Розробка програмного забезпечення навчального призначення

Поняття і класифікація програмних засобів навчального призначення. Місце комп’ютерних технологій в теорії та практиці навчального процесу. Проектування та розробка програмного тренажеру "Мистецька галерея". Методичні рекомендації щодо роботи з ним.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 17.04.2014
Размер файла 144,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

  • Вступ
  • Розділ І. Програмний засіб навчання як складова інформаційних технологій
    • 1.1 Особливості використання інформаційних технологій у навчальному процесі
    • 1.2 Програмні засоби підтримки та їх використання у навчальному процесі
    • 1.3 Сучасні вимоги до розробки комп'ютерного тренажеру1
  • Розділ ІІ. Опис розробки комп'ютерного Тренажеру «Мистецька галерея»
    • 2.1 Вибір програмного засобу для розробки комп'ютерного тренажеру
    • 2.2 Технічне завдання на розробку комп'ютерного тренажеру
    • 2.3 Етапи розробки комп'ютерного тренажеру
    • 2.4 Методичні рекомендації з використання комп'ютерного тренажеру
  • Висновки
  • Список використаних джерел
  • Вступ

програмний комп'ютерний навчальний тренажер

На сучасному етапі набувають масового характеру інформаційні інтелектуальні процеси. Зросли інформаційні потоки і високотехнологічні виробництва висувають підвищені вимоги до фахівця XXI століття, які вимагають високої професійної компетентності спеціалістів у знанні сучасними інформаційними технологіями та їх використанні. Тому сучасному фахівцеві необхідно безупинно підвищувати свою кваліфікацію.

Інформаційне суспільство сьогодення вимагає змін стратегії освіти, одним з головних чинників якої є широке використання інформаційних технологій. В наслідок чого основним завданням вищої освіти в сучасних умовах є формування в майбутніх фахівців наукового мислення, навичок самостійного засвоєння і критичного аналізу нових відомостей, уміння будувати наукові гіпотези і планувати експеримент щодо їх перевірки. Вирішення цієї задачі неможливе без широкого використання нових інформаційних технологій. Це обумовило в Україні якісну активізацію процесів інформатизації освіти. Урядом були затверджені такі програми:

Програма інформатизації загальноосвітніх навчальних закладів, комп'ютеризації сільських шкіл на 2001 - 2003 роки (постанова Кабінету Міністрів України № 436 від 06.05.2001).

Програма розвитку системи дистанційного навчання на 2004-2006 роки” (постанова Кабінету Міністрів України від 23 вересня 2003 р. № 1494).

Програма “Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці” на 2006-2010 роки (постанова Кабінету Міністрів України від 7 грудня 2005 р. № 1153).

Результатами впровадження цих програм є створення сучасних комп'ютерних класів та інших інформаційних технологій у закладах освіти, організація та бюджетне фінансування розробок програмних засобів навчального призначення як для загальноосвітніх, та і професійних закладів України, інші заходи.

Цей бурхливий pозвиток комп'ютеpних технологій зpобив актуальною пpоблему pозвитку художньо-твоpчого потенціалу людей. Актуaльність дoслідження пpоблеми pозвитку художньо-твоpчого потенціалу зумовлена насампеpед наявністю пpактичної потpеби у викоpистанні потенційних ресуpсів як основної сили у виpішенні завдань pозвитку її творчих здібностей і aктивності. У світлі pізноманітних концепцій виховання людини пеpевага перш зa все повинна надаватися фоpмуванню молодого покоління, здaтного твоpчо включатися в життєдіяльність, сaмостійнo pозв'язувати дoступні пpоблеми. В той же чaс суспільство гостpо відчуває потpебу в удосконaленні наукової бази, якa дозволилa розвивати твоpчий потенціал і забезпечувaти цей складний пpоцес на належному науковому і пpофесійному рівні. Твоpчість дaє змогу виокpемити pезерви особистості. Завдяки художньо-твоpчій діяльності людина має можливість пізнaти нові шляхи власного вдосконалення.

Загальна мета створення програмного тренажеру - підвищення ефективності процесу засвоєння знань і поліпшення якості підготовки фахівців з творчім напрямом мислення.

З огляду на недостатню теоретичну розробленість і практичну потребу в теоретичних положеннях та методичних рекомендаціях стосовно підготовки творчих фахівців, було обрано тему дослідження “Створення програмного тренажеру «Мистецька галерея»”.

Об'єкт дослідження - програмне забезпечення навчального призначення.

Предмет дослідження - розробка програмного тренажеру «Мистецька галерея».

Мета дослідження - розробити програмний тренажер «Мистецька галерея».

Для досягнення поставленої мети дослідження необхідно було вирішити наступні завдання:

1. Вивчити сучасні підходи у науковій літературі про роль та місце комп'ютерних технологій в теорії та практиці навчального процесу вищих закладів освіти.

2. Обґрунтувати вимоги програмних засобів підтримки викладання навчальних дисциплін.

3. Розкрити поняття і класифікацію програмних засобів навчального призначення.

4. Проаналізувати методи та технології реалізації програмних засобів підтримки навчальної діяльності.

5. Розробити технічне завдання на розробку програмного тренажеру «Мистецька галерея».

6. Спроектувати та розробити програмний тренажер «Мистецька галерея»..

7. Розробити методичні рекомендації щодо роботи з програмним тренажером.

Методологічною основою дослідження є теорія пізнання, принцип діяльнісного підходу у навчанні, теорія розвиваючого навчання та теорія поетапного формування розумових дій, а також основні ідеї сучасних концепцій навчання (цілісність, системність, єдність теорії та практики).

Відповідно до предмета та мети дослідження була висунута гіпотеза: розроблений тренажер дозволить швидше розвивати художньо-творчий потенціал студентів художньої школи або закладів художнього направлення.

У процесі реалізації поставлених завдань було використано методи наукового дослідження, які включають:

- теоретичні: анaліз та синтез спеціaльної літерaтури з педaгогіки, програмувaння, художнього мистецтвa, анaліз відповідних ресурсів в Інтернеті, що дозволилo виділити оснoвні теоретичні положення і напрями дослідження;

- емпіричні: метод спостереження за навчальною діяльністю студентів за вивченням художнього мистецтва, метод вивчення документів і результатів впровадження у навчальну практику педагогічних програмних засобів.

