трудоемкость при создании этих программ, то же время дают возможность легко участвовать в разработке программ преподавателям, не являющимся квалифицированными программистами. Примерами отечественных инструментальных сред могут служить такие системы как «Адонис», «Урок», «Аосмикро», «Сценарий» и др. Недостатком таких систем является то, что они дорогостоящи. Кроме того для эффективного применения инструментальных систем необходимо привлечение стабильной группы специалистов, что создает определенные трудности. Обучающие программы могут создаваться на базе прикладных пакетов, которые позволяют преобразовывать математические выражения, производить вычисления, строить графики, обрабатывать экспериментальные данные и т.п. По сравнению с инструментальными средами прикладные пакеты дешевле, более универсальны, доступны широкому кругу пользователей. Альтернативой прикладным пакетам могут служить учебные пакеты [8, с. 18].

На кафедре общей физики Новосибирского государственного университета компьютеры при чтении лекций начали использовать около 10 лет назад. С 1992 года здесь ведутся разработки по созданию универсального автоматического комплекса, предназначенного для лекционных демонстраций. В комплекс входят персональные ЭВМ, видеоаппаратура, TV-мониторы и программное обеспечение. К настоящему времени уже создан и действует макет такого комплекса [9, с. 24].

Современные методы компьютерного обучения подразумевают активное взаимодействие обучаемого - пользователя с обучающей программой. При этом используется весь спектр возможностей современного персонального компьютера или рабочей станции - текст, изображение, звук, видео, объединяемых в понятие "мультимедиа".

Значительный прогресс в этой области был достигнут в связи с разработкой широкомасштабного проекта World Wide Web (WWW,W3), объединяющего средства "мультимедиа" и современные компьютерные сети. В последнее время эта система стала стандартом "де-факто" для многих информационных приложений, в том числе и обучающих программ. Привлекает также простота технологии разработки продуктов в этой системе - практически нет необходимости в написании программ на алгоритмических языках (используются соответствующие стандартные программы системы WWW), и процесс создания сводится к проектированию и заполнению соответствующих баз данных и знаний. Поэтому, после проведения предварительного анализа компьютерных мультимедийных средств, было решено использовать систему WWW как базисную для разработки компьютерного учебника и других программных средств.

Как видно из приведенного параграфа, стремление к компьютеризации обучения возникло довольно давно (по меркам такой молодой науки как информатика). Почти каждое десятилетие внедрялись все более усовершенствованные обучающие программы, но недостатками практически каждой из них являлись их высокая стоимость и довольно сложный путь создания самих программ и их дальнейшая поддержка.

1.2 Определение и сущность компьютерных обучающих программ

В первом параграфе была изучена характеристика обучающих программ второй половины прошлого столетия. В данном параграфе раскрывается определение обучающих программ с точки зрения современности, их место в педагогическом процессе, приведены основные принципы классификации обучающих программ.

Компьютерная обучающая программа (в дальнейшем КОП) - это программное средство, предназначенное для решения определенных педагогических задач, имеющее предметное содержание и ориентированное на взаимодействие с обучаемым [14, с. 186].

Приведенное определение фиксирует то, что КОП является средством, специально созданным для решения педагогических задач, то есть использование в учебном процессе - его главное назначение. Компьютерные средства, применяемые при обучении, но имеющие другое основное назначение и не реализующие педагогические функции, не относятся к КОП. Они рассматриваются как предмет изучения или выступают в качестве инструментария при решении образовательных задач.

Можно выделить следующие основные педагогические задачи, решаемые с помощью КОП:

· начальное ознакомление с предметной областью, освоение ее базовых понятий и концепций;

· базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности;

· выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области;

· выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных (нетиповых) проблемных ситуациях;

· развитие способностей к определенным видам деятельности;

· проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности;

· восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций);

· контроль и оценивание уровней знаний и умений.

Несмотря на интегральный характер перечисленных задач, результаты их решения влияют друг на друга. Поэтому виды КОП, как правило, соотносятся не с отдельными задачами, а с группами наиболее коррелирующих задач [19, с. 59].

Требование предметного содержания подразумевает, что КОП должна включать учебный материал по определенной предметной области (дисциплине, курсу, разделу, теме). Под учебным материалом понимается информация как декларативного (описательного, иллюстративного) характера, так и задания для контроля знаний и умений, а также модели и алгоритмы, представляющие изучаемые объекты и процессы. Наличие предметного содержания позволяет отделить КОП от вспомогательных средств, обеспечивающих техническую и методическую поддержку учебного процесса [18, 276].

