Создание электронного учебника по специальному курсу «Компьютерное моделирование физических процессов»

• Содержание

1. Электронные учебные пособия, как современный метод обучения

1.1 Основные средства создания обучающих программ и формирование требований к учебнику

1.2 Основные принципы разработки и проектирования электронных учебных пособий

2. Проектирование электронного учебника

2.1 Выбор программного инструментария

2.2 Язык гипертекстовой разметки HTML

2.3 Описание программных модулей

2.4 Реализация приложения

3. Руководство пользователя

4. Охрана труда и техника безопасности при работе с ПК

Заключение

Список используемых источников

Актуальность темы

На сегодняшний день остро стал вопрос о развитии науки и образования. Образование становится неотъемлемым условием повышения конкурентоспособности экономической системы, способом занять достойное место на региональном и мировом уровнях, укрепить государственность и развивать национальные интересы, связанные с другими странами.

Конкурентоспособность нации в первую очередь определяется уровнем её образованности, поэтому необходимо перестраивать систему образования на международный уровень. Для этого необходимо внедрять информационные технологии в систему образования.

Для получения нужного эффекта необходимо перевести все материалы с бумажных носителей на электронные.

" Учебный материал" - под этим термином видится научная информация, представленная в формах, ориентированных на обучение. Это могут быть в различных сочетаниях текст, рисунки, графики, диаграммы, формулы, модели, образцы и т. п.

Все эти формы представления научной (технической или иной) информации группируются на основе своего наполнения, на основе содержания научного знания, вокруг образований, называемых дидактическими единицами.

Множество всех дидактических единиц, сформированное на основе рабочей программы учебного курса, составляет его содержание. Практикуемая технология составления и использования рабочей программы определяет содержание курса в виде перечня дидактических единиц, отражающего, как правило, предполагаемую последовательность проработки учебного материала на занятиях.

Структурирование учебного материала на основе рабочей программы в распространенной практике, как правило, направлено лишь на детализацию содержания путем декомпозиции дидактических единиц на составляющие и на группирование их в виде «блоков», «модулей» .

В результате получается линейная структура, отражающая более технологию преподавания, даже более узко — последовательность изучения дидактических единиц.

А путь возможен иной, предположительно — более короткий. Использовать в учебном процессе электронных учебных пособий, архитектурно-генетической основой, которых являются структурно-логические схемы соответствующих областей знания.

Наблюдение за продолжительным использованием электронного самоучителя на лекциях и при самостоятельной работе с электронным пособием позволяет сделать оценку такого способа структурирования учебного материала как возможно более эффективного в смысле организации взаимодействия между лектором и слушателями, между обучаемым и электронным пособием и обладающего дидактическим потенциалом, значимость которого предстоит исследовать.

Основной целью дипломного проекта является создание электронного учебника по специальному курсу «Компьютерное моделирование физических процессов» .

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. провести аналитическое исследование электронных учебных пособий и технологий в современном мире. Результаты исследования отразить в первом разделе дипломного проекта.

2. выбрать инструментальное средство разработки программного продукта.

3. систематизировать информацию по разделам специального курса.

4. разработка программного продукта с понятным интерфейсом.

Объект дипломного исследования — современные электронные учебные пособия, как метод повышения качества образовательного процесса.

Предмет исследования — процесс создания электронных учебных пособий и обучающих систем средствами визуальной среды программирования Delphi.

Методы исследования: изучение и анализ литературы, применение программы в практике.

Практическая значимость. Разработанный электронный учебник может применяться в качестве основного или дополнительного учебного материала преподавателями и обучающимися для подготовки или проведения занятий по дисциплине «Компьтерное моделирование физических процессов» .

Дипломный проект имеет традиционную структуру: введение, аналитический раздел, раздел проектирования, раздел охраны труда, заключение, список литературы.

1. Электронные учебные пособия, как современный метод обучения

1.1 Основные средства создания обучающих программ и формирование требований к учебнику

За последние десятилетия наблюдается существенное увеличение объемов и сложности учебных материалов, изучаемых в средней и высшей школах. При этом во многих учебных заведениях наблюдается недостаток высококвалифицированных преподавательских кадров.

Большие трудности часто возникают при оперативной подготовке, изготовлении и распространении учебных пособий различных видов. Указанные факторы негативно сказываются на качестве подготовки обучаемых.

В связи с этим большое внимание уделяется применению прогрессивных методик обучения, в том числе предполагающих использование вычислительной техники.

Разработка и применение интерактивных информационных обучающих систем в высшей школе это одна из составляющих компонент информатизации вуза.

Главная цель информатизации в вузе — это повышение качества подготовки специалистов посредством внедрения в учебный и научный процессы новых информационных технологий, средств мультимедиа и телекоммуникаций.

Проблема информатизации высшего образования состоит в том, что развитие и использование отдельных информационных технологий в вузе должно являться одним из составляющих частей поэтапного формирования и развития единой информационной среды высшего учебного заведения.

Учебный процесс специфицируется по видам занятий, специальностям и предметным областям или дисциплинам, в этой связи приоритетность разработки и внедрения информационных технологий и объектов учебного и учебно-методического назначения имеет первостепенное значение.

Информационные технологии (ИТ) в образовании играют все более существенное значение. Современный учебный процесс сложно представить без использования компьютерных учебников, задачников, тренажеров, лабораторных практикумов, справочников, энциклопедий, тестирующих и контролирующих систем и других компьютерных средств обучения (КСО). Последние составляют обширный класс средств, относящихся к образовательным ИТ.

Роль ИТ в системе образования соотносится с тремя уровнями их применения (рисунок 1.). На первом ИТ выступают в качестве инструментария для решения отдельных педагогических задач в рамках традиционных форм образования и методов обучения. КСО на данном уровне обеспечивают поддержку учебного процесса наравне с прочими (некомпьютерными) учебно-методическими средствами.

Рисунок 1. Уровни применения ИТ Место КСО и возлагаемые на них функции определяются сложившимися принципами организации обучения. Другими словами, КСО используются в пассивном качестве, т. е. не оказывают влияния на образовательную систему.

Активная роль ИТ проявляется на втором и третьем уровнях. Она обусловлена тем, что по сравнению с традиционными учебно-методическими средствами КСО обеспечивают новые возможности, а многие существующие функции реализуются с более высоким качеством.

Назовем основные преимущества КСО [2−5]:

1. создание условий для самостоятельной проработки учебного материала (самообразования), позволяющих обучаемому выбирать удобные для него место и время работы с КСО, а также темп учебного процесса;

2. более глубокая индивидуализация обучения и обеспечение условий для его вариативности (особенно в адаптивных КСО, способных настраиваться на текущий уровень подготовки обучаемого и области его интересов);

3. возможность работы с моделями изучаемых объектов и процессов (в том числе тех, с которыми сложно познакомиться на практике);

4. возможность представления и взаимодействия с виртуальными трехмерными образами изучаемых объектов;

5. возможность представления в мультимедийной форме уникальных информационных материалов (картин, рукописей, видеофрагментов, звукозаписей и др.);

6. возможность автоматизированного контроля и более объективное оценивание знаний и умений;

7. возможность автоматической генерации большого числа не повторяющихся заданий для контроля знаний и умений;

8. возможности поиска информации в КСО и более удобного доступа к ней (гипертекст, гипермедиа, закладки, автоматизированные указатели, поиск по ключевым словам, полнотекстовый поиск и др.);

9. создание условий для эффективной реализации прогрессивных психолого-педагогических методик (игровые и состязательные формы обучения, экспериментирование, «погружение» в виртуальную реальность и др.).

Перечисленные достоинства характеризуют КСО в дидактическом и функциональном отношениях. К технологическим преимуществам КСО относятся [6]:

1. повышение оперативности разработки;

2. более простое обновление и развитие;

3. легкое тиражирование;

4. более простое распространение (особенно при использовании Internet).

Программы, предназначенные для передачи обучаемому знаний и/или умений, получили название «Автоматизированные обучающие системы» (АОС). Интерес к разработке АОС наблюдается с конца 50-х — начала 60-х годов.

Развитие обучающих систем в настоящее время идет в направлении придания им свойства адаптации к целям и условиям обучения.

В течение почти ста лет психологи значительную часть своих научных усилий тратили на то, чтобы понять процесс научения. При этом исследовались, главным образом, факторы, влияющие на быстроту усвоения и утрату полученных знаний.

В результате этих усилий был установлен ряд надежных принципов, которые могут быть использованы для построения схем обучения.

Принципы обучения имеют прямое отношение к разработке автоматизированных обучающих систем. Рассмотрим кратко каждый из этих принципов [7]:

Обучение идет быстрее и усваивается глубже, если учащийся проявляет активный интерес к изучаемому предмету.

Обучение является более эффективным, если формы приобретения знаний и навыков таковы, что без труда могут быть перенесены в условия «реальной жизни», для чего они и предназначены. Обычно это означает, что учащемуся важнее научиться находить правильные ответы на вопросы, чем просто узнавать их.

Обучение идет быстрее, если учащийся «узнает результат» каждого своего ответа немедленно. Если ответ правилен, то учащийся должен тотчас получить подтверждение этого, если неправильный — он столь же быстро должен узнать об этом. Даже незначительная задержка резко тормозит обучение. В настоящее время наши учащиеся вынуждены часто подолгу ждать результатов своего ответа.

Обучение идет быстрее, если программа по предмету построена по принципу последовательного усложнения материала. Занятия следует начинать с самых простых заданий, для выполнения которых учащийся уже владеет необходимыми навыками и знаниями. Постоянно уровень сложности материала повышается. Это продолжается до тех пор, пока не будет достигнута желательная степень опытности и умения.

Знание результатов своей работы стимулируют выполнение очередного задания. Трудности, которые учащемуся необходимо преодолевать, должны возникать перед ним последовательно одна за другой, а успешное их преодоление развивает высокий уровень активности.

Поскольку обучение само по себе индивидуально, процесс обучения следует организовать так, чтобы каждый ученик мог проходить программу соответственно своим индивидуальным особенностям. По ряду причин одни усваивают материал быстрее других, поэтому обучение тех и других в одной группе затруднительно.

Решение многих из этих проблем возможно только с использованием обучающих программ. Лишь очень немногие из тех, кто работает в области создания таких программ, намереваются создать средство, предназначенное для замены учителя в классной аудитории.

Самое большое, на что можно реально рассчитывать, — это надеяться, что эти системы облегчат труд учителя, освободив его от функций которые учитель и так почти не может выполнить, а именно на протяжении всего курса предмета, на каждом этапе немедленно после усвоения материала контролировать результат. Тогда у учителя будет больше возможностей для выполнения задач, которые под силу только человеку-учителю и в выполнении которых никакая машина не может его заменить.

Для реализации большинства вышеизложенных принципов обучения в автоматизированной обучающей системе просто необходима четкая структуризация учебного материала.

Большинство же имеющихся на сегодняшний день систем разработки не обеспечивает возможности подробной структуризации учебного материала.

Во многих случаях разработчику автоматизированной обучающей системы требуется наглядно представить ее структуру не только в общем виде, с точностью в лучшем случае до целой темы, как это позволяет сделать большинство систем, но и более конкретно, с деталировкой до более мелких структур, таких как определения, теоремы, алгоритмы и др.

Это позволит разработчику увидеть возможные недоработки, неполноту материала, отсутствие каких-либо промежуточных элементов, необходимых для логической связи понятий. По данной структуре сразу можно будет увидеть базовые понятия, являющиеся основополагающими для данного учебника, знание которых необходимо перед началом процесса обучения. электронный учебный пособие интерфейс По такой структуре можно легко определить правильность последовательности подачи материала для обучаемого, проверить корректность введенных определений.