Наукова новизна полягає у розробці унікального програмного тренажеру для тренування художньо-творчого потенціалу.

Практичне значення роботи полягає в розробці комп'ютерного тренажеру «Мистецька галерея» для впровадження в систему підготовки бакалаврів, які навчаються за спеціальністю «Мистецтво».

Дипломна робота складається зі вступу, двох розділів, списку використаних джерел, додатків.

У вступі обґрунтовується актуальність дослідження, розкривається науковий апарат дослідження: предмет, об'єкт, мета, гіпотеза, задачі, наукова новизна.

У першому розділі «Загальні відомості програмного забезпечення навчального призначення» описуються поняття та призначення навчальних програмних засобів, вимоги до розробки комп'ютерного тренажеру.

У другому розділі «Опис розробки комп'ютерного тренажеру «Мистецька галерея» містяться: обґрунтування вибору програмного засобу для розробки комп'ютерного тренажеру, технічне завдання на розробку комп'ютерного тренажеру, опис етапів розробки комп'ютерного тренажеру, методичні рекомендації з використання комп'ютерного тренажеру.

У висновках підбито основні підсумки виконаної дослідження.

Список використаних джерел містить посилання на літературні джерела і матеріали, які використані в кваліфікаційній роботі.

Додатки містять програмний код комп'ютерного тренажеру.

Розділ І. Програмний засіб навчання як складова інформаційних технологій

1.1 Особливості використання інформаційних технологій у навчальному процесі

На сучасному етапі інформаційно-комунікаційні технології набувають активної інтеграції в усі сфери діяльності людини та суспільства, стають впливовим і визначальним джерелом їх об'єктивного розвитку. Відповідно суспільство набуває ознак інформаційного. Інформатизація суспільства передбачає випереджальну інформатизацію галузі науки й освіти, де, в основному, формується когнітивний, кадровий і науково-технічний фундамент самої інформатизації як процесу і соціально-економічного явища, закладається майбутнє досягнень і розвитку суспільства в цілому [8].

Підготувати людину до активної і плідної життєдіяльності в інформаційному суспільстві - одне з головних завдань сучасного етапу модернізації національної системи освіти, а створення науково-педагогічного забезпечення цього процесу - одне з головних завдань психолого-педагогічної науки [8].

Враховуючи умови, що виникли в результаті утворення інформаційного процесу, науковцями розроблено Концепцію інформатизації освіти, Концепцію програми інформатизації навчальних закладів, створені й запроваджені в освітню практику значна кількість освітніх програмних засобів навчального призначення, підготовлені й видані нові підручники та інша науково-методична література, яка передбачає і спирається на широке застосування в навчальному процесі інформаційних комп'ютерних технологій, методів і засобів інформатики [8].

Використання інформаційних технологій в різних галузях народного господарства обумовлює незворотність процесу комп'ютеризації. Однією із найважливіших умов подальшого розвитку економіки країни є широке впровадження засобів обчислювальної техніки в усі ланки народного господарства. Вправне використання таких засобів набуває загальнодержавного значення. Вітчизняний та зарубіжний досвід застосування комп'ютерів в освіті свідчить про те, що комп'ютеризація стає найважливішим важелем впровадження досягнень науково-технічної революції у виробничу практику. У найближчий час люди, які не вміють працювати з комп'ютером та користуватися електронними банками даних, системами оброблення текстів й інформації, не зможуть виконувати багато професійних функцій. Отже, суспільству потрібна особистість, яка здатна працювати з цією технікою творчо та ініціативно. Це, безумовно, вимагає перегляду змісту навчання у школах та вузах. Кожний учень повинен знати про основні сфери застосування комп'ютера, його вплив на конкретну професійну діяльність, мати уявлення про можливості комп'ютера та володіти певною термінологією.

Вивчаючи особливості розвитку педагогічних технологій на сучасному етапі М.С. Львов зазначає, що даний процес обумовлений багатьма факторами, серед яких виділяє основні:

· швидкий ріст суми теоретичних знань, потрібних сучасній людині як члену суспільства для формування її світогляду;

· інтернаціоналізація освітніх процесів і зростаюча мобільність людей у процесах одержання освіти, професійної діяльності й спілкування на побутовому рівні;

· швидкий ріст рівня професійних вимог до фахівців у вигляді суми професійних компетенцій, які треба постійно розширювати, удосконалювати й змінювати протягом усього періоду професійної діяльності;

· широке поширення складних професійно-орієнтованих інформаційних систем, які постійно вдосконалюються, виявляючи тенденції до уніфікації, глобалізації й стандартизації методів і засобів обробки інформації;

· швидке поширення й проникнення в усі сфери діяльності глобальної інформаційно-комунікаційної мережі, що зробила революцію в інформаційних технологіях [11].

Науковець стверджує, що ці фактори визначають наступні фундаментальні зміни в педагогічних технологіях:

· широке застосування ефективних інформаційних технологій, орієнтованих не тільки на аудиторну роботу - роботу викладача з академічною групою, вчителя із класом, але й на індивідуальну роботу викладача зі студентом, вчителя з учнем, самостійну роботу студента, учня як у класі, так і за його межами;

· широке застосування дистанційних форм навчання не тільки у вищій школі, а й у загальноосвітній і середній професійній школі;

· індивідуалізація, активізація й інтернаціоналізація процесу навчання;

· широке застосування дистанційних форм доступу до знань, що створює принципово нові умови для організації самостійної роботи [11].

Серед інформаційних технологій виділяються дві: 1) інформаційно-комп'ютерна технологія (ІКТ); 2) телекомунікаційна технологія. Вони відрізняються своїми можливостями і функціями: інформаційно-комп'ютерна технологія бере на себе функції збереження й оброблення інформації та повністю ґрунтується на застосуванні комп'ютера, телекомунікаційна технологія застосовується для передавання і приймання інформації та охоплює, одночасно з комп'ютером, широке коло засобів масової комунікації (радіо, телефон, телебачення, локальні і глобальні комп'ютерні мережі).