КОП - это продукт для обучаемого. Решение педагогических задач осуществляется в процессе взаимодействия последнего с КОП. Ориентация на обучаемых означает, что они составляют базовую категорию пользователей, в расчете на которых определяются содержание и функции, воплощаемые в КОП. Ориентация на самостоятельную работу обучаемых - важнейшая характеристика КОП. В то же время она не является их неотъемлемой чертой, так как существуют КОП, рассчитанные на групповые формы обучения [2, с. 211].

КОП составляют обширный класс средств, относящихся к образовательным информационным технологиям. На сегодняшний день они обеспечивают поддержку учебного процесса наравне с традиционными учебно-методическими средствами. Однако, по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами КОП обеспечивают новые возможности, а многие существующие функции реализуются с более высоким качеством.

Говоря о все возрастающей роли информационных технологий в образовании следует выделить предпочтительные стороны компьютерных средств обучения по сравнению с традиционными формами обучения [1, с. 155]:

1) Обучение пользователя функциональным возможностям компьютера как такового.

2) Возможность сосредоточения в одном месте материалов разного характера и обеспечение возможности легко перемещаться между учебными материалами через гипертекстовые ссылки.

3) Возможность создания материалов в удобной для восприятия форме (таблицы, графики, анимация) и обеспечение возможности манипулирования данными - распечатка, копирование, размножение.

4) Относительная дешевизна создания электронных учебников, учебных материалов, обеспечение возможности их легкой корректуры.

5) Возможность тиражирования и обеспечения доступности учебных материалов (из-за дороговизны книг, нехватки методических пособий в библиотеках).

6) Возможность самоконтроля и оперативного получения консультаций для обучаемых.

7) Возможность обеспечения перехода на прогрессивные методики обучения (исключение потерь времени на чтение лекций). Т. е. обучаемые готовятся самостоятельно, а при общении с преподавателем обсуждают только непонятные и сложные для восприятия материалы.

8) Уменьшение затрат на преподавание.

9) Получение выхода на новые рынки.

Наличие большого количества положительных сторон делает возможным сделать вывод о необходимости таких систем, их удобстве и практичности в применении.

Такое преимущество КОП нельзя понимать в том смысле, что они полностью вытеснят и заменят традиционные средства. Тем более неправильно считать, что КОП состоят из одних достоинств и не обладают недостатками. К отрицательным сторонам КОП относятся:

* необходимость иметь компьютер (в ряде случаев с выходом в Internet) и соответствующее программное обеспечение для работы с КОП;

* необходимость обладать навыками работы на компьютере;

* сложность восприятия больших объемов текстового материала с экрана дисплея;

Названные недостатки КОП носят объективный характер. Часто к ним добавляются субъективные недостатки, вызванные неграмотным проектированием КОП и концептуальными недочетами, допущенными их создателями.

Все это свидетельствует о целесообразности использования КОП в комплексе с традиционными учебно-методическими средствами. Таким образом, ясно, что КОП не являются исключающей альтернативой некомпьютерных пособий. Приоритет КОП следует понимать в том смысле, что по мере развития соответствующих технологий именно КОП будут составлять ядро учебно-методического обеспечения.

К настоящему времени созданы тысячи обучающих программ, однако общепринятой классификации не существует. Следует обратить внимание на некоторые из них.

Согласно первой классификации из множества КОП можно выделить три, наиболее важные и получившие большее распространение [13, с. 88]:

1. Специализированные обучающие программы.

2. Компьютерные модели.

3. Автоматизированные обучающие системы.

Классификация КОП в зависимости от решаемых педагогических задач подразделяет их на четыре класса [7, с. 91]:

1. Средства теоретической и технологической подготовки.

2. Средства практической подготовки.

3. Вспомогательные средства.

4. Комплексные средства.

К первому классу относятся следующие виды КОП:

· компьютерный учебник - КОП для базовой подготовки по определенному курсу (дисциплине), содержание которого характеризуется относительной полнотой и представлено в форме учебника (книги);

· компьютерная обучающая система - КОП для базовой подготовки по одному или нескольким разделам (темам) курса (дисциплины);

· компьютерная система контроля знаний - КОП для определения уровня знаний обучаемого (тестируемого) по данной дисциплине, курсу, разделу, теме или фрагменту предметной области и его оценивания с учетом установленных квалификационных требований.

Класс средств практической подготовки включает два вида КОП:

· Компьютерный задачник, или компьютерный практикум, - КОП для выработки умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области, а также развития связанных с ними способностей;

· Компьютерный тренажер - КОП для выработки умений и навыков определенной деятельности, а также развития связанных с ней способностей.