Наличие подобной структуры может послужить отправной точкой для построения интеллектуальной системы обучения, позволяющей в зависимости от уровня знаний пользователя указывать оптимальный путь обучения и контролировать усвоенные знания, выработать рекомендации по изменению плана учебного процесса.

Все это в целом позволит усовершенствовать цикл обучения и уменьшить временные затраты, необходимые на изучение.

Реализация вышеперечисленных возможностей послужила основанием для разработки системы формирования и обработки структуры электронного учебника.

Технология обучения является информационной, если она существенно опирается на компьютерные средства и методы приема, обработки, передачи и отображения учебной информации.

Эффекты компьютеризации практически совпадают с источниками интенсификации учебного процесса: оперативность обращения к обширным и легко обновляемым базам знаний и банкам данных в дружественном диалоге; возможность логических выводов; возможность имитаций, игр; индивидуализация и вместе с тем возможность коллективного обучения в локальных и глобальных сетях.

Эти и другие возможности информационных средств естественным образом активизируют процессы обучения на всех его этапах усвоения знаний.

Применение интерактивных информационных обучающих систем повышает динамику и содержательность учебных заданий, процесса их выполнения, а также самоконтроля, самооценки и оценки успешности обучения.

Компьютеризация и информационные технологии, будучи мощным дополнением мастерства преподавателя, являются вместе с тем новым источником и стимулом его самосовершенствования.

В настоящее время создано довольно большое количество автоматизированных обучающих систем и средств их создания. По виду представления учебного материала их можно разделить на три основных вида — в виде простого, мультимедийного или гипертекстового документов.

Системы на основе линейного текста Представление материала в виде обычных документов, то есть линейного текста, подразумевает наличие некоторого текстового материала, разбитого на темы и страницы, может быть, содержащего некоторые рисунки.

Ознакомление обучаемого с данным текстом идет в заранее определенной последовательности, которую он не может изменить. В лучшем случае подобная система предлагает вернуться на шаг назад или к начать обучение с самого начала.

Системы с подобной организацией данных обычно не предполагают каких-либо тестовых программ, а если таковые имеются, то все на что они способны, это вернуть обучаемого к предыдущей пройденной теме или выставить ему оценку за прочитанный материал. Именно прочитанный, а не изученный.

Как видно из вышеизложенного, системы подобного типа мало подходят для реализации сколько-нибудь серьезных задач обучения.

Мультимедийные обучающие системы Мультимедийные обучающие системы позволяют гармонично объединить лекцию с демонстрацией учебного материала, практикум в виде компьютерного имитатора, тестирующую систему и все дополнительные материалы в едином интерактивном компьютерном учебнике.

Мультимедийный учебник не просто разгружает преподавателя от каждодневных рутинных функций, но значительно повышает интерес обучаемых к предмету, ускоряет обучение и обеспечивает лучшее усвоение знаний.

Но мультимедийные системы обучения требуют соответствующей аппаратной поддержки, занимают большие объемы памяти, что несколько ограничивает область их применения.

Системы на основе гипертекста Третьей разновидностью обучающих систем являются гипертекстовые системы обучения.

Гипертекст как подход к управлению информацией отличается от других подходов (например, СУБД) тем, что основной вид деятельности пользователя при работе с ним состоит не столько в поиске нужной информации, сколько в ознакомлении с определенным предметом посредством просмотра ряда информационных фрагментов, связанных между собой по смыслу.

Ознакомление осуществляется в определенной последовательности, обусловленной целями пользователя.

Возможность варьирования последовательности ознакомления с содержанием гипертекста, в отличие от линейного текста, осуществляется за счет разбиения информации на фрагменты (темы) и установления между ними связей, как правило, позволяющих пользователю перейти от изучаемой в текущий момент темы к одной из нескольких связанных с ней тем.

Очевидно, что большей гибкостью в смысле удовлетворения различных целей пользователей обладает гипертекст с большим количеством связей между темами.

Рассмотрим некоторые средства создания гипертекстовых систем.

Справочная система ОС Windows

Один из подходов состоит в создании структуры данных на основе справочной системы Windows.

Этот подход имеет несколько очевидных плюсов, главный из которых — уже реализованная навигационная система, включающая в себя систему поиска по ключевым словам, автоматическое создание глоссария, возможность вывода документов на печать.

Файлы справочной системы могут содержать как форматированный текст, так и графику, и анимацию.

Однако создание таких файлов требует специального программного обеспечения, с помощью которого производится процесс компиляции, сами файлы справки не могут бать изменены «на лету» — для этого требуется компилятор.

Файлы справки не могут содержать программных элементов, справочная система не содержит какого-либо внутреннего языка для их создания. Но, взамен этого, существует средство, с помощью которого мы можем запускать исполняемые файлы, находящиеся на жестком диске локального компьютера.

Присутствует также некоторая разъединенность текстового материала и обучающих (или тестирующих) программ.

Самым же главным минусом использования справочной системы Windows является невозможность ее модификации, невозможность изменения интерфейса. Окно просмотра учебника является встроенным в операционную систему объектом и возможности внести изменения в его навигационный механизм не предоставлено.

Пакет ГиперМетод Система разработки Пакет ГиперМетод — инструмент для создания электронных каталогов, учебников и рекламных изданий на CD-дисках, систем помощи и публикаций в Internet, а также других мультимедиа приложений и электронных изданий.

ГиперМетод позволяет создавать красивые и сложные мультимедиа приложения, отвечающие самым современным стандартам, объединяя в одно целое звук, видео, рисунки, анимацию, текст и гипертекст.

С помощью этого пакета сделаны профессиональные мультимедиа продукты: образовательная энциклопедия «Русский музей. Живопись», справочник «Компьютерный софт», диск «Ваша собака», мультимедиа учебник «Социальная компетентность», а также множество других электронных изданий, каталогов продукции, информационных систем.

Стандартный вариант пакета содержит всего два модуля — Монтажный Стол, предназначенный для общего дизайна и просмотра приложения и программу просмотра, представляющую собой тот же монтажный стол без элементов редактирования.

Профессиональный вариант пакета дополнен следующими модулями [12]:

1. ассистент по связям — создает гипертекстовые связи автоматически по заданным разработчиком правилам;

2. ассистент по текстам — автоматически генерирует гипертексты из больших текстов;

3. ассистент по структуре — помогает проверять структуру разрабатываемого приложения;

4. ассистент по установке — автоматически создает дистрибутив мультимедиа CD ROM приложения.

Как видно из вышеизложенного, данный пакет более ориентирован на разработку мультимедиа-приложений, и не является специализированным средство для создания обучающих систем.

Хотя в нем присутствуют некоторые возможности, которые необходимы при разработке обучающих систем, например, возможность анализа структуры, автоматическое генерирование гипертекстов и связей, но отсутствие таких вещей, как возможность вставки тестирующих программ и анализ их результатов делают эту систему непригодной для разработки качественной обучающей системы.

Формулирование требований к учебному пособию Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить отсутствие или недостаточную развитость во всех рассмотренных системах некоторых средств, весьма важных и полезных для разработчиков и пользователей автоматизированной обучающей системы. Можно сформулировать список возможностей, которые должны быть в автоматизированной обучающей системе.

Для пользователей:

1. Организация обучения разного уровня — от начального знакомства до подробного усвоения материала.

2. Возможность предоставления материала исходя из цели обучения.

3. Компоновка материала по результатам тестовых проверок.

4. Для разработчиков:

5. Проверка корректности введенных определений.

6. Формирование списка неопределяемых понятий.

7. Построение для выделенных понятий (и для всего учебника) графа связи с определяющими понятиями — иерархический граф понятий.

В данном проекте реализована вторая часть этих возможностей, относящаяся к разработчикам обучающих систем. Но на основе данного проекта с некоторыми доработками можно реализовать и часть возможностей, относящуюся к пользователям.

1.2 Основные принципы разработки и проектирования электронных учебных пособий

В настоящее время в процесс обучения активно внедряются программные технологии на базе персональных ЭВМ, применяемые для передачи ученику учебного материала и контроля степени его усвоения.

При этом на рынке программного продукта за последнее десятилетие появилось большое количество обучающих систем, в том числе и автоматизированных (АОС), которые охватывают различные предметные области, и призваны решать задачи обучения на всех этапах жизни человека — от начальных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях.

Для эффективной разработки и использования компьютерных учебников (КУ) и компьютерных обучающих систем (КОС) нужно знать возможности и характеристики этих видов.

Во-первых, на практике разные виды КСО часто применяются в комплексе, что требует знания возможностей их взаимодействия и совместного использования.

Во-вторых, многие методические и технологические аспекты создания КУ и КОС являются общими для всего класса КСО. Изучать подобные вопросы лучше, имея в виду их инвариантный характер.

Компьютерное средство обучения (КСО) — это программное средство (программный комплекс) или программно-технический комплекс, предназначенный для решения определенных педагогических задач, имеющий предметное содержание и ориентированный на взаимодействие с обучаемым.

Приведенное определение фиксирует то, что КСО является средством, специально созданным для решения педагогических задач, т. е. использование в учебном процессе — его главное назначение.

Средства, применяемые при обучении, но имеющие другое основное назначение и не реализующие педагогические функции, не относятся к КСО.

Данное замечание представляется важным, так как широко распространена неверная точка зрения, объединяющая в класс КСО любые программные системы, используемые в учебном процессе.

Выделим следующие основные педагогические задачи, решаемые с помощью КСО (таблица 1):

1) начальное ознакомление с ПО, освоение ее базовых понятий и концепций;

2) базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности;

3) выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной ПО;

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

5) развитие способностей к определенным видам деятельности;

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

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

8) контроль и оценивание уровней знаний и умений.

Таблица 1.

Виды КСО и педагогические задачи

Вид КСО	Номера решаемых педагогических задач
Компьютерный учебник	1, 2, 8
Компьютерная .обучающая система	2, 8
Компьютерная система контроля знаний
Компьютерный задачник	3, 8
Компьютерный тренажер	3, 4, 5, 8
Компьютерный лабораторный практикум	5, 6
Компьютерный справочник
Мультимедийное учебное занятие	1, 2, 3
Компьютерный учебный курс	1, 2, 3, 8
Компьютерный восстановительный курс	3, 7, 8

Требование предметного содержания подразумевает, что КСО должен включать учебный материал по определенной ПО (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 КСО от вспомогательных средств, обеспечивающих техническую и методическую поддержку учебного процесса (электронные журналы успеваемости, мониторы для дистанционного контроля и консультирования и др.).

По мере развития технологии КСО создавались их новые разновидности, которые традиционно выделялись по следующим признакам.

Во-первых, КСО строились как электронные аналоги учебно-методических пособий на бумажных носителях. Этому основанию соответствуют автоматизированные учебники, задачники, справочники и т. п.

Во-вторых, в КСО воплощались функции технических, но не компьютерных учебных средств: физических тренажеров и лабораторных установок. Так появились более универсальные, компактные и менее дорогостоящие компьютерные тренажерные системы и лабораторные практикумы.

В-третьих, КСО соотносились с видами учебных занятий и мероприятий, на поддержку которых они ориентировались. Данная ориентация обусловила выделение мультимедийных лекций, автоматизированных контрольных работ, рубежных контролей и др.