Інформаційно-комунікаційні технології, комп'ютерні засоби та Інтернет знайшли помітне застосування в навчальних закладах, які надають професійну освіту, під час виконання наукових досліджень і проведення науково-методичних розробок у вищих навчальних закладах [8].

Отже, на зміст, організаційні форми і методи навчання та управління навчально-пізнавальною діяльністю суттєво впливає інформатизація освіти, що призводить до змін у діяльності учнів, учителів, керівників навчальних закладів і тому повинна охопити всі напрями і сфери їх діяльності. Тому даний процес в системі освіти передбачає широке ефективне впровадження і використання ІКТ у здійсненні освітньої, наукової і управлінської функції, що притаманні освітній галузі [8].

Інформатизація освіти - це впорядкована сукупність взаємопов'язаних організаційно-правових, соціально-економічних, навчально-методичних, науково-технічних, виробничих та управлінських процесів, спрямованих на задоволення освітніх інформаційних, обчислювальних і телекомунікаційних потреб учасників навчально-виховного процесу і тих, хто цей процес забезпечує [8].

Науковці звертають увагу, що інформатизація загальноосвітніх і професійно-технічних закладів є невід'ємною складовою інформатизації освіти. В той же час однією з найсуттєвіших складових інформатизації навчального закладу є інформатизація навчально-виховного процесу - створення, впровадження та розвиток комп'ютерно-орієнтованого навчального середовища на основі інформаційних систем, мереж, ресурсів і технологій, побудованих на базі ІКТ [2].

Враховуючи здійснення модернізації освіти, інформатизація передбачає створення освітнього інформаційного середовища як найважливішої умови, інструменту й результату модернізації системи освіти для забезпечення подальшого підвищення якості освіти, створення умов для реалізації рівних можливостей усім громадянам опанувати освіту всіх рівнів і ступенів [1].

Головною метою інформатизації закладів освіти є підготовка підростаючого покоління до повноцінної плідної життєдіяльності в інформаційному суспільстві, підвищення якості, доступності та ефективності освіти. Реалізація головної мети передбачає досягнення таких підцілей:

– формування інформаційної культури учнів, що стає сьогодні невід'ємною складовою загальної культури кожного члена суспільства, характерною рисою й необхідною умовою існування інформаційного суспільства в цілому;

– створення нових і додаткових (за рахунок і на основі впровадження ІКТ) умов підвищення якості освіти;

– розвиток нових форм освіти і навчальних технологій, які принципово базуються на ІКТ, реалізація на цій основі концепцій відкритої і дистанційної освіти, підвищення доступності і забезпечення екстериторіальності й інтернаціоналізації освіти [8].

Для реалізації головної мети інформатизації національної системи освіти необхідно розв'язання ряд таких завдань:

– модернізація змісту і технологій навчання, які б відповідали сучасним освітнім пріоритетам, максимально використовували переваги ІКТ для підвищення якості освіти дітей, збереження здоров'я учнів;

– досягнення необхідної професійної кваліфікації робітників освіти, які б дозволяли їм реалізовувати сучасні моделі освітнього процесу з використанням ІКТ;

– створення систем методичної підтримки навчання в умовах інформатизації навчального процесу [8].

Створення нових і додаткових (за рахунок і на основі впровадження ІКТ) умов підвищення якості освіти досягається шляхом:

– розробки і широкого впровадження в практику освіти нових особистісно орієнтованих технологій навчання і учіння;

– диференціації навчально-виховного процесу для найбільш повного розвитку схильностей і здібностей особистості, задоволення її запитів і потреб, розкриття її творчого потенціалу;

– створення нового покоління комп'ютерно орієнтованих засобів навчання, у тому числі комп'ютерних програмних засобів навчального призначення;

– розвитку засобів оцінювання результатів навчальних досягнень учнів, впливу педагогічних інновацій на результати навчальної діяльності, засоби управління навчанням [8].

Комп'ютеризація освіти - це базисна складова процесу її інформатизації, яка пов'язана зі створенням інформаційно-комунікативного навчального середовища, формування його загальносистемних програмно-технічних комп'ютерних елементів - комп'ютерних і комп'ютерно орієнтованих засобів навчання, комп'ютерних мереж і засобів телекомунікації, у тому числі в межах глобальних комп'ютерних мереж, забезпеченням можливості їх експлуатації, обслуговування, оновлення й розвитку [8].

Важливим кроком на шляху інформатизації є розробка Державної цільової програми “Інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) в освіті і науці на 2006-2010 роки”, освітньою метою якої є: покращення рівня освіти; створення та підтримка ПЗНП; розробка програмно-телекомунікаційної системи забезпечення належного загальнодержавного тестування; розробка і впровадження автоматизованої інформаційної системи мережі бібліотек освітніх закладів, автоматизованої системи управління освітою; оснащення комп'ютерною технікою та ліцензійним програмним забезпеченням навчальних закладів усіх типів; забезпечення підготовки спеціалістів з ІКТ і кваліфікованих користувачів ПК, комп'ютерних мереж тощо [8].

Застосування ІКТ у навчанні відрізняється від її використання у будь-якій іншій сфері людської діяльності, бо традиційна функція „інформувати” поєднується з функцією „навчати”. Для інформування комп'ютер асимілював усю „паперову” культуру з метою організації сприймання текстів і пошуку їх на вимогу користувача: він знайшов підходи для стимулювання уяви, винайшов віртуальний світ та озвучив його. Навчальна функція комп'ютера полягає в керуванні навчальною діяльністю. ЕОМ лише тоді здійснює дидактичні функції, коли в її керуючому впливі враховуються як завдання, що вирішуються учнем, так і певна навчальна мета [5].

Досліджуючи окреслену проблему науковці особливо звертають увагу на переваги комп'ютерного навчання порівняно з традиційними засобами. Наголошується, що використання ЕОМ у процесі навчання дозволяє розширити зміст пізнавальних завдань для студентів. Тільки при використанні комп'ютера можна на будь-якому етапі навчання дати таке завдання, яке допомагає з'ясувати, наскільки студент зрозумів значення викладеного матеріалу або наскільки доступна сама форма викладання. За допомогою комп'ютера можна використовувати завдання на проникнення в деяке середовище. Йдеться про завдання, під час виконання якого той, хто навчається, своїми діями сам змінює ситуацію, неначе виступає активним її учасником. Крім того, використання ЕОМ у навчальному процесі дозволяє застосовувати завдання дослідницького типу, формує уміння самостійно обирати завдання, а також завдання на моделювання певної ситуації [5].