К вспомогательным средствам относятся КОП, способствующие решению задач теоретической, технологической или практической подготовки, но в самостоятельном качестве недостаточные для достижения соответствующих целей. Данный класс объединяет следующие виды КОП:

· компьютерный лабораторный практикум - КОП для поддержки автоматизированных лабораторных работ, в рамках которых изучаемые объекты, процессы и среда деятельности исследуются с помощью экспериментов с их моделями;

· компьютерный справочник - КОП, содержащее справочную информационную базу по определенной дисциплине, курсу, теме или фрагменту ПО и обеспечивающее возможности ее использования в учебном процессе;

· мультимедийное учебное занятие - КОП, основным содержанием которого является мультимедийная запись реального учебного занятия или мероприятия (лекции, семинара, демонстрации).

В классе комплексных средств, покрывающих широкий круг педагогических задач, выделим два вида КОП:

· компьютерный учебный курс - КОП для подготовки по определенному курсу (дисциплине), в котором интегрированы функции или средства для решения основных задач теоретической, технологической и практической подготовки.

· компьютерный восстановительный курс - КОП для восстановления знаний и умений в рамках определенного курса, в котором интегрированы функции или средства, поддерживающие разные этапы процесса повышения квалификации.

КОП - это в первую очередь средство решения некоторых педагогических задач, которое уже достаточно твердо закрепилось под началом традиционной системы обучения. Четкого деления компьютерных обучающих программ на виды не существует, так как отнесение к тому или иному виду зависит от педагогической цели и совокупности решаемых задач.

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯЗЫКОВ HTML, JAVASCRIPT ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММ

2.1 Языки HTML, JavaScript

В предыдущей главе автором была изучена характеристика компьютерных обучающих программ: история становления, определение, виды, значение в педагогическом процессе. Но до сих пор остается загадкой - с помощью чего, а главное, как они создаются. Создание компьютерной обучающей программы - процесс, требующий от учителя знания хотя бы основ программирования. Выбор языка в такой ситуации зависит от умений учителя (знания какого-либо языка программирования, опыта работы с ним), а так же от того, какие педагогические функции будет выполнять программа. Автором данной выпускной квалификационной работы для создания компьютерной обучающей программы были выбраны язык гипертекстовой разметки HTML и объектно-ориентированный скриптовый язык JavaScript.

HTML

HTML (от англ. Hyper Text Markup Language -- «язык разметки гипертекста») -- стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большинство веб-страниц создаются при помощи языка HTML. Язык HTML интерпретируется браузерами и отображается в виде документа в удобной для человека форме [3, c. 8].

Возможности языка [10, c. 41]

Тело программы. Основной текст отделяется от сопроводительного символами: <BODY> </BODY>.

Заголовки документов. Каждый HTML-документ должен иметь заголовок, он показывается отдельно и используется, прежде всего, для идентификации документа (например, при поиске).

Соединение с другими документами. Главное преимущество HTML состоит в его способности связываться с другими документами. Browser выделяет (обычно цветом и/или подчеркиванием) ключевые слова, являющиеся гипертекстовыми ссылками (гиперссылками).

Обращение к определенным разделам других документов. Гиперссылки могут также использоваться для соединения с определенными разделами документов.

Создание списков. HTML поддерживает ненумерованные, нумерованные списки и списки определений.

Внутренние рисунки. Большинство Web-браузеров могут показывать рисунки jpg, jpeg или GIF формата вместе с текстом.

Формы. Формы служат для обмена данными между клиентом и веб-сервером по протоколу CGI. Форма задается тэгами <form></form> и состоит из управляющих элементов.

Фреймы. Фреймы часто используются для навигации по веб-сайту. При этом навигационная страница располагается в одном окне, а страницы с текстом -- в другом.

Особенности HTML [15, c. 878]

1. HTML рaзрaбoтaн спeциaльнo для сoздaния WEB-стрaниц с сoблюдeниeм принципa нeзaвисимoсти oт aппaрaтныx плaтфoрм.

2. HTML включaeт гипeртeкст - этo oсoбый, выдeлeнный пoдчeркивaниeм текст (гипeрссылкa), в кoтoрoм eсть ссылкa нa другую WEB-стрaницу;

3. HTML не является собственностью какой-либо фирмы, языком можно пользоваться бесплатно. Разработкой и реализацией стандартов HTML занимается синдикат WWW (World Wide Web Consortium) или W3C. Эта некоммерческая организация создана в 1994 г., в нее входят недалече 170 коммерческих и академических организации, в т.ч. Microsoft и Netscape;

4. HTML поддерживает все формы передачи информации: текст, звук, графику, видео и др., т.е. язык поддерживает мультимедиа;

5. HTML прост в освоении и использовании, доступен далеко не профессиональным программистам;

6. Малый объём HTML - документа по сравнению с документами, созданными в других текстовых редакторах, по какой причине очень важно для передачи его по сети.