Наконец, в-четвертых, КСО ассоциировались с решаемыми с их помощью педагогическими задачами. Последнему аспекту соответствуют автоматизированные восстановительные курсы, системы контроля знаний и т. п.

В зависимости от решаемых педагогических задач КСО подразделяются на четыре класса (рисунок 2) [16]

1. средства теоретической и технологической подготовки;

2. средства практической подготовки;

3. вспомогательные средства;

4. комплексные средства.

Рисунок 2 Классификация КСО Компьютерный учебник (КУ) — КСО для базовой подготовки по определенному курсу (дисциплине), содержание которого характеризуется относительной полнотой и представлено в форме учебника (книги).

Компьютерная обучающая система (КОС) — КСО для базовой подготовки по одному или нескольким разделам (темам) курса (дисциплины).

Компьютерная система контроля знаний (КСКЗ) — КСО для определения уровня знаний обучаемого (тестируемого) по данной дисциплине, курсу, разделу, теме или фрагменту ПО и его оценивания с учетом установленных квалификационных требований.

Компьютерный задачник (КЗ), или компьютерный практикум, — КСО для выработки умений и навыков решения типовых практических задач в данной ПО, а также развития связанных с ними способностей.

Компьютерный тренажер (КТ) — КСО для выработки умений и навыков определенной деятельности, а также развития связанных с ней способностей.

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

Компьютерный лабораторный практикум (КПП) — КСО для поддержки автоматизированных лабораторных работ, в рамках которых изучаемые объекты, процессы и среда деятельности исследуются с помощью экспериментов с их моделями.

Компьютерный справочник (КС) — КСО, содержащее справочную информационную базу по определенной дисциплине, курсу, теме или фрагменту ПО и обеспечивающее возможности ее использования в учебном процессе.

Мультимедийное учебное занятие (МУЗ) — КСО, основным содержанием которого является мультимедийная запись реального учебного занятия или мероприятия (лекции, семинара, демонстрации).

Компьютерный учебный курс (КУК) — КСО для подготовки по определенному курсу (дисциплине), в котором интегрированы функции или средства для решения основных задач теоретической, технологической и практической подготовки.

Компьютерный восстановительный курс (КВК) — КСО для восстановления знаний и умений в рамках определенного курса, в котором интегрированы функции или средства, поддерживающие разные этапы процесса повышения квалификации.

Разработка электронных учебных пособий является сегодня ведущим направлением деятельности системы образования, осваивающих дистанционное образование.

Между тем отсутствие теории таких данных учебных средств приводит к ряду серьезных недостатков. Так отсутствует дефиниция «электронный учебник», не разработаны принципы его создания и использования в учебном процессе.

Максимально эффективная реализация этих требований возможна путем создания дидактической системы, основанной на использовании в обучении компьютерных средств и технологий. К ним относятся электронная почта, телеконференции, электронные библиотеки, базы данных, электронные учебники, видео и аудиоматериалы и др.

Электронный учебник — это часть дидактической системы, включающей следующие компоненты [18]:

1. субъекты образовательного процесса

2. педагог — организатор образовательной среды, консультант, контролер;

3. обучаемый — конструктор собственного знания;

4. образовательная информация;

5. образовательные технологии;

6. информационные технологии.

Электронный учебник представляет собой совокупность образовательной информации и информационных технологий, при этом являясь одним из средств организации взаимодействия между субъектами образовательного процесса (педагог, обучаемый) на основе образовательных технологий.

Образовательная информация это те знания, которые необходимо передать обучаемому для того, чтобы он мог квалифицированно выполнять ту или иную деятельность.

В дисциплинарной модели обучения, присущей очной системе образования, интерпретатором знаний выступает преподаватель.

При дистанционной форме интерпретатором в большей мере является сам студент и поэтому к качеству образовательной информации и способам ее предъявления должны предъявляться повышенные требования.

Прежде всего, это относится к создаваемым электронным учебникам и учебным пособиям, а также информационным базам и банкам знаний, справочным и экспертным системам, используемым для целей обучения.

Опыт показывает, что представляемая в них информация должна иметь организацию и структуру, существенно отличающуюся от полиграфической. Это обусловлено как психофизиологическими особенностями восприятия информации с монитора, так и технологией доступа к ней.

В связи с вышеизложенным очевидно, что создание электронного учебника представляет собой сложную дидактическую задачу.

Современные компьютерные технологии предоставляют реальные возможности для ее решения, при этом должны соблюдаться следующие требования [17]

1. представление курса как совокупности разделов (тем);

2. модульность и свободный доступ к фрагментам содержания;

3. включение в модуль системы образовательных действий;

4. использование различных видов информации;

5. адаптация содержания учебного материала к особенностям обучаемых.

Разработка содержания образования предполагает учет индивидуальных образовательных особенностей разных категорий обучаемых.

Какая информация представляется, как, в какой последовательности, какие методики преподавания используются, как они строятся — все это должно определяться в зависимости от индивидуальных черт, характеризующих тот или иной процесс обучения.

Использование возможностей, представляемых новыми информационными технологиями, ведет к преодолению многих принципиальных проблем развития содержания образования, связанных с резким ростом объема преподаваемого материала, его обновлением, трудностями подготовки образовательных текстов и развитием образовательной среды.

Новый технологический уровень развития содержания образования обеспечивает новое качество обучения.

Образовательные технологии — это комплекс дидактических методов и приемов, используемых для передачи образовательной информации от ее источника к потребителю и зависящих от форм ее представления.

Среди образовательных технологий, использующих компьютеры в качестве дидактических средств, наибольшее признание среди специалистов получили метод информационного ресурса, ассоциативный метод обучения, метод компьютерного моделирования.

Согласно методу информационного ресурса обучение выступает главным образом как процесс ориентации в море самой разнородной информации — текстовой, графической, звуковой, видео — с целью извлечения именно той информации, которая необходима конкретному обучаемому и удовлетворяет его образовательные потребности.

Развитие таких компьютерных технологий как гипертекст, гипермедиа, мультимедиа и другое позволяет формировать метод, основанный на анализе информационных ресурсов.

Разработанный комплекс электронных учебно-методических материалов «Физика: компьютерное моделирование» включает в себя учебный текст, задания для компьютерного моделирования, экспериментальные задания и рассчитан на работу в контексте этого метода.

В основе ассоциативного метода обучения лежит обогащение обучающей среды на базе гипертехнологий и предоставление обучаемым возможности изучать материал не в каком-то иерархическом или вообще предопределенном порядке, а свободно руководствуясь ассоциациями, какими-либо предпочтениями.

Предполагается множество ракурсов, аспектов и позиций освоения материала.

В соответствии с ассоциативным методом обучения преподаватель структурирует и организует учебную среду, а пути и последовательности работы в ней определяются самим обучающимся.

При обучении посредством этого метода специфична роль преподавателя, она проявляется не в выборе того или иного пути преподавания материала, а в способе структурирования и организации знаний.

Учебный текст представляет собой сжатую лекционную информацию.

Раздел «Моделирование» содержит 8 лабораторных заданий с примерами моделирования различных физических процессов.

В разделе «Эксперименты» приведены 18 примеров экспериментов по данной тематике.

Таким образом, все формы предъявления учебной информации находятся во взаимосвязи и позволяют учащемуся пользоваться той, которая в наибольшей степени отвечает его особенностям.

Среди методов образования, развитых на базе новых информационных технологий, значительную образовательную ценность по общему признанию специалистов имеет метод компьютерного моделирования.

Вышеперечисленные методы позволяют достаточно полно реализовать одно из основных требований современной дидактики, заключающееся в максимальной активизации обучаемого.

Подводя итог, следует сказать, что электронные учебники представляют собой средство обучения в педагогической системе дистанционного образования, которая включает в себя элементы, присущие любой дидактической системе.

В настоящее время электронные учебники являются дополнительным средством при организации учебного процесса в рамках традиционной образовательной системы.

Однако с течением времени их функции будут специализироваться в связи с развитием методов собственно дистанционного образования, что приведет к освоению новых технологий в процессе их создания.

Развитее системы образования [18, 19]:

1. плюралистический подход к концептуальному обоснованию социальной значимости высшего образования;

2. создание интернациональных образовательных структур. Процесс интернационализации образования затрагивает содержание образования, методику обучения и организационные формы образовательного процесса;

3. образование становится инструментом взаимопроникновения не только знаний и технологий различных стран, но и капитала, инструментом борьбы за рынок, решения геополитических задач;

4. рост роли образования как средства достижения социальной значимости личности, успешности в профессиональной сфере, участия в деятельности властных структур;

5. поиск нетрадиционных форм образования, основные характеристики которых — гибкость и индивидуализация. Под гибкостью понимаются такие организационные формы, которые позволяют студенту обучаться в режиме и темпе, удобном для него; под индивидуализацией — разработку содержания образования и методики обучения, соответствующих индивидуальным психолого-педагогическим потребностям каждого студента;

6. приобретение образованием качества непрерывности.

Организация учебной деятельности по следующим направлениям:

1. проверка усвоения теоретического материала путем тестирования учащихся

2. проверка уровня мотивированности студентов к учебной деятельности и рефлексивных способностей студентов

3. формирование виртуальных команд

4. проверка уровня творческих способностей и профессионализма студентов.

2. Проектирование электронного учебника

2.1 Выбор программного инструментария

Для написания данной дипломной работы использовался язык объектно-ориентированного программирования DELPHI.

Программирование в Delphi строится на тесном взаимодействии двух процессов: процесса конструирования визуального проявления программы и процесса написания кода, придающего элементам этого окна и программе в целом необходимую функциональность.

Для написания кода используется окно кода, для конструирования программы — остальные окна Delphi, и прежде всего — окно формы.

Среди большого разнообразия продуктов для разработки приложений Delphi занимает одно из ведущих мест. Delphi отдают предпочтение разработчики с разным стажем, привычками, профессиональными интересами.

С помощью Delphi написано колоссальное количество приложений, десятки фирм и тысячи программистов-одиночек разрабатывают для Delphi дополнительные компоненты.

В основе такой общепризнанной популярности лежит тот факт, что Delphi, как никакая другая система программирования, удовлетворяет изложенным выше требованиям.

Действительно, приложения с помощью Delphi разрабатываются быстро, причем взаимодействие разработчика с интерактивной средой Delphi не вызывает внутреннего отторжения, а наоборот, оставляет ощущение комфорта.

Delphi-приложения эффективны, если разработчик соблюдает определенные правила (и часто — если не соблюдает). Эти приложения надежны и при эксплуатации обладают предсказуемым поведением.

Пакет Delphi — продолжение линии компиляторов языка Pascal корпорации Borland. Pascal как язык очень прост, а строгий контроль типов данных способствует раннему обнаружению ошибок и позволяет быстро создавать надежные и эффективные программы. Корпорация Borland постоянно обогащала язык.

Когда-то в версию 4.0 были включены средства раздельной трансляции, позже, начиная с версии 5.5, появились объекты, а в состав шестой версии пакета вошла полноценная библиотека классов Turbo Vision, реализующая оконную систему в текстовом режиме работы видеоадаптера. Это был один из первых продуктов, содержавших интегрированную среду разработки программ.

В классе инструментальных средств для начинающих программистов продуктам компании Borland пришлось конкурировать со средой Visual Basic корпорации Microsoft, где вопросы интеграции и удобства работы были решены лучше.

В начале 70-х годов Н. Вирт опубликовал сообщение о Pascal, это был компактный, с небольшим количеством основных понятий и зарезервированных слов язык программирования, нацеленный на обучение студентов.