Однією з переваг комп'ютерного навчання виділяють наявність постійного зворотного зв'язку між машиною і користувачем, бо більшість традиційних засобів навчання більш інертні. Комп'ютер, швидко реагуючи на кожну дію користувача, примушує і викладача, і студента замислитися над тим, як знайти помилку, чому вона виникла і як краще її усунути.

До переваг дослідники відносять і позитивну дидактичну функцію комп'ютера, яка полягає у тому, що він створює умови для розвиваючого навчання; дозволяє реалізувати нові підходи, які не можна використати при традиційному навчанні, а саме:

а) можливість пошуку власного логічного вирішення завдання; б)моделювання вивчених явищ; в) постановка проблеми і поетапного її вирішення; г) пошук варіантів раціональних рішень. Ці навчальні дії розвивають логічне мислення та творчі здібності користувача [10], що сприяє загальному розвитку інтелекту, бо під час процесу студент вчиться критично аналізувати документи, бере участь у конструюванні знання. Із застосуванням технології CD-ROM (Compact disk - READ ONLY MEMORY) пошук не обмежується рамками програми і відкриває нові можливості для міжпредметних зв'язків.

Водночас слід зазначити, що визначаючи переваги ЕОМ як засобу навчання стосовно до інших технічних засобів, ряд дослідників звертають увагу на можливість комп'ютера бути унікальним засобом індивідуалізації навчального процесу [5]. Той факт, що під час його використання акцент переноситься на суб'єкт навчання, позитивно позначається на індивідуалізації навчання та ритмі роботи кожного. Індивідуальна практика кожного студента організовується з урахуванням його можливостей та особливостей пізнавальної діяльності. Відповідно індивідуальним особливостям користувача та на його вимогу регулюються темп, характер подавання та складність матеріалу, обсяг та повнота коментарів [6].

Поряд з виділеними перевагами дослідники при використанні комп'ютера виділяється можливість автоматизації контролю. Цій проблемі присвячено багато наукових праць, оскільки автоматизований контроль став першою функцією комп'ютера, що використана в ситуації навчання [14].

На сучасному етапі застосування ЕОМ для контролю за навчальною діяльністю машина використовується як у процесі інтерпретації результатів тестування, так і безпосередньо в процесі навчання [15]. При визначенні початкового рівня знань, це дозволяє адекватно планувати процес навчання, а при поточному контролі якості засвоєння знань і розвитку вмінь та навичок, він дозволяє раціонально керувати навчальним процесом. Це звільняє викладача від виконання трудомісткої та рутинної роботи, зберігаючи йому час для вдосконалення інших аспектів професійної діяльності [5; 12].

Незаперечною перевагою комп'ютера, на думку більшості вітчизняних та зарубіжних дослідників, є його вплив на формування позитивного ставлення до навчання [5]. ЕОМ володіє великою мотивуючою і стимулюючою силою, спонукаючи до свідомого знання одночасно з розвитком психомоторної функції. Заняття із використанням комп'ютера вносять у навчання елементи емоційного піднесення. Комп'ютер, здавалося б, нейтральний посередник, породжує новий тип стосунків між студентами. Робота проходить переважно в групах, створених з метою досягнення можливості обміну думками та з метою співробітництва. Крім того, під час роботи з комп'ютером виникає унікальна в навчальній практиці ситуація, яка спонукає студента прагнути до оптимального результату.

До витрат та обмежень, пов'язаних з природою комп'ютера як технічного засобу, належать відсутність безпосереднього людського контакту, здатність виконувати лише заплановані дії, комп'ютер не здатний оцінити оригінальні рішення, машина не розуміє відкритих відповідей, що не передбачені заздалегідь.

На сучасному етапі визначають недоліком комп'ютера - не спроможність повністю взяти на себе функцію контролю, виходячи з технічних можливостей. Під час роботи з комп'ютером небагато місця залишається для інтуїції та фантазії. До недоліків комп'ютера належать також необхідність великої підготовчої роботи в створенні банку даних, відсутність у використанні комп'ютера виховної функції, а також іноді загроза сприйняття моделі як дійсності.

Оцінюючи існуючі комп'ютерні програми науковці відзначають брак різноманітних програм та вправ, а також недостатню оригінальність у видах діяльності. Дослідники це обумовлюють тим, що вони створені емпіричним шляхом на основі випробуваних традиційних типів взаємодії і становлять комп'ютерну реалізацію програмованого навчання як за принципами побудови, так і за коефіцієнтом корисної дії [13].

До недоліків у розробленні навчальних програм вчені насамперед відносять використання застарілих педагогічних концепцій, які не враховують, того, що знання конструюється внаслідок розумової діяльності, яка не є невиразною копією наданої інформації. Автори навчальних програм часто забувають про необхідність переконати, отримати схвалення отримувача повідомлення, вважають, що існує деякий ідеальний користувач, який вбирає слова автора. Комп'ютерні системи часто страждають від браку емоційності, мають суворий, логічний, структурований характер.

В існуючих програмах є недосконалою система контролю, оскільки вона не передбачає диференціацію та аналіз помилок студентів. І.Є.Булах зазначає, що навчальні програми непрофесійні з погляду комп'ютерної технології через недостатній діалоговий інтерфейс, поганий вибір кольорової гами на дисплеї, тривале завантаження завдань та їх відображення на моніторі.

Причиною цих недоліків є те, що “різноманітні програми переважно розробляються фахівцями в галузі програмування, які не мають досвіду педагогічної діяльності, не володіють основами дидактики, не знайомі із психологічними та фізіологічними особливостями підлітків” [15].

Відомо, що сучасна вітчизняна та зарубіжна психолого-педагогічна література підтверджує можливість використання персональних комп'ютерів у шкільному та вузівському навчанні, відзначаючи цілий ряд переваг цього засобу навчання. Серед них називають раціоналізацію праці як учня (студента), так і вчителя (викладача), різноманітність набору запропонованих завдань, зворотний зв'язок, можливості організувати розвиваюче навчання, адаптацію навчального матеріалу до особливостей користувача та індивідуалізацію навчання, керування навчальною діяльністю та можливість самостійної роботи, позитивну мотивацію пізнавальної діяльності.