7. Для создания HTML - документа требуются две вещи: броузер, т.е., платформа просмотра WEB-страниц, и текстовый редактор, поддерживающий русский язык в выбранной Вами кодировке.

JAVASCRIPT

JavaScript - объектно-ориентированный скриптовый язык программирования [4, с. 9].

JavaScript используется как встраиваемый язык для программного доступа к объектам приложений. Наиболее широкое применение находит в браузерах как язык сценариев для придания интерактивности web-страницам. [16, c. 12]

Особенности языка

Расположение скриптов в html-коде (Рис. 1) [17, с. 54].

<SCRIPT language=JavaScript> <!-- ... Код на JavaScript //--> </SCRIPT>	Начало скрипта Код размещается между HTML-комментариями для правильной работы браузеров, не поддерживающих скрипты Конец скрипта

Рис. 1 Встраивание скрипта в html-код

Работа с формами. Через скрипты удобно получать и обрабатывать любые данные форм, это позволяет проверить информацию на правильность ввода перед ее отправкой на сервер [6, с. 297].

Отслеживание событий. Событием называется определенное действие пользователя или изменение состояния документа. JavaScript отслеживает большинство событий и позволяет определять реакцию на них. [20, с. 325].

Чувствительность к регистру. Все ключевые слова пишутся в нижнем регистре. Все переменные и названия функций пишутся точно так же, как и были определены [4, с. 432].

Пробелы, табуляция и перевод строки. Эти символы игнорируются в JavaScript, так что можно использовать их для форматирования кода с тем, чтобы его было удобно читать [4, с. 442].

Символ точка с запятой. Все операторы должны быть разделены этим символом. Если оператор завершается переводом строки, то точку с запятой можно опустить. При этом нужно следить за тем, чтобы при разрыве строки одного оператора, новая строка не начиналась бы с самостоятельного оператора [4, с. 445].

Комментарии. JavaScript игнорирует любой текст, расположенный между символами /* и */. Также игнорируется текст, начинающийся символами // и заканчивающийся концом строки [11, с. 23].

Идентификаторы. Идентификаторами являются имена переменных, функций, а также меток. Идентификаторы образуются из любого количества букв ASCII, подчеркивания и символа доллара. Первым символом не может быть цифра [4, с. 427].

Ключевые слова. Ключевые слова не могут использоваться в качестве идентификаторов. Ключевыми словами являются: break, case, continue, default, delete, do, else, export, false, for, function, if, import, in, new, null, return, switch, this, true, typeof, with и др [5, c. 13].

Объекты языка. Объект Math - встроенный объект, имеющий свойства и методы для математических констант и функций. Объект Date - позволяет работать с датой и временем. Объект String - ряд символов, заключенный в одинарные или двойные кавычки. В JavaScript имеют место быть несколько видов массивов [4, с. 459].

Преимущества JavaScript [20, c. 455]

1) Исполняется на любой платформе, не требуя дополнительной загрузки каких-либо компонентов.

2) Не требует специального программного обеспечения для разработки скриптов.

3) Содержит большой набор математических функций, а так же функции для работы со строками, массивами, датами.

4) JavaScript выполняется на стороне клиента, но в целях безопасности не имеет доступа к файлам клиентской машины.

5) С помощью этого языка возможно создание интерактивной программы с динамическим содержанием.

HTML - язык гипертекстовой разметки для создания веб-страниц. Язык очень прост в изучении и удобен в использовании. HTML позволяет создавать веб-страницы, содержащие формы, элементы управления которых могут обрабатываться объектно-ориентированными языками, например, языком JavaScript. JavaScript - язык объектно-ориентированного скриптового программирования. Наиболее широкое применение находит в браузерах как язык сценариев для придания интерактивности веб-страницам. Данный язык обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при разработке. Широкий круг преимуществ обуславливает выбор языков HTML и JavaScript среди других языков программирования для данного дипломного проекта.