Язык, на котором предстоит работать пользователю Delphi, отличается от исходного не только наличием множества новых понятий и конструкций, но и идейно: в нем вместо минимизации числа понятий и использования самых простых конструкций (что, безусловно, хорошо для обучения, но не всегда оправдано в практической работе), предпочтение отдается удобству работы профессионального пользователя.

Как язык Turbo Pascal естественно сравнивать с его ближайшими конкурентами — многочисленными вариациями на тему языка Basic (в первую очередь с Visual Basic корпорации Microsoft) и с C++. Cчитается, что Turbo Pascal существенно превосходит Basic за счет полноценного объектного подхода, включающего в себя развитые механизмы инкапсуляции, наследование и полиморфизм.

Последняя версия языка, применяемая в Delphi, по своим возможностям приближается к C++. Из основных механизмов, присущих C++, отсутствует только множественное наследование. (Впрочем, этим красивым и мощным механизмом порождения новых классов пользуется лишь небольшая часть программистов, пишущих на С++).

Плюсы применения языка Pascal очевидны: с одной стороны, в отличие от Visual Basic, основанного на интерпретации промежуточного кода, для него имеется компилятор, генерирующий машинный код, что позволяет получать значительно более быстрые программы. С другой — в отличие от C++ синтаксис языка Pascal способствует построению очень быстрых компиляторов.

Среда программирования напоминает пакет Visual Basic. В вашем распоряжении несколько отдельных окон: меню и инструментальные панели, Object Inspector (в котором можно видеть свойства объекта и связанные с ним события), окна визуального построителя интерфейсов (Visual User Interface Builder), Object Browser (позволяющее изучать иерархию классов и просматривать списки их полей, методов и свойств), окна управления проектом (Project Manager) и редактора.

В смысле проектирования Delphi мало чем отличается от проектирования в интерпретирующей среде, однако после выполнения компиляции мы получаем код, который исполняется в 10−20 раз быстрее, чем тоже самое, сделанное при помощи интерпретатора.

Кроме того, компилятор компилятору рознь, в Delphi компиляция производится непосредственно в родной машинный код, в то время как существуют компиляторы, превращающие программу в так называемый p-код, который затем интерпретируется виртуальной p-машиной. Это не может не сказаться на фактическом быстродействии готового приложения.

По всей вероятности, такая высокая скорость объясняется в первую очередь отказом от демонстрации в процессе работы числа скомпилированных строк.

Следует отметить также, что благодаря опции оптимизации сегментов удается существенно сократить размер выполняемого файла. Можно запустить компилятор в режиме проверки синтаксиса. При этом наиболее длительная операция компоновки и изготовления исполняемого файла выполняться не будет.

Вероятно, то обстоятельство, что Delphi позиционируется как средство создания приложений, взаимодействующих с базами данных, и ориентировано преимущественно на рынок инструментальных средств клиент/сервер, где до настоящего момента доминируют интерпретируемые языки, позволило его авторам не задумываться над созданием оптимизирующего компилятора, способного использовать все достоинства архитектур современных процессоров.

Мощный объектно-ориентированный язык. Совместимость с программами, созданными ранее средствами Borland Pascal, сохраняется, несмотря на то, что в язык внесены существенные изменения. Необходимость в некоторых усовершенствованиях давно ощущалась.

Самое заметное из них — аппарат исключительных ситуаций, подобный тому, что имеется в C++, был первым реализован в компиляторах корпорации Borland. Не секрет, что при написании объектно-ориентированных программ, активно работающих с динамической памятью и другими ресурсами, немалую трудность представляет аккуратное освобождение этих ресурсов в случае возникновения нештатных ситуаций.

Особенно это актуально для среды Windows, где число видов ресурсов довольно велико, а неряшливая работа с ними может быстро привести к зависанию всей системы. Предусмотренный в Delphi аппарат исключений максимально упрощает кодирование обработки нештатных ситуаций и освобождения ресурсов.

Библиотека визуальных компонент [25]

Компоненты, используемые при разработке в Delphi 7, встроены в среду разработки приложений и представляют из себя набор типов объектов, используемых в качестве фундамента при строительстве приложения.

Этот костяк называется Visual Component Library. В ней есть такие стандартные элементы управления, как строки редактирования, статические элементы управления, строки редактирования со списками, списки объектов.

Еще имеются такие компоненты, которые ранее были доступны только в библиотеках третьих фирм: табличные элементы управления, закладки, многостраничные записные книжки. Все объекты разбиты на страницы по своей функциональности и представленный в палитре компонент. VCL содержит специальный объект, предоставляющий интерфейс графических устройств Windows, и позволяющий разработчикам рисовать, не заботясь об обычных для программирования в среде Windows деталях.

Ключевой особенностью Delphi 7является возможность не только использовать визуальные компоненты для строительства приложений, но и создание новых компонент.

Такая возможность позволяет разработчикам не переходить в другую среду разработки, а наоборот, встраивать новые инструменты в существующую среду. Кроме того, можно улучшить или полностью заменить существующие по умолчанию в Delphi 7 компоненты.

Рассмотрим некоторые из объектов [26−28].

MainMenu позволяет поместить главное меню в программу. При помещении MainMenu на форму это выглядит, как просто иконка. Иконки данного типа называют невизуальным компонентом, поскольку они невидимы во время выполнения программы.

Label служит для отображения текста на экране. Можно изменить шрифт и цвет метки, если дважды щелкнуть на свойство Font в Инспекторе Объектов. Это легко сделать и во время выполнения программы, написав всего одну строчку кода.

Edit — стандартный управляющий элемент Windows для ввода. Он может быть использован для отображения короткого фрагмента текста и позволяет пользователю вводить текст во время выполнения программы.

Button позволяет выполнить какие-либо действия при нажатии кнопки во время выполнения программы. В Visual Basic все делается очень просто. Поместив Button на форму, по двойному щелчку можно создать заготовку обработчика события нажатия кнопки.

CheckBox отображает строку текста с маленьким окошком рядом. В окошке можно поставить отметку, которая означает, что что-то выбрано.

OptionButton позволяет выбрать только одну опцию из нескольких.

ComboBox во многом напоминает ListBox, за исключением того, что позволяет водить информацию в маленьком поле ввода сверху ListBox. Есть несколько типов ComboBox, но наиболее популярен спадающий вниз (drop-down combo box), который можно видеть внизу окна диалога выбора файла.

ScrollBar1 — полоса прокрутки, появляется автоматически в объектах редактирования, ListBox’ах при необходимости прокрутки текста для просмотра.

StatusBar — Строка состояния.

Iameg — картинка или рисунок.

2.2 Язык гипертекстовой разметки HTML

Для создания электронных обучающих программ чаще всего используется язык гипертекстовой разметки документов (HTML).

Данный выбор обусловлен тем, что наряду с простотой создания данного вида документов, язык гипертекстовой разметки обладает колоссальными возможностями, такими, как вывод форматированного текста, использование графических объектов практически всех известных форматов, использование фонового рисунка, вставка таких объектов, как фоновый звук, видео и т. д.

Кроме этого, HTML позволяет легко организовывать ссылки на другие объекты или фрагменты текста самого документа.

Большим преимуществом HTML является то, что большинство современных инструментальных средств (такие, как, текстовые и графические редакторы, языки визуального программирования, Internet Explorer…) поддерживают работу и сохранение документов в HTML формате.

Поэтому зачастую именно HTML используется для создания подобных программных продуктов. Однако создание различного вида демонстрационных примеров, процедур тестирования и опроса, на мой взгляд, делается все же проще с помощью языков визуального программирования.

Поэтому в настоящей дипломной работе рассматриваются вопросы интеграции различных инструментальных средств, для создания обучающих, тестирующих программ и электронных учебников.

Тем не менее, использование HTML документов во многом облегчает написание теоретической части программы и делает ее более живой. Давайте рассмотрим несколько вопросов, связанных с созданием HTML документов. Можно работать на Web без знания языка HTML, так как тексты HTML могут создаваться различными специальными редакторами и конвертерами.

Однако лучше писать непосредственно на HTML или, по крайней мере, изредка контролировать и модифицировать код HTML. Писать непосредственно на HTML нетрудно. Возможно, это даже легче, чем изучать HTML-редактор или конвертер, которые часто ограничены в своих возможностях, содержат ошибки или производят плохой HTML код, который не работает на различных платформах.

Первая версия HTML была разработана в начале 90-х годов Тимом Бенерс-Ли для популярного в прошлом броузера Mosaic. Но в те времена ни для броузера, ни для самого языка еще не нашлось достойного применения. В 1993 году появился HTML+, и эта версия также осталась практически незамеченной. Начало широкому использованию гипертекста дала версия 2.0, которая появилась в июне 1994 года.

Это был момент начала роста популярности WWW по всему миру. Элементы, включенные в версию 2, в большинстве своем используются и по сей день.

В версии 3.0 HTML, которая появилась год спустя, была реализована возможность прорисовки математических символов (знаков интеграла, бесконечности, дроби, скобок и т. д.) при помощи элементов языка. Под эту версию разрабатывались и броузеры (Arena). Но этот проект оказался тупиковым и не получил дальнейшего распространения.

В 1996 году появился HTML версии 3.2. Это было новаторское решение, достаточно упомянуть, что в спецификацию языка были введены фреймы, которые стали теперь весьма популярными у разработчиков Web-страниц.

Даже сейчас на основе этой спецификации можно реализовывать очень неплохие дизайнерские решения. Практически все современные броузеры стопроцентно поддерживают версию 3.2, поэтому у авторов не возникают сомнения по поводу работоспособности заявленных элементов.

Наряду с официальными спецификациями языка, которые разрабатывались организацией W3C (W3 Консорциум), компании-производители броузеров создавали собственные элементы (расширения).

Впоследствии некоторые из этих элементов, после получения всеобщего признания, включались в спецификацию следующей версии языка. Интересно, например, что новаторское решение — фреймы, — которое так полюбилось многим разработчикам, не было включено спецификацию 3.2.

Но броузеры поддерживали фреймы, и многие книги, посвященные HTML, содержали описания фреймов без упоминания о том, что это нестандартные элементы. И это было правильно, потому что фреймы стали стандарте де-факто. В версию языка 4 они уже были включены на полном основании.

И наоборот, элементы APPLET и SCRIPT, необходимые для расширения HTML другbми программными кодами, в версии 3.2 не сыграли той роли, которую были призваны сыграть.

Это объяснялось тем, что броузеры различных версий по-разному интерпретировали программы на языках Java, JavaScript, Visual Basic VBScript. В результате не удавалось получить достаточно надежно работающий код, и данные языки использовались любителями HTML в основном для экспериментов.

Официальная спецификация HTML 4 (Dynamic HTML) появилась в 1997 году. В это время уже было очевидно, что дальнейшее развитие гипертекста будет осуществляться за счет скрипт-программирования. Это оказалось намного более эффективным, чем вводить в язык все новые элементы.

Появившиеся в то время броузеры (Netscape Navigator 4, Microsoft Internet Explorer 4 и др.) уже достаточно надежно интерпретировали программный код (был достигнут определенный уровень стандартизации). Однако проблемы у разработчиков еще остались. В качестве примера можно отметить, что многие скрипты начинаются с определения версии броузера, чтобы потом использовать тот или иной фрагмент кода.