Разом з тим існує ряд обмежень у застосуванні комп'ютера, пов'язаних з розвитком інформаційних технологій. До них належать відсутність безпосереднього контакту з користувачем, виконання машиною лише запланованих дій, неможливість оцінити оригінальні рішення, недоступність природної мови, відсутність виховної функції, загроза сприйняття учнем моделі як дійсності.

Крім того, дослідники вказують на недоліки комп'ютерного навчання, викликані недостатньо грамотним розробленням навчальних програм, зокрема, використанням у методичних сценаріях навчальних програм застарілих педагогічних концепцій, недосконалістю системи контролю, що концентрує увагу на кінцевому результаті, а не на процесі навчальної діяльності.

1.2 Програмні засоби підтримки та їх використання у навчальному процесі

Ефективність навчального процесу вищого закладу освіти складається з двох основних компонентів: ефективності навчальної діяльності, пов'язаної з науковою організацією навчальної роботи студентів, їх здібностями, вольовими якостями та інтересом до навчання, з одного боку, і ефективністю педагогічної праці, також пов'язаної з рівнем її наукової організації, з кваліфікацією, загальною культурою, сукупністю особистих якостей педагогів - з іншого. [3]

Усі зміни, що вносяться в уміння навчити користуватися комп'ютером, не можуть не позначитися на ролі, що відводиться викладачеві, та на його функціях. Комп'ютер у навчальному процесі не механічний педагог, а засіб, що посилює та розширює можливості навчальної діяльності викладача. Це означає, що в умовах комп'ютеризації навчання роль педагога зростає, оскільки він визначає організаційно-методичну структуру і зміст всього навчання. Саме він організує роботу та виділяє комп'ютеру абсолютно конкретну функцію в конкретний момент [6, 11].

Aудиторно-лекційна форма організації процесу навчання прийнята, зокрема, українських вищих навчальних закладах. Однак, нові тенденції усе більш активно проявляються у професійній освіті. Це стосується як середньої, так і вищої освіти.

Лекція - головна ланка дидактичного циклу навчання. Її мета - формування орієнтуючої основи для подальшого засвоєння студентами навчального матеріалу.

1. Лекція привчає до пасивного сприйняття чужої думки, затримує самостійне мислення. Чим краща лекція, тим ймовірніша ця думка.

2. Лекція відбиває смак до самостійних занять.

3. Лекції потрібні, якщо немає підручників або їх мало.

4. Одні студенти встигають осмислити, інші - тільки механічно записати слова лектора.

5. Однак досвід показує, що відмова від лекцій знижує науковий рівень підготовки студентів, порушує системність та рівномірність роботи протягом семестру. Тому лекція продовжує залишатися ведучою формою організації навчального процесу у вузі.

У навчальному процесі створюється ряд ситуацій, коли лекційна форма не може бути замінена ніякою іншою:

* у разі відсутності підручників лекція - основне джерело інформації;

* новий матеріал з певної теми не знайшов ще відображення в існуючих підручниках або деякі його розділи застаріли;

* окремі теми підручника особливо важкі для самостійного засвоєння і потребують методичної переробки лектором;

* з основних проблем курсу існують протилежні концепції. Лекція необхідна для їх об'єктивного висвітлення;

* у випадках, коли особливо важливим є емоційний вплив лектора на студентів з метою формування їх поглядів.

Переваги лекції:

* творче спілкування лектора з аудиторією, співтворчість, емоційна взаємодія;

* лекція - економний спосіб отримання у загальному вигляді знань;

* лекція активізує мисленнєву діяльність, якщо її добре зрозуміли та уважно прослухали, тому задача лектора - розвивати активну увагу студентів, викликати рух думки за думкою лектора.

Використовуючи електронні засоби навчання необхідно забезпечити робочі місця лектора, вчителя, студента, які можна охарактеризувати так:

Робоче місце лектора є комплексом програмних засобів, у тому числі електронний підручник, які забезпечують підготовку та проведення лекційно-аудиторного заняття з навчального курсу у ВНЗ. Лекції проводитимуться у лекційній аудиторії, обладнаній комп'ютерними засобами відображення навчального матеріалу.

Робоче місце викладача забезпечує такі функції: підготовка та управління проведенням практичного заняття з навчального курсу, формування навчального матеріалу для теоретичної частини заняття, формування навчальних завдань для практичної роботи студентів та контрольних робіт, автоматизовану перевірку виконання навчальних завдань. Заняття проводяться у комп'ютерній аудиторії, обладнаній комп'ютерною мережею.

Робоче місце студента забезпечує такі функції: виконання практичних завдань, самостійну роботу над вивченням теоретичного матеріалу, виконання контрольних робіт. Крім того, електронний підручник може бути установлений на локальному комп'ютері у конфігурації, яка забезпечує самостійну роботу студента на вивчення усього курсу дисципліни.

В умовах такої ситуації висуваються вимоги до електронного навчального засобу, які відображаються у функціональних вимогах до програмного продукту.

Програмний засіб забезпечує ефективну організацію навчального процесу, взаємодію лектора з дисципліни - користувача ПЗ, викладача - користувача ПЗ та студента-користувача ПЗ.

Для здійснення ефективної організації навчального процесу та забезпечення взаємодії всіх учасників цього процесу висуваються загальні вимоги до архітектури програмного продукту.

Програмний засіб відповідно до архітектурних вимог на кожному з трьох робочих місць повинен виконувати функцію керівної облонки, яка не залежить від наповнення змістовними навчальними матеріалами з деякої групи навчальних дисциплін.

Існуючі сьогодні навчальні комп'ютерні системи в освіті вимагають від користувачів відповідних знань та навичок при виконанні діяльності за умови їх використання.

Діяльність викладача визначається такими видами:

* перевіркою правильності розв'язання завдань: завдання практикуму, домашні завдання, тематичні атестації.

* викладанням нового матеріалу.

* аналізуванням результатів тестування.