2.2 Разработка компьютерной обучающей программы «Компьютерная графика»

При создании компьютерной обучающей программы была поставлена следующая цель: разработать компьютерную обучающую программу на тему «Компьютерная графика», ориентированную на учащихся среднего звена (8 класс), в виде совокупности web-страниц на языках html и JavaScript в текстовом редакторе Блокнот.

Комплекс программы основан на фреймовой структуре (Рис. 2), которая состоит из тринадцати web-страниц: Старт.html (стартовая страница), menu.html (меню программы), content.html (страница отображения информации выбранного пункта меню), footer.html (информация об авторе и заведении, в рамках которого составляется программа), theory1.html, theory2.html, theory3.html, theory4.html (теоретический материал по четырем урокам), test1.html, test2.html, test3.html, test4.html (тесты по каждому року темы).

Заголовок
Меню	Содержимое web-страницы
Информация об авторе

Рис. 2 Общий вид фреймовой структуры web-страницы

Внешне программа представляет собой следующую структуру: заголовок, сопровождающий пользователя на протяжении всей работы с программой, слева отображается меню, доступное в любой момент времени, по центру - содержимое выбранного пункта меню, внизу - информация о составителе (Приложение 1).

Сама же КОП «Компьютерная графика» состоит из четырех уроков, каждый урок в свою очередь - из двух частей: теоретический материал и тест для самоконтроля.

Главная (стартовая) страница видна пользователю сразу после загрузки web-страницы Старт в браузере. Она содержит приветствие, краткое знакомство с планом работы на уроках по этой теме. Познакомившись со стартовой страницей, начинается «путешествие» по остальным пунктам меню.

Как видно из Рис. 3, меню программы разделено поурочно. Каждый урок - это совокупность теоретического материала и тестовой самопроверки усвоения материала.

Теоретический материал каждого урока обозначен зеленым цветом и представлен в виде названия темы конкретного урока. Веб-страницы theory1.html, theory2.html, theory3.html, theory4.html, содержащие теоретические основы темы, созданы средствами html. А именно были задействованы следующие возможности этого языка.

Работа со списками. Очень часто определенную информацию необходимо представить в виде списков. Списки позволяют упорядочить и систематизировать различную информацию и представить ее в удобном виде. Списки в HTML могут быть трех разновидностей: маркированные списки, нумерованные списки и списки определений. При создании данной программы использовались маркированные и нумерованные списки.

Маркированные списки используются наиболее часто. Маркированный список в HTML создается при помощи тегов <ul>, <li>. При этом напротив каждого элемента списка добавляется маркер, по умолчанию это маркер в виде кружка. При помощи тегов <ul></ul> создается контейнер, внутри которого располагаются элементы списка.

Таблица 1 Пример использования маркированного списка

Код маркированного списка	Внешний вид списка
<ul> <li>Работа с каждой точкой отдельно</li> <li>Фотографическое качество изображений</li> </ul>	· Работа с каждой точкой отдельно · Фотографическое качество изображений

Нумерованные списки в HTML представляют собой списки, в которых каждый пункт имеет порядковый номер. Создаются нумерованные списки при помощи тега <OL> и вложенных в его тегов <LI>.

Таблица 2 Пример использования нумерованного списка

Код нумерованного списка	Внешний вид списка
<ol> <li>Появление плоттеров</li> <li>Ручная графическая обработка результатов вычислений</li> <li>Рисунки в виде символьной печати</li> </ol>	1. Появление плоттеров 2. Ручная графическая обработка результатов вычислений 3. Рисунки в виде символьной печати

Работа с таблицами. Одним из наиболее мощных и широко применяемых в HTML средств являются таблицы. Понятие табличного представления данных не нуждается в дополнительном пояснении. В HTML таблицы используются не только традиционно, как метод представления данных, но и как средство форматирования Web-страниц. Так, в программе таблицы нередко использовались лишь с целью форматирования документа, задания взаимного расположения элементов страницы. При просмотре такого документа сразу не видно, что для его построения используется таблица, так как рамки вокруг ее ячеек не прорисовываются. Таблица состоит из строк и столбцов, которые могут содержать текст и рисунки. Для добавления таблицы на веб-страницу используется тег TABLE. Строки и столбцы задаются с помощью тегов TR и TD соответственно. Таблица должна содержать хотя бы один столбец.

Работа с изображениями (Приложение 2). Изображения на web-страницах могут использоваться двумя способами: в качестве фона и в качестве самостоятельного изображения. Рекомендуется использование трех форматов графики: JPEG, GIF и PNG. Именно их поддерживают все браузеры, для остальных форматов могут потребоваться специальные средства. Как правило, все изображения для сайта хранятся в отдельной папке, а пути к изображениям прописываются также, как в ссылках.