Очевидно, что на программиста ложится обязанность тестирования страниц на всех популярных в настоящее время броузерах. Кроме того, актуальной остается проблема использования старых или не очень популярных программ. Лидерами «броузеростроения» по праву считаются компании Microsoft и Netscape, но ведь существуют еще и другие фирмы.

В результате использование всех возможностей Dynamic HTML стало yдeлoм программистов достаточно крупных организаций, где есть условия для разработки сложных программ и всестороннего их тестирования. Создателям личных Web-страниц подчас приходится искать компромисс между надежностью и новаторством, чтобы получить достаточно грамотный HTML-код.

Анатомия Web-страницы Ниже показана заготовка типичного Web-документа. На этом примере мы рассмотрим структуру HTML-страниц.

Пример (шаблон) Web-страницы

<�Т1Т1Е>Структура Web-страницы

Если рассмотреть исходные тексты различных Web-страниц, то можно легко увидеть схожесть их структур. Это объясняется тем, что документы создаются по определенным правилам.

В основу синтаксиса языка HTML лег стандарт ISO 8879:1986 «Information processing. Text and office systems. Standard Generalized Markup Language (SGML)». Правда, существует большое различие между стандартом официальным и стандартом фактическим. HTML постоянно развивается, дополняется новыми элементами, и изучать его надо не по официальным первоисточникам, а на практике, обращаясь к последним разработкам ведущих фирм и специалистов.

Чтобы понять структуру Web-страницы, необходимо рассмотреть вес элементы, входящие в приведенный выше листинг. При рассмотрении элементов языка будем приводить оба тега: начальный и конечный.

Например:. Этим можно подчеркнуть, что в большинстве случаев разработчик должен использовать два тега для каждого элемента. Число случаев, когда допустим только начальный тег (часть элементов не имеют конечного вообще), невелико, и они специально оговариваются. Для имен тегов можно использовать как прописные, так и строчные буквы латинского алфавита.

Некоторые пользователи записывают начальные теги прописными буквами, а конечные теги — строчными. Это помогает разобраться в исходном тексте Web-страницы.

Синтаксис HTML.

Обозначение документа на языке HTML. Выше было упомянуто о том, что одним из принципов языка является многоуровневое вложение элементов. Данный элемент является самым внешним, так как между его начальным и конечным тегам должна находиться вся Web-страница.

В принципе, этот элемент можно рассматривать как формальность. Он имеет атрибуты version, lang и d i r, которыми в данном случае редко кто пользуется, и допускает вложение элементов HEAD, BODY, FRAMESET и других, определяющих общую структуру Web-страницы. Естественно что конечным тегом

заканчиваются все подобные документы.

Область заголовка Web-страницы. Иными словами, ее первая часть. Так же, как предыдущий элемент, HEAD служит только для формирования общей структуры документа. Этот элемент может иметь атрибуты lang и d i r, должен включать элемент TITLE и допускает вложение элементов BASE, МЕТА, LINK, OBJECT, SCRIPT, STYLE.

Элемент для размещения заголовка Web-страницы. Строка текста, расположенная внутри этого элемента, отображается не в документе, а в заголовке окна броузера. Эта строка часто используется при организации поиска в WWW. Поэтому авторы, создающие Web-страницы для размещения в Сети, должны позаботиться о том, чтобы эта строка, не будучи слишком длинной, достаточно точно отражала назначение документа.

Описание стиля некоторых элементов Web-страницы. В файле Strukt. htm назначены шрифты для элементов Н2 и CODE.

Естественно, что для каждого элемента существует стилевое оформление по умолчанию, поэтому употребление элемента STYLE не обязательно, но желательно.

Интересно, как синтаксис HTML отражает историю развития вычислительной техники. Например, старый, теперь уже не работающий элемент BLINK напоминает нам о тех временах, когда люди использовали дисплеи, которые имели только текстовый режим. При таком положении вещей мигание текста (blink) было, наверное, единственным достижимым визуальным эффектом.

В противоположность этому, элемент STYLE, введенный сравнительно недавно, вызывает ассоциации с программами для Windows, так как в них впервые появилось стилевое оформление текста, которое теперь невероятно популярно, и без него уже немыслима работа в таких приложениях, как Word или Excel.

<�МЕТА>

Этот элемент содержит служебную информацию, которая не отражается при просмотре Web-страницы. Внутри него нет текста в обычном понимании, поэтому нет и конечного тега. Каждый элемент МЕТА содержит два основных атрибута, первый из которых определяет тип данных, а второй — содержание.

Кроме этого, элемент МЕТА может содержать URL. Шаблон соответствующего атрибута таков:

URL="http://адрес"

Этот элемент заключает в себе гипертекст, который определяет собственно Web страницу. Это та произвольная часть документа, которую разрабатывает авто страницы и которая отображается броузером. Соответственно, конечный тег этого элемента надо искать в конце HTML-файла. Внутри элемента BODY можно использовать все элементы, предназначенные для дизайна Web-страницы. Внутри начального тега элемента BODY можно расположить ряд атрибутов, обеспечивающих установки для всей страницы целиком. Рассмотрим их по порядку.

Один из самых полезных для дизайна — атрибут, определяющий фон страницы. Его появление можно уподобить маленькой революции в WWW, так как одинаково серые Web-страницы вдруг расцвели яркими цветными узорами:

background="Путь к файлу фона"

Более простое оформление фона сводится к заданию его цвета:

bgcolor="#ff/?GGSS"

Цвет фона задается тремя двуразрядными шестнадцатеричными числами, которые определяют интенсивность красного, зеленого и синего цветов соответственно. Более подробно о задании цветов будет рассказано ниже. Оба приведенных выше атрибута не являются альтернативными и часто используются совместно: если по каким-либо причинам не может быть найден рисунок фона, используется цвет.

Поскольку фон страницы может изменяться, необходимо иметь возможность подбирать соответствующий цвет текста. Для этого имеется следующий атрибут

text="#/?/?GGB5″

Для задания цвета текста гиперссылок используется следующий атрибут:

Точно так же можно задать цвет для просмотренных гиперссылок:

vlink="#/?/?GGflS"

Можно также указать изменение цвета для последней выбранной пользователем гиперссылки:

Гипертекст, расположенный внутри элемента BODY, может иметь произвольную структуру. Ее определяют, в первую очередь, назначение Web-страницы и фантазия разработчика.

Элемент заголовка. Существует шесть уровней заголовков, которые обозначаются Н1… Н6. Заголовок уровня 1 самый крупный, а уровень 6 обеспечивает самый маленький заголовок. Для заголовков можно использовать атрибут, задающий выравнивание влево, по центру или вправо:

align="left"

align="center"

align="right"

---

Горизонтальная линия (horizontal rule) — очень часто используемый элемент. Во-первых, потому что с его помощью очень удобно делить страницу на части. Во-вторых, потому что выбор подобных элементов оформления у автора страницы очень небольшой. Действительно, в HTML практически отсутствуют похожие конструкции, только для горизонтальной линии почему-то было сделано исключение. Правда, несмотря на некоторую скупость языка в этой области, можно придумать немало стандартных графических образов, которые разнообразили бы вид страниц.

Элемент не имеет конечного тега, но допускает ряд атрибутов для выравнивания влево, по центру, вправо, по ширине:

align="left"

align="center"

align="right"

align="justify"

Можно задавать толщину линии:

51ге=толщина в пикселах Можно управлять длиной линии:

fiitifn-длина в пикселах

width=/^twa в процентам/ч Можно выбрать цвет:

со1ог="цвет"

HTML-документ может быть очень большим, и в этом случае пользователю должна быть предоставлена возможность быстрого перемещения к нужному раздел документа. Для этого можно использовать механизм гиперссылок. Необходим также в нужных местах текста расставить соответствующие метки. Здесь мы рассмотрим только шаблон для создания меток:

<�А name=" метка «>Произвольный текст</а>

В этом случае данной строке документа присваивается имя, и, следовательно, другой части документа или даже на другом документе может быть создана гиперссылка, приводящая в эту точку. Например, для перехода внутри документа можно использовать следующую конструкцию:

<�Р>Переход к <�А href=" Пметка «>метке</а></р>

Несколько подобных строк могут образовать своеобразное оглавление Web-страницы, которое можно разместить в начале и в конце документа.

Элемент для задания базового адреса (URL) для ссылок. Это позволяет опускать начальную часть адреса в ссылках документа. Для использования этого элемента необходимо использовать следующую конструкцию:

Фрагмент адреса путъ // не является обязательным.

При формировании полного адреса он будет отброшен.

Так, если в тексте документа встретится относительная ссылка

<�А \ref =" путь2/имя документа, htm' '> Видимый текст ссылки</а>,

то она будет соответствовать URL

В том случае, когда надо задать базовый адрес для локального диска (например.D:), должна быть использована такая конструкция:

Тогда при указании относительной ссылки можно будет задавать не только имя файла, но и имена папок, в которых он находится. Иными словами, путь к файлам может быть разбит на две части: абсолютную и относительную. Это полезно в том случае, когда для файлов, указанных в документе, есть общий начальный фрагмент пути. В выражении абсолютной ссылки можно также опустить указание на схему доступа (file: //). В этом случае будет учитываться только левая часть абсолютной ссылки до первого левого символа «», то есть имя локального диска.

Правила синтаксиса Теперь, когда мы знаем, как выглядит код Web-страницы, можно сделать некоторые обобщающие выводы относительно синтаксиса HTML. При использовании каждого элемента важно знать, какие элементы могут располагаться внутри него и внутри каких элементов может находиться он сам.

Так, взаимное расположение элементов HTML, HEAD, TITLE и BODY должно быть стандартным на любой странице, правда, в тех случаях, когда не используются фреймы. Если же страница представляет собой документ планировки фреймов, то вместо элемента BODY используется элемент FRAMESET.

Существуют группы элементов, которые используются совместно. К ним относятся элементы для создания таблиц, списков, фреймов.

В этом случае порядок вложения элементов определяется логикой создания того или иного объекта на странице: тут надо помнить несложные правила конструирования.

Таблицы и фреймы часто используются для того, чтобы разместить детали страницы (рисунки, текст и т. д.) в определенном порядке.

Например, располагая рисунок внутри ячейки таблицы, можно добиться определенного его положения.

В таких случаях вложенность элементов определяется разработчиком Web-страницы, и многое зависит от его фантазии и умения.

Большое количество элементов, которые используются для форматирования текста, допускают самые разнообразные варианты вложения. И сами они обязательно должны располагаться внутри определенных элементов.

Здесь надо руководствоваться здравым смыслом: каждый элемент выполняет заданную функцию и имеет определенную область действия.

В приведенном ниже примере есть два абзаца (первый в зеленой рамке) и таблица:

<�Р style="border: Зрх solid дгееп" >Текст абзаца 1</р>

...

<�Р> Текст абзаца 2</р>

Таблица в данном случае — независимый элемент. Ее можно, например, выравнивать независимо от остального текста.

Можно использовать другой код:

<�Р style="border: Зрх solid дгееп" >Текст абзаца 1

...

<�Р> Текст абзаца 2</р>

Исчез конечный тег первого абзаца. Теперь таблица является частью первого абзаца, и зеленая рамка будет охватывать таблицу и текст. И наоборот, элемент Р может находиться внутри таблицы: например, один элемент ячейки TD может содержать несколько абзацев Р.