Діяльність студента визначається такими видами:

* вивченням нового матеріалу.

* розв'язанням завдання (усно й письмово).

* відповідями на тестові питання.

Нові інформаційні технології навчання дозволяють підвищити якість навчання студентів з урахуванням їх індивідуальних психологічних і фізіологічних особливостей. У цьому виявляється свого роду гуманізація навчання, оскільки знання і вміння можуть бути отримані в комфортніших для студентів умовах.

Чисельні дослідження в галузі застосування комп'ютерів як засобу отримання студентами знань з різних предметів [4, 6] дозволяють зробити висновок, що комп'ютери мають високу активність, сприяють підвищенню науковості та доступності навчання, посиленню самостійної пізнавальної діяльності студентів.

Комп'ютер може бути використаний у навчальному процесі як у навчальній діяльності, де його можливості дуже широкі - від довідника до моделювання конкретної ситуації - так і в управлінні навчальним процесом, де він є сучасним могутнім засобом отримання зворотного зв'язку: студент - комп'ютер - викладач. Комп'ютер може бути успішно використаний при навчанні студентів основам наук. Він дозволяє індивідуалізувати самостійність навчання, де може бути реалізована манера засвоєння, відпрацювання інформації, а також манера спілкування кожного окремого студента, при цьому комп'ютер активно включає його в навчальний процес, звертає увагу на найбільш важливі аспекти матеріалу, що вивчається, розширює набір навчальних завдань, які застосовуються [5].

1.3 Сучасні вимоги до розробки комп'ютерного тренажеру

Результати аналізу практики використання програмних засобів учбового призначення дозволяють зробити висновок, що основними причинами створення недостатньо якісних комп'ютерних програм щодо педагогічних вимог є:

· неврахування або фрагментарне врахування дидактичних принципів навчання при їх розробці;

· невідповідне застосування традиційних форм та методів навчання у нову технологію навчання, за якою передбачається використання комп'ютера.

Отже, негативно впливає на ефективність навчання як загальне заперечення традиційних підходів з використанням можливостей сучасних ЕОМ, так й повна їх заміна новими конструкціями. Знайти вірне рішення щодо співвідношення традиційних форм, методів навчання та нових прийомів або шляхів доповнення або заміни традиційних, однозначно неможливо [9, 15].

За умов широкого використання інформаційних технологій, не виникає заперечень, що відбуваються зміни в структурі та змісті освіти. Нові методи навчання, які ґрунтуються на активних, самостійних формах надбання знань та роботі з інформацією, приходять на зміну демонстраційним та ілюстративно-пояснювальним і методам, що набувають свого впровадження у традиційній методиці навчання, орієнтованій в основному на колективне сприйняття інформації. Водночас до цього йде процес використання програмних засобів і систем учбового призначення (пакетів програмних засобів учбового призначення) для підтримки традиційних методів навчання. Зважаючи на те, що запропоновані програмні засоби (системи), які використовуються в учбових цілях, в певній мірі здійснюють навчальні функції, тому викає вимога - програма повинна будуватися відповідно до дидактичних принципів навчання, які визначають дидактичні вимоги до ППЗ. При цьому враховується своєрідність та особливості відповідної науки у методиці викладання кожного навчального предмету, тому виникає необхідність врахування і методичних вимог до ППЗ, які передбачають специфіку та своєрідність кожної конкретної науки та відповідного їй навчального предмету. В свою чергу, обґрунтовуючи педагогічні вимоги до ППЗ, необхідно враховувати також специфіку теми для ППЗ, аргументоване певними методичними цілями, та забезпечувати перевірку педагогічної ефективності використання ППЗ.

При розробці ППЗ слід враховувати й інші фактори, що обумовлені віковими та індивідуальними особливостями учнів, забезпеченням доброзичливої та тактичної форми звертання до учня, можливістю повторних звертань до програми у випадку невдалої спроби. Все це зумовлює позитивне середовище спілкування користувача з ЕОМ, визначаючи ергономічні вимоги до змісту та оформлення ППЗ. Важливо при розробці ППЗ звертати увагу на зручність програми для користувача, тим самим забезпечити процес її впровадження необхідним сервісом, простотою використання, гарантією стійкості від несанкціонованого натискання клавіш, надійністю, можливістю легкого повернення на початкові позиції, розсилкою по сіті (в умовах використання комплекту учбової обчислювальної техніки), можливістю переносу на ЕОМ іншого типу. Зазначене вище певним чином обумовлює технічні вимоги до ППЗ, дотримання яких важливо, бо найменше відхилення від них може призвести до дискредитації самої ідеї використання комп'ютера в учбовому процесі [10].

Загальновідомо, що створення ПЗ, які використовуються в учбових цілях, представляє собою дуже складний процес, який потребує колективної праці не тільки вчителів, методистів, програмістів, але й психологів, гігієністів, дизайнерів. В наслідок чого висувається ряд вимог до ППЗ, щоб їх використання не викликало б негативних (у психолого-педагогічному або фізіолого-гігієнічному аспекті) наслідків, а сприяло б підвищенню ефективності навчального процесу, розвитку особистості учня.

До основних вимог до ППЗ визначають:

* педагогічні вимоги (дидактичні; методичні; обґрунтування вибору тематики учбового курсу; перевірка на педагогічну доцільність використання та ефективність використання);

* технічні вимоги;

• ергономічні вимоги;

• естетичні вимоги;

• вимоги до оформлення документації.

Програмно-технічні вимоги до ППЗ визначають умови щодо забезпечення: стійкості до помилкових та некоректних дій користувача; мінімізації часу на дії користувача; ефективного використання технічних ресурсів; відновлення системної області перед завершенням роботи програми; захист від несанкціонованих дій користувача; відповідність функціонування ППЗ до опису в експлуатаційній документації.

Встановлення єдиного порядку побудови та оформлення основних документів на розробку та використання ППЗ, які створюються в установах та організаціях незалежно від їх відомчої належності, визначено вимогами до оформлення документації на розробку та використання ППЗ.