Фоновое изображение заполняет собой все пространство элемента для которого оно задано. Так, указав в теге <body>атрибут background="fon.gif", рисунком fon.gif будет залито все окно браузера.

Для размещения на странице изображений используется тег <img>, имеющий единственный обязательный параметр src, определяющий URL-адрес изображения.

HTML, помимо сказанного, имеет широкий круг возможностей работы с текстом.

Ознакомившись с теоретической частью, ученик переходит к тесту, который охватывает пройденный в данной теме материал. В меню тест - это последний пункт с соответствующим названием Тест.

Каждый тест состоит из заголовка, краткого пояснения по ходу выполнения, пяти вопросов и кнопок проверки и очистки. Все вопросы теста составлены в едином стиле - с выбором одного варианта ответа. Преимущество этого теста заключается в том, что производить проверку возможно как по отдельно взятому вопросу, так и по всему тесту сразу.

Полный код проверки, оценивания и очистки теста приведен в Приложении 3. Первая функция - check выполняет проверку отдельно взятого требуемого вопроса [11, с. 55]. Следующая функция - checkall - общая проверка теста и вывод результата в отдельном диалоговом окне. Результат проверки может принимать два значения: все верно и есть ошибки. Бальное оценивание намеренно не используется, чтобы исключить возможность потери интереса к программе и обучению у учащихся. Третья функция - resetall - очистка всех текстовых полей, снятие выбора с радиокнопок [6, с. 311]. Данные функции приходят в действие при нажатии соответствующих кнопок: Проверить, Проверить тест, Очистить тест.

Задания теста созданы при помощи html-форм (Приложение 4). Форма задается тегом <form>, это парный тег, поэтому он требует закрывающего тега </form> в конце формы. У тега <form> указаны несколько атрибутов: id (идентификатор формы) и name (имя формы). Но для работы с формой и ее элементами необходимо воспользоваться методом getElementById, который возвращает элемент с указанным идентификатором. В данном случае это форма и кнопка проверки [20, с. 302].

Каждая форма определяет один вопрос теста и состоит из 7 элементов: кнопка очистки, четыре радио кнопки, кнопка проверки и текстовое поле для вывода результат проверки вопроса.

Элементы формы задаются непарным тегом <input>. Каждый элемент имеет набор атрибутов, обязательными из них являются type (тип) и name (имя). Тип определяет, чем будет являться компонент - кнопкой, текстовым полем, радио кнопкой и т.п. Имя необходимо для того, чтобы функции могли обращаться к этому компоненту. У текстовых полей, предназначенных для ввода, задан размер (size), этот атрибут не является обязательным, но для того, чтобы не загромождать пространство программы ненужными длинными полями установим размер, меньший размера по умолчанию. У кнопок, помимо прочих атрибутов, задается надпись (атрибут value), так же можно указать атрибут disabled (неактивность). Но сами по себе эти текстовые поля и кнопки не могут выполнять никаких действий, для этого нужна функция. Здесь и начинается работа JavaScript (Приложение 3). Перед функцией описан массив правильных ответов. Следующий этап - функция, которая работает следующим образом: если выбранное значение в вопросе верно, то полю вывода результата присваивается значение "Верно", в противном случае - "Не все верно".

Для каждой кнопки проверки и массовой очистки в теге <input> прописано событие onClick, которое реагирует на нажатие кнопки и выполняет ту или иную функцию, в зависимости от выбранной кнопки [16, с. 94].

Используя средства разработки html и JavaScript, автором данной выпускной квалификационной работы создана компьютерная обучающая программа. Роль JavaScript в создании высока: любого рода функции, события программы выполняются посредством JavaScript. Компьютерная обучающая программа работает корректно при любых введенных значениях.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА» НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ

3.1 Программа исследования эффективности применения КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности, в частности, в образование.

Компьютерные обучающие программы призваны стать не дополнительным «довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающей его эффективность.

Но всякая ли КОП может вписаться в процесс обучения, гармонично дополняя традиционные методы обучения? Сможет ли КОП, разработанная в рамках данной работы, претендовать на место в педагогическом процессе?

Именно эта проблема и легла в основу нашего исследования.

Наше исследование будет носить эмпирический характер.

Эмпирическое исследование связано с получением и первичной обработкой исходного фактического материала. Обычно разделяют: факты действительности и научные факты.