Нарушение правил вложения — одна из наиболее распространенных ошибок при создании Web-страниц. Чтобы избежать таких ошибок, надо пользоваться редакторами гипертекста, которые автоматически контролируют выполнение правил синтаксиса. Ниже приведена строка, содержащая типичную ошибку вложенных элементов:

<�Н1>Заголовок 1 <�Н2> Заголовок 2 Заголовок 3

Надо заметить, что броузеры построены таким образом, что они «стараются» реагировать на ошибки разметки гипертекста. Если страница может быть отображена, то она выводится на экран без каких-либо предупреждающих сообщений.

Программа интерпретирует ошибочно расставленные теги определенным образом и формирует изображение, следуя логике, заложенной в нее разработчиками. При этом вид страницы может и не соответствовать замыслу автора. И только в случае очень серьезных ошибок или явных противоречий броузер выводит сообщение с невозможности отобразить страницу.

Косвенным признаком ошибки разметок может служить появление на странице фрагментов кода HTML. Пользователи много работающие с Интернетом, наверняка сталкивались с такой ситуацией.

Правила синтаксиса распространяются и на использование стартового и конечного тегов, атрибутов и содержимого элемента. Не путайте понятия «элемент» v. «тег». Элемент — это контейнер, содержащий атрибуты внутри стартового тега к полезную информацию между стартовым и конечным тегами. Тег — это конструкция, заключенная в угловые скобки и используемая для обозначения области действия элемента.

Некоторые элементы не имеют конечного тега. Очевидно, что элементу BR, обозначающему конец строки, не нужен конечный тег. Некоторые элементы могут использоваться с конечным тегом или без него. Самым ярким примером служит элемент абзаца Р.

Он может иметь конечный тег, но если этот тег не задан, то признаком окончания действия элемента служит следующий элемент, который может логически определить конец текущего абзаца: другой элемент Р, элемент рисунка IMG, элемент списка UL, элемент таблицы TABLE и т. д.

Таким образом, полезная информация одного элемента должна находиться или между начальным и конечным тегами данного элемента, или между начальным тегом данного и начальным тегом следующего элемента.

Любой произвольный текст, введенный на страницу, воспринимается браузером как подлежащий выводу на экран и, следовательно, форматированию в соответствии с окружающими этот текст элементами. При этом не учитывается разбиение текста на строки, полученное в текстовом редакторе. Теоретически, всю Web-страницу можно уместить в одной длинной строке. Символы конца строки, введенные, например, в Блокноте, могут помочь чтению кода HTML, но не отображаются браузером.

Последний, при выводе страницы на экран, может оборвать строку в соответствии с расстановкой элементов Hn, P или BR, а в остальных случаях он форматирует абзацы произвольно, в зависимости от объема текста, размера шрифта и текущего размера окна.

Поэтому Web-страницы надо компоновать таким способом, чтобы их вид кардинально не изменялся для разных режимов разрешения монитора, размера экрана, размера окна броузера, а также для полноэкранного или оконного режимов.

Очень важным правилом, которое не имеет исключений, является размещение атрибутов элемента внутри начального тега.

2.3 Описание программных модулей

В программе используются следующие модули:

Модуль Unit1 — основной модуль программы, он представлен пользователю в виде окна, разделенного на две части. В одной из них расположены названия тем, в другой — осуществляется переход по темам учебника.

Модуль Unit2 служит для внесения в него размера отображаемого текста.

2.4 Реализация приложения

При появлений страницы выполняется следующая процедура:

procedure TForm1. sTabSheet1Show (Sender: TObject);

begin

WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория123. jpg');

end;

Данная процедура загружает в браузер заставку. Данная процедура выполняется при переходе на следующую страницу.

При выборе раздела выполняется следующий код:

procedure TForm1. sTreeView2Change (Sender: TObject; Node: TTreeNode);

begin

case sTreeView2.Selected.AbsoluteIndex of

0:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория1. htm');

1:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория2. htm');

2:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория3. htm');

3:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория4. htm');

4:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория5. htm');

5:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория6. htm');

6:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеория7. htm');

end;

end;

Данная процедура выполняет загрузку теоретического материала в окно WebBrowser. При выборе темы в левой части окна, в правой появляется полный текст.

procedure TForm1. sTreeView3Change (Sender: TObject; Node: TTreeNode);

begin

case sTreeView3.Selected.AbsoluteIndex of

0:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel1. htm');

1:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel2. htm');

2:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel3. htm');

3:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel4. htm');

4:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel5. htm');

5:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel6. htm');

6:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel7. htm');

7:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыmodel8. htm');

end;

end;

Данная процедура выполняет загрузку заданий по моделированию физиексих процессов в окно WebBrowser. При выборе темы в левой части окна, в правой появляется полный текст.

procedure TForm1. sTreeView4Change (Sender: TObject; Node: TTreeNode);

begin

case sTreeView4.Selected.AbsoluteIndex of

0:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment1. htm');

1:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment2. htm');

2:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment3. htm');

3:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment4. htm');

4:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment5. htm');

5:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment6. htm');

6:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment7. htm');

7:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment8. htm');

8:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment9. htm');

9:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment10. htm');

10:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment11. htm');

11:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment12. htm');

12:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment13. htm');

13:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment14. htm');

14:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment15. htm');

15:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment16. htm');

16:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment17. htm');

17:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыexperiment18. htm');

end;

end;

Данная процедура выполняет загрузку материала для проведения эксперимента в окно WebBrowser. При выборе темы в левой части окна, в правой появляется полный текст.

Главная форма имеет вид (рисунок 3):

Рисунок 3. Главная форма

Левая часть формы описана выше, перейдем к правой. На ней расположены пиктограммы и web-браузер. При выборе необходимого раздела в web-браузер загружается документ, соответствующий выбранному разделу, процедура загрузки показана выше.

При выборе кнопки Выход на любой странице выполняется следующая процедура:

procedure TForm1. sButton6Click (Sender: TObject);

begin

Close;

end;

Данная процедура позволяет закрыть форму учебника.

Кнопка Изменения размера шрифта позволяет запустить форму Изменения размера шрифта, по средствам следующего кода:

procedure TForm1. sBitBtn1Click (Sender: TObject);

begin

Form2.ShowModal;

end;

Форма имеет вид (рисунок 4):

Рисунок 4. Форма Изменения размера шрифта.

На данной форме имеются две кнопки и поле ввода. В поле ввода можно внести только 4 знака, так как больше не имеет смысла.

Кнопка Применить выполняет следующую процедуру:

procedure TForm2. sButton1Click (Sender: TObject);

var

g:variant;

begin

g:=sEdit1.Text;

g:=StrToCurr (g);

Form1.WebBrowser1.OleObject.Document.Body.Style.Zoom:=g;

close;

end;

Данная процедура присваивает переменой значение поля и загружает Web-браузер с измененным размером текста. В конце процедуры форма закрывается.

Кнопка Скрыть дерево позволяет скрыть панель проводника, отображающего разделы учебника:

procedure TForm1. sBitBtn2Click (Sender: TObject);

begin

sPanel2.Width:=0;

sPanel1.Width:=sPanel1.Width+266;

sPanel1.Left:=0;

sDragBar1.Left:=0;

sDragBar1.Width:=sDragBar1.Width+264;

end;

Данная процедура изменяет размер первой панели и второй, увеличивая первую на размер второй.

Кнопка Показать дерево позволяет показать панель проводника, отображающего разделы учебника:

procedure TForm1. sBitBtn3Click (Sender: TObject);

begin

sPanel2.Width:=265;

sPanel1.Width:=sPanel1.Width-266;

sPanel1.Left:=266;

sDragBar1.Left:=264;

sDragBar1.Width:=sDragBar1.Width-264;

end;

Данная процедура изменяет размер первой панели и второй, уменьшая первую на размер второй.

Кнопка Печать документа позволяет вывести на печать содержимого учебника:

procedure TForm1. sBitBtn4Click (Sender: TObject);

var

vaIn, vaOut: OleVariant;

begin

WebBrowser1.ControlInterface.ExecWB (OLECMDID_PRINT, OLECMDEXECOPT_PROMPTUSER,

vaIn, vaOut);

end;

Данная процедура позволяет запустить диалоговое окно печати и вывести документ на печать

При выборе на странице Справка раздела О программе выполняется следующая процедура:

procedure TForm1. sTreeView5Change (Sender: TObject; Node: TTreeNode);

begin

case sTreeView5.Selected.AbsoluteIndex of

1:WebBrowser1.Navigate ('C:Эл учРесурсыТеорияAbout. htm');

end;

end;

Данная процедура при выборе первого раздела загружает помощь, а второго О программе.

При выполнений данной процедуры загружается следующий документ (рисунок 5):

Рисунок 5. Форма О программе.

При помощи данной формы можно получить информацию о программе.

При разработке программы был использован HTML, для соблюдения условий и осуществления алгоритма язык Delphi 7.

3. Руководство пользователя

Разработанный электронный учебник спроектирован таким образом, чтобы быть наиболее удобным в использовании. Интерфейс является интуитивно понятным, эргономичным и не вызывающим сложностей при работе с ним.

Программа рассчитана для пользователя, не имеющего представление о работе с гипертекстовым языком и языком программирования Delphi.

Папку «Эл уч» необходимо загрузить на диск С.

При загрузки программы появляется главная форма, представленная выше на рисунке 3. В ней можно при помощи левой панели открыть необходимый раздел, который будет отражаться в правой части формы. Также в верхней части формы расположены кнопки, при помощи которых можно выполнять определенные операции:

1. Кнопка Изменить размер шрифта позволяет изменить размер документа.

2. Кнопка Скрыть дерево позволяет скрыть панель дерева.

3. Кнопка Показать дерево позволяет отобразить панель дерева.

4. Кнопка Печать документа позволяет вывести на печать содержимого учебника.

Главная форма содержит следующие страницы панели:

1. Панель Теория позволяет просмотреть и выбрать теоретический материал по предмету. Имеет вид (рисунок 6):

Рисунок 6. Панель Теория.

2. Панель Моделирование позволяет выполнить лабораторные работы. Имеет вид (рисунок 7):

Рисунок 7. Панель Примеры.

3. Панель Эксперименты позволяет самостоятельно выполнить предложенные эксперименты по темам. Имеет вид (рисунок 8):

Рисунок 8. Панель Задачи.

Для установки необходимо скопировать папку Эл уч в корень диска С.

Предупреждение: без папки Ресурсы невозможна дальнейшая работа.

4. Охрана труда и техника безопасности при работе с ПК

Охрана труда как институт трудового права — это совокупность норм, направленных на обеспечение условий труда, безопасных для жизни и здоровья работников.

Комфортные и безопасные условия труда — один из основных факторов влияющих на производительность и безопасность труда, здоровье работников.

Охрана труда — это система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия

В помещениях, где используются компьютеры, формируются специфические условия окружающей среды — микроклимата. При низких значениях влажности в воздухе накапливаются микрочастицы с высоким электростатическим зарядом, способные адсорбировать частицы пыли и поэтому обладающие аллергизирующими свойствами.

Для поддержания нормальной температуры и относительной влажности в помещении необходимо регулярное проветривание, а так же наличие систем ионизирования и кондиционирования воздуха. Для улучшения микроклимата так же важна грамотная организация освещения.

Специалисты рекомендуют применять преимущественно люминесцентные лампы. Их располагают в виде сплошных или прерывистых линий, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии мониторов. При периметральном расположении компьютеров светильники располагают локализовано над рабочим местом ближе к переднему краю, обращенному к пользователю.

Существуют специальные люминесцентные лампы, которые излучают свет различного качества, имитируя, таким образом, полный спектр естественного солнечного света.