Забезпечення науковості змісту ППЗ як одна з важливих вимог передбачає пред'явлення засобами програми науково-достовірних даних (за можливістю методами науки, що вивчається). Слід врахувати, що при цьому можливість моделювання, імітації об'єктів, явищ, процесів (як реальних, так і "віртуальних"), що вивчаються, може забезпечити проведення експериментально-дослідної діяльності, яка ініціює самостійне "відкриття" закономірностей процесів, що вивчаються та разом з тим наблизити учбовий експеримент до сучасних наукових методів дослідження.[5, 9]

Вимога адаптивності передбачає реалізацію індивідуального підходу до учнів, урахування індивідуальних можливостей сприйняти запропонований учбовий матеріал. Реалізація адаптивності може забезпечувати різноманітним засобам наочності, декількома рівнями диференціації за наданням учбового матеріалу за складністю, об'єму, змісту.

Вимога забезпечення систематичності та послідовності навчання з використанням ППЗ передбачає необхідність освоєння учнем системи понять, фактів та способів діяльності у їх логічному зв'язку з метою забезпечення послідовності та спадкоємності в оволодінні знаннями, вміннями та навичками.

Вимога забезпечення комп'ютерної візуализації учбової інформації, яка пред'являється ППЗ, що передбачає реалізацію можливостей сучасних засобів візуалізації об'єктів, процесів, явищ (як реальних, так і "віртуальних"), а також їх моделей, зображення їх у динаміці розвитку, у часовому та просторовому русі, зі збереженням можливості діалогового спілкування з програмою.

Вимога забезпечення сумлінності навчання, самостійності та активізації діяльності учня передбачає забезпечення засобами програми самостійних дій з отримання учбової інформації при чіткому розумінні конкретних цілей та задач учбової діяльності. Активізація діяльності учня може забезпечуватися можливістю самостійного керування ситуацією на екрані, вибору режиму учбової діяльності; варіативності дій у випадку прийняття самостійного рішення; створення позитивних стимулів, які спонукають до учбової діяльності, які підвищують мотивацію навчання.

Вимога забезпечення міцності засвоєння результатів навчання передбачає забезпечення усвідомленого засвоєння учнем змісту, внутрішньої логіки та структури учбового матеріалу, який представляється за допомогою ППЗ. Ця вимога досягається шляхом здійснення самоконтролю та самокорекції; забезпеченням контролю на основі зворотнього зв'язку, з діагностикою помилок за результатами навчання та оцінкою результатів учбової діяльності, поясненням сутності припущеної помилки; тестуванням, яке констатує рух у навчанні.

Вимога розвитку інтелектуального потенціалу учня передбачає забезпечення: розвитку мислення; формування вміння приймати оптимальне рішення або варіативні рішення у складній ситуації; формування вмінь ж обробки інформації.

Вимога забезпечення сугестивного (від англійського слова suggest -- пропонувати, радити) зворотнього зв'язку при роботі з ППЗ передбачає як забезпечення реакції програми на дії користувача, наприклад при контролі з діагностикою помилок за результатами учбової діяльності на кожному логічно завершеному етапі роботи, так і можливість отримувати передбачувану програмою пораду, рекомендацію про подальші дії або коментоване підтвердження (спростування) висунутої гіпотези.

Застосування візуальних технологій і можливість використання спеціалістом - предметником будь-яких текстових і графічних редакторів для написання вмісту електронного підручника дозволяють без ускладнень освоїти і використати дане середовище для генерації вмісту педагогічних програмних середовищ. Для зручності роботи середовище по генерації вмісту ППЗ допускає розробку проекту по окремих частинах, що дозволяє організувати роботу над підручником декількох спеціалістів - предметників [4].

Застосування програмних засобів розставляє особливі акценти між психологічною і ергономічною підтримкою дидактичних цілей. Психологічна природність відповідно до вікових можливостей користувача найтіснішим образом зв'язана з забезпеченням таких, ергономічних вимог, як сприйняття інформації, виділення особливих зон для особливої інформації і т.п. Будь-яка розробка програмного забезпечення містить у собі задачу проектування діяльності майбутнього користувача створюваної системи. У практиці автоматизації питання проектування діяльності майбутнього користувача звичайно вирішуються стихійно, у кращому випадку на основі досвіду авторів системно-технічного забезпечення, а найчастіше виходячи з випадкових розумінь. Більш того, проект діяльності користувача не входить до складу документації на автоматизовану систему, не є закінченим продуктом її розробки. І як наслідок відсутні психологічно і ергономічно обґрунтовані рішення.

Варто враховувати індивідуальні розходження користувачів, зокрема передбачати можливість одержання інформації різного ступеня подробиці.

При виборі форм представлення інформації на екрані комп'ютера необхідно виходити не тільки зі змісту навчальної діяльності, але і з тих можливостей, що надає комп'ютер для реалізації ефективних стратегій рішення і досягнення таких цілей, що при «ручній» технології виявляються недосяжними.

У зв'язку з особливим ритмом спілкування людини з ЕОМ особливу роль здобуває проблема розуміння текстів. Це стосується не тільки розуміння текстів програм, але і розуміння тих текстів, що пред'являються користувачеві на екрані комп'ютера. Необхідно досліджувати, як здобуваються нові навички й уміння при використанні такого нового засобу, як комп'ютер.

У сучасних програмних засобах використовується ряд прийомів для виділення частини інформації на екрані: переструктурування інформації і виділення зон, вікон для виділюваної частини інформації, а також інверсне зображення для частини інформації і різних ефектів, що залучають увагу користувачів (мелькання й ін.). Використання цих прийомів повинне бути психологічно обґрунтоване особливо для програмних засобах, функціонально обумовлено і ергономічно.

Особливо критично висунуті вимоги, прикладені до інтерфейсів користувача навчальних програм, що обумовлено такими чинниками: на екрані комп'ютера користувальницький інтерфейс й учбово-методичне наповнення програми повинні представляти єдине ціле, при цьому самі елементи оформлення й навігації не повинні відволікати увагу учня від основного матеріалу. Певне значення надають не тільки формі, кольору, інтуїтивній зрозумілості піктограми, але й загальній кількості рівноцінних елементів на екрані. Наприклад, якщо число однакових кнопок навігаційної панелі не перевищує 6-7, користувач здатний швидко «зафіксувати» їх у пам'яті й звести користування ними до автоматизму [9-10].