Факты действительности - это события, явления, которые происходили или происходят на самом деле, это различные стороны, свойства, отношения изучаемых объектов.

Научные факты - это подвергнутые анализу факты действительности, проверенные, осмысленные и зафиксированные в виде логических суждений.

В ходе исследования исследователь осуществляет:

· критическую оценку и проверку каждого факта, очищая его от случайных и несущественных деталей;

· описание каждого факта научным языком;

· отбор из всех фактов типичных, наиболее повторяющихся и выражающих основные тенденции развития;

· классификацию фактов по видам изучаемых явлений, по их существенности, приводит их в систему;

· вскрывает наиболее очевидные связи между отобранными фактами, т.е. на эмпирическом уровне исследует закономерности, которые характеризуют изучаемые явления.

Цель: исследование эффективности применения КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Объект: КОП «Компьютерная графика»

Предмет: эффективность КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики

Выборка: 46 человек

Возраст: 14 - 15 лет

База исследования: МОУ СОШ №25

Этапы:

1) Подготовительный.

2) Исследовательский.

3) Аналитический

Подготовительный этап.

В ходе подготовительного этапа была проделана следующая работа.

1. Создана КОП «Компьютерная графика».

2. Разработаны методы исследования.

3. Выбраны классы для проведения исследования.

Процесс создания и структура КОП подробно представлена в Главе 2. Здесь же можно добавить, что тема КОП выбрана в соответствии с календарно-тематическим планированием школы, в которой проводилось данное исследование.

Для проведения исследования были разработаны следующие методы:

- контрольная работа (Приложение 5);

- тест-опросник (Приложение 6);

Данные методы разработаны путем подробного изучения и анализа автором содержания КОП, контрольных работ, проводимых по данному разделу, литературы, посвященной тестам такого типа.

Характеристика методов:

1. Контрольная работа позволяет определить, насколько учащимися усвоен материал темы. Она предназначена для самостоятельного выполнения учащимися. Контрольная работа состоит из трех частей: тест, открытые вопросы и задачи и в совокупности содержит 17 заданий.

Характеристика частей контрольной работы:

· Тест. Выполнение тестовой части говорит о том, что основные понятия раздела и формулы усвоены. В ходе выполнения контрольной работы задействованы репродуктивные способности учащихся, никакой аналитической и практической деятельности применять не нужно.

· Открытые вопросы. При выполнении второй части контрольной работы у учеников должны быть задействованы репродуктивные, аналитические и практические способности.

· Задачи. Решение учащимися задач позволяет судить о том, насколько хорошо были усвоены формулы, насколько сформированы навыки работы с ними, а так же в ходе решения должны быть применены способности нахождения пути решения в нестандартных задачах.

2. Тест-опросник. Тест-опросник разработан для того, чтобы выявить мнение учеников о способе изучения темы: традиционный или с применением КОП.

Исследование проводилось на базе МОУ СОШ №25 в двух классах: 8 «а» и 8 «б». Данные классы были выбраны изначально для исследования по следующим причинам:

Информатика в данной школе проводится в 5, 8 и 9 классах. Выбор пал на 8 класс, так как курс тем, намеченный на этот период проведения исследования, не содержит практической части за ПК, что позволит более полно прочувствовать разницу между используемыми в классах методах обучения: традиционные и с использованием КОП.

По характеристике, данной учителем, классы примерно равны в своих интеллектуальных способностях, дисциплине, тяге к учебе, оценках по результатам четверти, количестве учащихся в каждом классе.

Уроки информатики в каждом классе проходят по одному разу в неделю, таким образом, за период прохождения государственной практики, автором должно быть проведено по четыре урока в 8 «а» и 8 «б» классах, что соответствует четырем темам раздела Компьютерная графика. По итогам изучения раздела будет проведена контрольная работа.

В 8 «а» классе обучение будет происходить за компьютерами, с использованием компьютерной обучающей программы «Компьютерная графика». В начале каждого урока учащиеся получают устные разъяснения по предстоящей работе на уроке: что нужно сделать, в какой программе, в течение какого периода времени и др. планируется, что если первоначально будут возникать вопросы по способу перемещения по программе, распределению времени, то ко второму-третьему уроку они полностью должны быть исчерпаны.

Так же предусмотрена возможность самостоятельного изучения программы на дому по уважительной причине. В этом заключается один из плюсов программы - ученики могут получать не сокращенный вариант материала, записанный товарищем на уроке, а полноценный вариант урока.

Уроки в 8 «б» классе от начала и до конца проводил учитель. Тема излагается учителем, под его контролем совершаются записи в тетрадях, в конце каждого урока устный опрос по пройденной теме.