Другая, не менее серьезная проблема — обеспечение электромагнитной безопасности работающих за компьютером с дополнительными периферийными устройствами.

При одновременном их включении вокруг пользователя создается поле с широким частотным спектром. В этом случае немаловажную роль играет оборудование рабочего места в помещении.

Однако на практике обеспечить нормальную электромагнитную обстановку удается далеко не всегда. Специалисты предлагают принять во внимание следующее [35]:

1. помещение, где эксплуатируются компьютеры и периферия к ним, должно быть удалено от посторонних источников электромагнитных излучений (электрощиты, трансформаторы и т. д.);

2. если на окнах помещения имеются металлические решетки, то они должны быть заземлены, т.к. несоблюдение этого правила может привести к резкому локальному повышению уровня полей в какой-либо точке помещения и сбоям в работе компьютера;

3. групповые рабочие места желательно размещать на нижних этажах здания, так как вследствие минимального значения сопротивления заземления именно на нижних этажах здания существенно снижается общий электромагнитный фон.

При неверной общей планировке помещения, неоптимальной разводке питающей сети, неэффективном устройстве контура заземления собственный электромагнитный фон помещения может оказаться настолько сильным, что обеспечить на рабочих местах требования санитарных правил в большинстве случаев невозможно.

Потенциально опасные и вредные производственные факторы Имеющийся в настоящее время в нашей стране комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный передовой опыт работы ряда вычислительных центров показывает, что имеется возможность добиться значительно больших успехов в деле устранения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Однако состояние условий труда и его безопасности в ряде помещений еще не удовлетворяют современным требованиям.

Операторы ЭВМ, операторы подготовке данных, программисты и другие работники еще сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней Среды, отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и другие.

Многие сотрудники связаны с воздействием таких психофизических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызванное развивающимся утомлением.

Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга.

Например, сильный шум вызывает трудности с распознанием цветовых сигналов, снижает быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную адаптацию, нарушает восприятие визуальной информации, уменьшает на 5−12% производительность труда. Длительное воздействие шума с уровнем звукового давления 90 дБ снижает производительность труда на 30−60%.

Медицинские обследования работников показали, что помимо снижения производительности труда высокие уровни шума приводят к ухудшению слуха. Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному заболеванию.

Анализ травматизма среди работников показывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействия физически опасных производственных факторов при заправке носителя информации на вращающийся барабан при снятом кожухе, при выполнении сотрудниками несвойственных им работ. На втором месте случаи, связанные с воздействием электрического тока.

Электрические установки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведении профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Специфическая опасность электроустановок: токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека.

Исключительно важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, проведения ремонтных, монтажных и профилактических работ.

При этом под правильной организацией понимается строгое выполнение ряда организационных и технических мероприятий и средств, установленных действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ и ПТБ потребителей) и «Правила установки электроустановок» (ПУЭ) В зависимости от категории помещения необходимо принять определенные меры, обеспечивающие достаточную электробезопасность при эксплуатации и ремонте электрооборудования.

Так, в помещениях с повышенной опасностью электроинструменты, переносные светильники должны быть выполнены с двойной изоляцией или напряжение питания их не должно превышать 42 В.

К таким помещениям могут быть отнесены помещения машинного зала, помещения для размещения сервисной и периферийной аппаратуры. В особо опасных же помещениях напряжение питания переносных светильников не должно превышать 12 В, а работа с электротранспортируемым напряжением не выше 42 В разрешается только с применением СИЗ (диэлектрических перчаток, ковриков и т. п.).

Работы без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них, работы проводимые непосредственно на этих частях или при приближении к ним на расстояние менее установленного ПЭУ.

К этим работам можно отнести работы по наладке отдельных узлов, блоков. При выполнении такого рода работ в электроустановках до 1000 В необходимо применение определенных технических и организационных мер, таких как: ограждения расположенные вблизи рабочего места и других токоведущих частей, к которым возможно случайное прикосновение; работа в диэлектрических перчатках или стоя на диэлектрическом коврике; применение инструмента с изолирующими рукоятками, при отсутствии такого инструмента следует пользоваться диэлектрическими перчатками. Работы этого вида должны выполнятся не менее чем двумя работниками.

В соответствии с ПТЭ и ПТВ потребителям и обслуживающему персоналу электроустановок предъявляются следующие требования: лица, не достигшие 18-летнего возраста, не могут быть допущены к работам в электроустановках; лица не должны иметь увечий и болезней, мешающих производственной работе; лица должны после соответствующей теоретической и практической подготовки пройти проверку знаний и иметь удостоверение на доступ к работам в электроустановках.

Разрядные токи статического электричества чаще всего возникают при прикосновении к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды опасности для человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести к выходу из строя ЭВМ.

Для снижения величины возникающих зарядов статического электричества покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума. Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического электричества ионизированным газом.

В промышленности широко применяются радиоактивные нетрализаторы. К общим мерам защиты от статического электричества можно отнести общие и местное увлажнение воздуха.

Обеспечение санитарно-гигиенических требований к помещениям [36]

Помещения, их размеры (площадь, объем) должны в первую очередь соответствовать количеству работающих и размещаемому в них комплекту технических средств.

В них предусматриваются соответствующие параметры температуры, освещения, чистоты воздуха, обеспечивают изоляцию, от производственных шумов и т. п. Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы СН 245−71 устанавливают на одного работающего, объем производственного помещения не менее 15 м³, площадь помещения выгороженного стенами или глухими перегородками не менее 4,5 м³.

Для эксплуатации ЭВМ следует предусматривать следующие помещения: машинный зал, помещение для размещения сервисной и периферийной аппаратуры, помещение для хранения запасных деталей, инструментов, приборов (ЗИП); помещения для размещения приточно-вытяжных вентиляторов; помещение для персонала; помещение для приема-выдачи информации.

Основные помещения располагаются в непосредственной близости друг от друга. Их оборудуют общеобменной вентиляцией и искусственным освещением. К помещению машинного зала и хранения магнитных носителей информации предъявляются особые требования. Площадь машинного зала должна соответствовать площади необходимой по заводским техническим условиям данного типа ЭВМ.

Высота зала над технологическим полом до подвесного потолка должна быть 3−3,5 м. Расстояние подвесным и основным потолками при этом должно быть 0,5−0,8 м. Высоту подпольного пространства принимают равной 0,2−0,6 м.

Как правило, применяется боковое естественное освещение. Рабочие комнаты и кабинеты должны иметь естественное освещение. В остальных помещениях допускается искусственное освещение.

В тех случаях, когда одного естественного освещения не хватает, устанавливается совмещенное освещение. При этом дополнительное искусственное освещение применяется не только в темное, но и в светлое время суток.

Искусственное освещение по характеру выполняемых задач делится на рабочее, аварийное, эвакуационное.

Требования к освещению Произведем расчет необходимого количества светильников для компьютерного класса, в котором установлен электронный учебник.

Исходные данные:

Помещение

1. длина — а, ширина — b, высота — h. 2. Коэффициент отражения потолка, стен и пола.

Светильники

1. Коэффициент использования светильников.

2. Расстояние между светильником и рабочей поверхность.

Лампы

1. Тип лампы 2. Мощность Нормы

1. Требуемая освещенность Расчетные формулы

1. Определение площади помещения:

S=a*b

2. Определение индекса помещения (1):

(1)

где h1 — высота помещения, h2 — расстояние от пола до рабочей поверхности Определение требуемого количества светильников (2):

(2)

где Е — требуемая освещенность горизонтальной поверхности, люкс;

S — площадь помещения; Кз — коэффициент запаса (1,3−1,7); Uкоэффициент использования осветительной установки; Фл — световой поток одной лампы, люмен; n — число ламп в одном светильнике.

Помещение компьютерного класса: а = 6 м, b = 5 м, h = 3,2 м.

Светильники серии ЛВО 4×18

Лампы люминесцентные 18 Вт, в одном светильнике 4 лампы Фл -1150 люмен;

Нормы освещенности Е=400 люкс (помещение дл работы с ПЭВМ) на уровне 0,8 м от пола.

Коэффициент запаса Кз = 1,4; Коэффициент отражения потолка — 50, стен — 30, пола — 10.

Расчет:

1. Площадь помещения

S=5*6=30 кв.м.

Определяем индекс помещения (3)

(3)

Определяем коэффициент использования осветительной установки, исходя из значений коэффициентов отражения и индекса помещения: U=44

Определяем требуемое количество светильников (4):

(4)

В компьютерном классе имеется 8 ламп ЛВО 4×18, что соответствует стандарту освещенности, описанному выше.

Оформление помещения.

Рациональное цветовое оформление помещения направленно на улучшение санитарно-гигиенических условий труда, повышение его производительности и безопасности.

Окраска помещений влияет на нервную систему человека, его настроение и, в конечном счете, на производительность труда. Основные производственные помещения целесообразно окрашивать в соответствии с цветом технических средств. Освещение помещения и оборудования должно быть мягким, без блеска.

Снижение шума, создаваемого на рабочих местах внутренними источниками, а также шума проникающего извне, является очень важной задачей. Снижение шума в источнике излучения можно обеспечить применением упругих прокладок между основанием машины, прибора и опорной поверхностью.

В качестве прокладок используются резина, войлок, пробка, различной конструкции амортизаторы. Под настольные шумящие аппараты можно подкладывать мягкие коврики из синтетических материалов, а под ножки столов, на которых они установлены, — прокладки из мягкой резины, войлока, толщиной 6−8 мм. Крепление прокладок возможно путем приклейки их к опорным частям.

Возможно также применение звукоизолирующих кожухов, которые не мешают технологическому процессу. Не менее важным для снижения шума в процессе эксплуатации является вопрос правильной и своевременной регулировки, смазывания и замены механических узлов шумящего оборудования.

Рациональная планировка помещения, размещения оборудования в является важным фактором, позволяющим снизить шум при существующем оборудовании ЭВМ. При планировке машинный зал и помещение для сервисной аппаратуры необходимо располагать в дали от шумящего и вибрирующего оборудования.

Снижение уровня шума, проникающего в производственное помещение извне, может быть достигнуто увеличением звукоизоляции ограждающих конструкций, уплотнением по периметру притворов окон, дверей.

Таким образом для снижения шума создаваемого на рабочих местах внутренними источниками, а также шума, проникающего из вне следует: ослабить шум самих источников (применение экранов, звукоизолирующих кожухов); снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн (звукопоглощающие поверхности конструкций); применять рациональное расположение оборудования; использовать архитектурно-планировочные и технологические решения изоляций источников шума.

Пожары представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность — небольшие площади помещений. Как известно пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окисления и источников зажигания. В помещениях присутствуют все три основные фактора, необходимые для возникновения пожара.

Горючими компонентами являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, перфокарты и перфоленты, изоляция кабелей и др.

Противопожарная защита — это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара.

Источниками зажигания могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.

В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции.

Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность.

Энергоснабжение осуществляется от трансформаторной станции и двигатель-генераторных агрегатов. На трасформаторных подстанциях особую опасность представляют трансформаторы с масляным охлаждением. В связи с этим предпочтение следует отдавать сухим транформатором.

Пожарная опасность двигатель-генераторных агрегатов обусловлена возможностью коротких замыканий, перегрузки, электрического искрения. Для безопасной работы необходим правильный расчет и выбор аппаратов защиты.