Засвоєння навчального матеріалу учнем обумовлюється значним впливом утоми на самопочуття. Навантаження ж на зір учня при роботі з комп'ютером значно вище ніж, наприклад, при роботі із книгами при денному освітленні. Стомлення, що наступає досить швидко, може призвести не тільки до зниження уваги й засвоєння навчального матеріалу, але й до зниження гостроти зору, тим більше в підлітковому віці. Шляхи подолання цієї проблеми ми бачимо в наступному:

· Розміри елементів: активні елементи повинні бути досить великі, тому що, при наявності дрібних значків на екрані, користувач інтуїтивно наближається до монітора, навіть якщо він їх чітко бачить;

· Візуальне сприйняття елементів програми: всі елементи програми, з якими ведеться одночасна робота, повинні перебувати в поле зору користувача (блукання поглядом по всьому екрані - перша причина настання стомленості очей);

· Зручність: зручний інтерфейс заощаджує час того, хто навчається, а виходить, у цілому він буде проводити біля комп'ютера менше часу;

· Якість кольорової гамми: правильно обрана кольорова гама інтерфейсу також сприяє зниженню стомленості зору при роботі.

За сучасних умов можливості сучасної комп'ютерної техніки, досвіду й засобів розробки дозволяють змоделювати на екрані будь-який процес, сцену, інтерактивні плоскі й тривимірні моделі, діаграми, графіки, схеми. Однак розроблювачі такого ілюстративного матеріалу зштовхнулися із новою проблемою - так називаною «проблемою вірогідності». З огляду на те, що в повсякденному житті сучасний людина щодня зіштовхується з великою кількістю віртуальних ефектів. В засобам масової інформації : на телебаченні, у кіно, у комп'ютерних іграх використається величезна кількість комп'ютерних моделей, схожих з тими, які застосовуються при створенні ілюстрацій для навчальних програм. І зробити так, щоб процес, не видимий неозброєним оком, але змодельований і продемонстрований на комп'ютері, не викликав у того, хто навчається аналогій з ігровою програмою, фільмом про чаклунів, серйозне завдання для сучасного розроблювача дизайну для навчальних програм.

Розділ ІІ. Опис розробки комп'ютерного тренажеру «Мистецька галерея»

2.1 Вибір програмного засобу для розробки комп'ютерного тренажеру

Програмна реалізація таких складних програмних продуктів, як електронні засоби навчального або освітнього призначення, електронні підручники, експертні та інтелектуальні навчальні системи, здійснюється за допомогою мов програмування високого рівня. З появою візуальних і об'єктно-орієнтованих засобів розробки VisualBasic, Borland Delphi і С++Builder процес створення навчальних програм істотно спрощується. Цей метод, званий також методом прямого програмування, надає найбільшу свободу розробникам, проте програмувати все доводиться «з нуля» [20].

Серед сучасних мов програмування: мов процедурного програмування (Фортран, Паскаль, Бейсик), декларативних мов програмування (Лисп, Пролог), об'єктно-орієнтованих візуальних мов програмування (Visual Basic, Visual C + + і Visual J, C + + Builder, Delphi і JBuilder) для програмування педагогічних програмних засобів широко використовують мови програмування, які представляють парадигму візуального об'єктно-орієнтованого програмування [31].

Об'єктно-орієнтовані візуальні мови програмування являють собою інтегровані середовища розробки, які містить набір інструментів, що полегшують і прискорюють процес розробки додатків. Причому процес розробки полягає не в написанні програми (програмного коду), а в проектуванні програми. Програмний додаток формується засобами графічного редагування (компонування), що дозволяє звести процес створення програмного коду до мінімуму [25].

Будь-який додаток, написаний на об'єктно-орієнтованій візуальній мови програмування, являє собою сукупність об'єктів, наприклад, форм, командних кнопок, текстових полів тощо [29]. Кожен об'єкт характеризується: властивостями; методами; подіями. Властивості визначають характерристики об'єкта (колір, положення на екрані, стан об'єкту). Методи -- це дії або завдання, які виконує об'єкт (те, що можна робити з об'єктами). Програмний код майже завжди прив'язується до якого-небудь події, яка є сигналом до початку роботи програми. Наприклад, клацання миші по якомусь об'єкту екранної форми; завантаження нової екранної форми; переміщення покажчика миші вздовж смуги прокрутки; натискання будь-якої клавіші на клавіатурі. Зазвичай проектується екранна форма, потім встановлюються події, які відбуватимуться в працюючому додатку, і тільки потім програмуються дії, пов'язані з цими подіями. Таким чином, подія -- це характеристика класу об'єкта, яка описує зовнішній вплив, на який реагує об'єкт цього класу під час роботи програми [27]. Розглянемо особливості програмування у найбільш поширених нині візуальних об'єктно-орієнтованих мовах програмування, які позиціонують себе як об'єктно-орієнтоване середовище для візуального проектування програмних додатків: Visual C++, Delphi і Visual Basic.

C++Builder є середовищем швидкої розробки додатків. В основу системи швидкої розробки (RAD-система, Rapid Application Development -- середовище швидкої розробки додатків) покладена технологія візуального проектування і програмування подій, суть якої полягає в тому, що середовище розробки бере на себе більшу частину роботи з генерації коду програми, залишаючи програмісту роботу з конструювання діалогових вікон і написанню функцій обробки подій. Продуктивність програміста при використанні RAD систем істотно збільшується. Інтегроване середовище C++Builder забезпечує швидкість візуальної розробки, продуктивність повторно використовуваних компонентів у поєднанні з потужністю мовних засобів C++, вдосконаленими інструментами та різномасштабними засобами доступу до баз даних. Візуальне спадкування форм втілює найважливіший аспект об'єктно-орієнтованого програмування в зручному для користування інструменті візуального проектування. Характеристики нової форми додатку можуть бути успадковані від будь-якої іншої існуючої форми, що забезпечує централізовану репродукцію змін користувацького інтерфейсу, полегшує контроль за кодом і зменшує часові витрати на запровадження нових атрибутів. С++Builder може бути використаний там, де потрібно підвищити швидкодію і додати призначеному для користувача інтерфейсу ознаки професійного рівня [49].

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.