Исследовательский этап.

Цель: исследовать эффективность КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Задачи:

Исследование качества усвоения материала в классе традиционного обучения и классе, обучающемся по КОП;

Исследование целесообразности использования КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Аналитический этап.

Цель: проанализировать полученные результаты эффективности использования КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Задачи:

1. Проанализировать качество усвоения материала.

2. Проанализировать целесообразность применения КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики.

Таким образом, автором данной ВКР разработана программа исследования эффективности КОП «Компьютерная графика». Исследование подразделено на три этапа: подготовительный, исследовательский и аналитический. Анализ, полученных в ходе исследования результатов, представлен ниже.

3.2 Анализ результатов исследования

Было проведено исследование эффективности применения КОП «Компьютерная графика» на уроках информатики. Исследование проходило в виде сравнения результатов, полученных в двух классах: класс, обучающийся традиционно и класс, проходивший обучение в рамках данного исследования по КОП.

В ходе проведения уроков в классе, с применением КОП, замечалась заинтересованность, с которой дети работали, активность проявляли большинство учащихся. В ходе наблюдения за классом так же было замечено, что большинство детей в начале знакомится со всем материалом, далее выполняет тест, а лишь затем делает записи в тетрадях.

Поскольку такая наша КОП является свободной, ею легко могли воспользоваться учащиеся, которые по какой-либо причине пропустили занятие, что и наблюдалось несколько раз за период проведения исследования.

В ходе проведения уроков в классе с традиционным обучением было замечено, что активность проявляет только половина учащихся класса. В процессе решения задач произошло оживление, большинство заинтересовалось темой. Но, в течение всех четырех уроков, задать интересующие вопросы осмелились лишь несколько учащихся. Допускаю возможность того, что весь излагаемый материал был понятен, но более правдоподобным кажется то, что учащиеся бояться выказать свое непонимание перед классом, так как в классе наблюдается явно напряженная обстановка. Так же можно отметить тот факт, что в 8 «б» классе учащиеся, пропустившие занятие по какой-либо причине, чаще приходили неподготовленные, нежели их товарищи из параллельного класса.

В процессе проведения первой части исследования - контрольная работа, были выявлены следующие результаты (Приложение 7). Наглядное представление результатов можно увидеть в Приложении 8.

Как видно из Приложения 8, результаты первых двух частей контрольной работы в классе с применением КОП выше, чем в классе с традиционными методами обучения. Из таких полученных данных можно сделать вывод о том, что теоретический материал, а именно: основные понятия, определения, примеры, формулы были лучше усвоены учащимися, обучение которых проводилось при помощи КОП. КОП способствовала лучшей концентрации внимания на теме, а так же самостоятельная работа с материалом способствовали более качественному запоминанию.

Благодаря КОП, учащиеся более эффективно смогли запомнить материл темы, смогли проанализировать его и выполнить задания, этому способствовала большая доля самостоятельной работы (ознакомление с материалом, записи, выполнение тестовой проверки после каждой темы), а так же грамотная подача материала в программе: оформление, выделение основных понятий, формул, красочные примеры и др.

Но результаты выполнения третьей части контрольной работы - решение задач - иные: количество набранных баллов выше в классе с традиционным обучением. Отсюда могут следовать два предположения: или же в программе недостаточно детально изложен процесс решения подобных задач или же учащимся еще на стадии практического применения полученных знаний не хватило интерактивности от КОП, то есть, в такого рода заданиях замена реального учителя компьютерной программой может привести к более низкому проценту формирования практических навыков. Автор склоняется к первому предположению.

Таким образом, общие результаты проведения контрольной работы в классе традиционного обучения и в классе с применением КОП незначительно различаются, что можно увидеть на диаграмме ниже.

Сравнение результатов контрольной работы в классе с традиционным обучением и классе с применением КОП (1 - первая часть, 2- вторая часть, 3 - третья часть контрольной работы)

Подобное уравнивание результатов лидирующей КОП и традиционного обучения объясняется невысоким показателем решаемости задач у класса с компьютерным обучением.

На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод, что применение КОП на уроках информатики способствовало лучшему усвоению и запоминанию теоретического материала, формированию способностей выполнения по подобию, развитию самостоятельности, умению исправлять свои ошибки. Решение задач хоть и вызвало некоторые затруднения, тем не менее основная масса учащихся смогла уяснить принцип решения. Таким образом, качество усвоения материала оказалось выше на уроках с использованием КОП.

...