При поведении обслуживающих, ремонтных и профилактических работ используются различные смазочные вещества, легковоспламеняющиеся жидкости, прокладываются временные электропроводники, ведут пайку и чистку отдельных узлов. Возникает дополнительная пожарная опасность, требующая дополнительных мер пожарной защиты. В частности, при работе с паяльником следует использовать несгораемую подставку с несложными приспособлениями для уменьшения потребляемой мощности в нерабочем состоянии.

Для большинства помещений установлена категория пожарной опасности В.

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Учитывая высокую стоимость электронного оборудования, а также категорию его пожарной опасности, здания и части здания другого назначения, в которых предусмотрено размещение ЭВМ, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости.

Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть ограниченно, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными составами. В помещениях противопожарные преграды в виде перегородок из несгораемых материалов устанавливают между машинными залами.

К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших загораний, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п.

В зданиях пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Вода используется для тушения пожаров в помещениях программистов, библиотеках, вспомогательных и служебных помещениях.

Применение воды в машинных залах ЭВМ, хранилищах носителей информации, помещениях контрольно-измерительных приборов ввиду опасности повреждения или полного выхода из строя дорогостоящего оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар принимает угрожающе крупные размеры. При этом количество воды должно быть минимальным, а устройства ЭВМ необходимо защитить от попадания воды, накрывая их брезентом или полотном.

Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. По виду используемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на следующие основные группы.

Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования, находящегося под напряжением.

В производственных помещениях применяются главным образом углекислотные огнетушители, достоинством которых является высокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования, диэлектрические свойства углекислого газа, что позволяет использовать эти огнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить электроустановку сразу.

Эффективность применения систем АПС определяется правильным выбором типа извещателей и мест их установки. При выборе пожарных извещателей необходимо учитывать конкретные условия их эксплуатации: особенности помещения и воздушной среды, наличие пожарных материалов, характер возможного горения, специфику технологического процесса и т. п.

В соответствии с «Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий» залы ЭВМ, помещения для внешних запоминающих устройств, подготовки данных, сервисной аппаратуры, архивов, копировально-множительного оборудования и т. п. необходимо оборудовать дымовыми пожарными извещателями. В этих помещениях в начале пожара при горении различных пластмассовых, изоляционных материалов и бумажных изделий выделяется значительное количество дыма и мало теплоты.

Заключение

В последнее время наблюдается существенное увеличение объемов и сложности учебных материалов, изучаемых в средней и высшей школах. И одновременно виден недостаток высококвалифицированных преподавательских кадров, а так же несовершенство учебной базы. Большие трудности часто возникают при подготовке, изготовлении и распространении учебных пособий различных видов.

Указанные факторы негативно сказываются на качестве подготовки учащихся. В связи с этим большое внимание уделяется применению прогрессивных методик обучения, в том числе предполагающих использование компьютеров.

Программы, предназначенные для обучения и передачи обучаемому знаний и умений, получили название «Автоматизированные обучающие системы». Развитие обучающих систем в настоящее время идет в направлении придания им свойства адаптации к целям и условиям обучения.

В течение почти ста лет психологи значительную часть своих научных усилий тратили на то, чтобы понять процесс обучения. При этом исследовались, главным образом, факторы, влияющие на быстроту усвоения и утрату полученных знаний.

В результате этих усилий был установлен ряд надежных принципов, которые могут быть использованы для построения схем обучения.

Разработка и применение электронных учебных пособий в высшей школе это одна из составляющих компонент информатизации вуза. Главная цель информатизации в вузе — это повышение качества подготовки специалистов посредством внедрения в учебный и научный процессы новых информационных технологий, средств мультимедиа и телекоммуникаций.

Проблема информатизации высшего образования состоит в том, что развитие и использование отдельных информационных технологий в вузе должно являться одним из составляющих частей поэтапного формирования и развития единой информационной среды высшего учебного заведения.

Результатом данной дипломной работы явилась система формирования, обработки и анализа структуры электронного самоучителя, написанного на языке разметки гиперткстов HTML и визуальном языке программирования Delphi. Данная система призвана облегчить труд преподавателей в частности и разработчиков автоматизированных обучающих систем вообще.

Основной целью дипломного проекта — создание электронного учебника по специальному курсу «Компьютерное моделирование физических процессов». В ходе дипломирования цель достигнута.

Для достижения поставленной цели были решить следующие задачи:

1. проведено аналитическое исследование электронных учебных пособий и технологий в современном мире.

2. выбрано инструментальное средство разработки программного продукта.

3. систематизирована информацию по разделам специального курса.

4. разработан программный продукт с понятным интерфейсом.

Каждая из перечисленных задач выполнена и результаты представлены в соответствующих разделах.

В ходе работы над проектом был проведен анализ сегодняшнего состояния автоматизированных обучающих систем и средств их разработки, были выявлены их достоинства и недостатки. На основе этого были сформулированы требования к обучающей системе, часть из которых легла в основу данного дипломного проекта.

В процессе работы пришлось познакомиться с проблемами дистанционного обучения, проанализировать различные инструментальные программные продукты для создания программного обеспечения в этой области.

Данный электронный учебник может быть использован в учебных заведениях или для индивидуального пользования обучающихся, которые хотят более детально изучить проблемы компьютерного моделирования физических процессов.

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

За последние десятилетия наблюдается существенное увеличение объемов и сложности учебных материалов, изучаемых в средней и высшей школах. При этом во многих учебных заведениях наблюдается недостаток высококвалифицированных преподавательских кадров. Большие трудности часто возникают при оперативной подготовке, изготовлении и распространении учебных пособий различных видов. Указанные факторы негативно сказываются на качестве подготовки обучаемых. В связи с этим большое внимание уделяется применению прогрессивных методик обучения, в том числе предполагающих использование вычислительной техники. Это позволяет существенно повысить качество и эффективность учебного процесса. Одной из форм повышения эффективности обучения являются электронные учебники.

В любой форме обучения основным является самостоятельное обучение учащихся, поэтому принципиально важным является разработка различных электронных учебно-методических комплексов, в том числе и электронных учебников, в полной мере использующих мультимедийные возможности компьютеров, осуществляющих контроль знаний, позволяющим выбирать траекторию и скорость обучения, предоставлять обширный перечень справочной информации.

Новые технологии обучения и в том числе дистанционное обучение, формируют новое мировосприятие: происходит расширение кругозора учащихся, появляется возможность доступа к мировым информационным ресурсам и оперативного их использования, рождается чувство сопричастности к мировым событиям, к мировой культуре. Создаются предпосылки не только для интеллектуального, но и для личностного развития.

Список используемых источников

1. Гавриков А. Л., Курмышев Н. В., Семчук Н. Н. и др. «Возможности использования электронных учебников в образовательном процессе»

2. Сербин В. В. «Технология создания электронных учебно-методических комплексов средствами мультимедиа», 3 часть «Технология-Shockwave создания анимационно-мультипликационных проетов и интерактивно мультимедийных приложений средствами Flash, РУМЦДО, Алматы 2004 г.

3. Материалы 3-го Международного форума «Информатизация Казахстана и стран СНГ», Алматы, 2004 г.

4. Дузбаева Р. М. Формирование готовности учеников к интерактивному обучению. Алматы: Улагат, 2002.

5. Шолохович В. Ф. Информационные технологии обучения: // Информатика и образование. 1998, № 2,

6. Дузбаева Р. М. Интерактивное обучение и мультимедийные технологии при изучении информатики в КБТУ. // Состояние и перспективы совершенствования методики преподавания естественно научных дисциплин. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию АГУ им. Абая. — Алматы: АГУ им. Абая, 2003.

7. Рогинский В. М. Азбука педагогического труда. — М.: Высшая школа, 1990.

8. Методы и средства кибернетики в управлении учебным процессом высшей школы: Сб. науч. трудов. Рига: Риж. политехи, ин-т, 1985. Вып. 1. 216 с.

9. Попов Э. В. Общение с ЭВМ на естественном языке. М.: Наука, 1982.359 с.

10. Любарский Ю. Я. Интеллектуальные информационные системы. М.: Наука, 1990. 232 с.

11. Савельев А. Я., Новиков В. А., Лобанов Ю. И. Подготовка информации для автоматизированных обучающих систем: Метод, пособие для преподавателей и студентов вузов / Под ред. А. Я. Савельева. М.: Высшая школа, 1986. 176 с.

12. Свиридов А. П., Шалобина И. А. Сетевые модели динамики знаний / Под ред. Ю. Н. Мельникова. М.: МЭИ, 1992. 88 с.

13. Разработка и применение экспертно-обучающих систем: Сб. науч. трудов. М.: НИИВШ, 1989. 154 с.

14. Зайцева Л. В., Новицкий Л. П., Грибкова В А. Разработка и применение автоматизированных обучающих систем на базе ЭВМ. Рига: Зинат-не, 1989. 174 с.

15. Башмаков А. И., Башмаков И. А., Щербин В. М. Компьютерный учебник «Информатика» для дистанционного обучения // Дистанционное обучение — образовательная среда XXI века: Материалы международной научно-методической конференции. Мн.: Бестпринт, 2001. С. 193−195.

16. Материалы курса повышения квалификации «Дидактические функции электронного учебника», Костанай 2002

17. Новиков С. В., «Электронные учебники для ПЭВМ» — Москва: 1990 г.

18. Башмаков И. А., Щербин В. М. Организация дистанционного обучения с использованием компьютерных учебников // Международный форум информатизации-96: Тезисы докладов международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: Изд-во «Стан-кин», 1996. С. 20−25.

19. Автоматизация построения тренажеров и обучающих систем / Самойлов В. Д., Березников В. П., Писаренко А. П., Сметана СИ. Киев: Наукова думка, 1989. 200 с.

20. Архангельский А. Я., Delphi 6. Справочное пособие — БИНОМ, Москва, 2001 г.

21. Архангельский А. Я., Программирование в Delphi 7 — БИНОМ-Пресс, Москва, 2004 г.

22. В. В. Фаронов, П. В. Шумаков, «Delphi 7. Руководство разработчика баз данных», Издательство «Нолидж», Москва, 2001 г.

23. http://www.delphi.mastak.ru

24. http://www.delphi.narod.ru

25. http://www.delphikingdom.com

26. В. В. Фаронов. Система программирования Delphi. — СПб.: БХВ-Петербург, 2003. — 912 с.: ил.

27. Гаевский А. Разработка программных приложений на Delphi 7 — М.: Киев, 2000.

28. Немнюгин С. А. Программирование — М.: Питер, 2000.

29. Хеслоп HTML с самого начала Издательство: СПб: Питер 2001

30. Хоникат Использование Internet 2-е изд. К.: Диалектика 200

31. Левин Internet для «чайников» Москва 1996.

32. Левин Дж., Левин-Янг М. Еще об Internet для «чайников» 2-е изд. Москва 1996.

33. Рассохин Д. и Лебедев А. World Wide Web — всемирная информационная паутина в сети Internet — Москва 1997.

34. Безопасность жизнедеятельности. под. ред. А. И. Сидорова. М: КНОРУС, 2007 г.

35. Охрана труда. Денисенко О. В. М: Просвещение, 1985 г.

36. Безопасность жизнедеятельности: безопасность технологических процессов и производств. Кукин П. П., В. Л. Лапин М: высшая школа, 2004 г.

37. Охрана труда. Стула М. Б. М: Просвещение, 1989 г.

38. Защита пользователей персональных компьютеров Санитарные нормы и правила. Алматы 2004

39. Христочевский С. А., «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» — Москва: «Информатика и образование», 2000 г.